Величина допустимого воздействия по привносу химических веществ зависит от гидрологического и гидрохимического режима водных объектов, а также режима функционирования источников загрязнения, состав и характеристики которых значительно варьируют в течение года. В связи с этим расчет НДВхим рекомендуется вести дифференцировано по основным гидрологическим сезонам. Для основной территории России такими сезонами являются зимняя и летне-осенняя межени, весеннее или весенне-летнее половодье.
При наличии разработанного и утвержденного гидрографа экологического стока расчет ведется на объемы соответствующие ему; при отсутствии его - на самые неблагоприятные условия в пределах каждого характерного сезона.
В качестве наиболее неблагоприятных условий при указанном выше внутригодовом распределении рекомендуется принимать:
- летне-осеннюю и зимнюю межень года 95% обеспеченности и соответствующие им объемы стока;
- весеннее или весенне-летнее половодье года 50% обеспеченности и соответствующие им объемы стока (принятие данной обеспеченности обусловлено наиболее неблагоприятным соотношением между массой поступающих загрязняющих веществ от точечных и диффузных источников загрязнения и разбавляющей способностью водного объекта для данного сезона).
Объемы стока для сезонов определяются по данным водохозяйственного баланса участка или стандартными гидрологическими расчетами.
Наиболее неблагоприятные условия формирования качественных характеристик отдельных сезонов не совпадают по обеспеченности в пределах конкретного календарного или гидрологического года, поэтому норматив допустимого воздействия в годовом разрезе НДВхимгод определяется для условного года с критическими условиями формирования качества как сумма сезонных значений, рассчитанных по вышеприведенным формулам:
НДВхимгод = НДВхим зм95% + НДВхим лом95% + НДВхим вп50% (14)
Значения нормативов НДВхимгод для условного года являются теоретической величиной. При управлении водными ресурсами используются данные лет различной обеспеченности, обычно в диапазоне от 50% до 95%. Для перехода от условного года к расчетной обеспеченности применяются сезонные переходные коэффициенты от базового значения НДВхим по сезонам:
Кзр% = Wзр%/ Wз95%; (15)
Кло% = Wлор%/ Wло95%; (16)
Квпр% = Wвпр%/ Wвп50% (17)
Например, норматив НДВхим для года 95% обеспеченности, являющегося в большинстве случаев расчетным по условиям антропогенной нагрузки, определяются следующим образом:
НДВхимгод95% = 1х НДВхимзм95% +1хНДВхим лом95% +
+ (Wвп95%/ Wвп50%) x НДВхим вп50% (18)
Необходимость определения нормативов НДВхим для лет различной обеспеченности обусловлена необходимостью оперативного управления и контроля за качеством воды в водном объекте, оценкой соблюдения требования по результатам любого календарного года.
В общем для водохозяйственного участка НДВхим выделяются три составные части допустимого приращения, относящиеся:
к управляемым и потенциально управляемым источникам загрязнения (Wсупр),
к неуправляемым источникам загрязнения, включая латентные (Wндиф);
к природной составляющей (Wбпр, Wвх,Wобпр).
По неуправляемым источникам загрязнения водоохранные мероприятия сводятся к постепенному внедрению наилучшей имеющейся практики.
Составная часть НДВхим, учитывающая природную или условно природную составляющую гидрохимического баланса (аэрогенное загрязнение большей части водосборной площади и т.п.), может быть использована для регламентирования воздействия по привносу веществ для видов водопользования без изъятия водных ресурсов (например, маломерные суда, рекреация и т.п.).
За допустимую величину суммарного антропогенного воздействия от видов водопользования, подпадающих под указанные условия, принимается доля от природной составляющей, равная 30% от величины НДВхим для гидрологических сезонов, когда данный вид водопользования (воздействия) имеет место. Установление количественных параметров по отдельным видам воздействия (например, количество маломерных судов, количество отдыхающих на пляже и т.п.) производится делением суммарной допустимой величины на удельного значения привноса конкретного загрязняющего вещества от данного вида воздействия. Удельное значение привноса определяется по справочной литературе или натурными измерениями.
Для водопользователей имеющих управляемые и потенциально управляемые источники загрязнения остается часть от общего норматива НДВ хим, а именно
НДВхимупр = Сн Wсупр (19)
На основании разработанных нормативов допустимых воздействий (НДВ) разрабатываются нормативы допустимых сбросов для выпусков сточных вод, расположенных в пределах водохозяйственного участка. Величины НДС устанавливаются с учетом предельно допустимых концентраций веществ в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды. В связи со сложностью реализации расчета НДС для выпусков сточных вод, расположенных в пределах водохозяйственного участка возможно применение пакетов прикладных программ, обеспечивающих расчеты НДС. В случае отсутствия разработанных НДВ, величины НДС рассчитываются для отдельных водопользователей. Установление НДС осуществляется в порядке, предусмотренном постановлением Правительства Российской Федерации от 23 июля 2007 г. N 469 "О порядке утверждения нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2007, N 31, ст.4088).
Пример расчета нормативов допустимого воздействия по привносу химических веществ. Расчет выполнен для р. Чусовой в пределах Свердловской области.
Река Чусовая является левобережным притоком р.Камы. Площадь бассейна р. Чусовой в пределах Свердловской области составляет почти 11500 км2. Сток р.Чусовой и ее притоков значительно зарегулирован. С 1978 г. осуществляются межбассейновые переброски из р.Уфы. Начиная с 1945 г. бассейн р.Чусовой стал основным в обеспечении хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения г. Екатеринбурга. Вода реки почти на всем своем протяжении, за исключением участков в районе городов Первоуральска и Билимбая, пригодна для технического водоснабжения.
Промышленность в бассейне р. Чусовой широко представлена предприятиями горнодобывающей отрасли, черной и цветной металлургии, машиностроения, строительной и лесной отраслей. К главной водной артерии привязана деятельность жилищно-коммунального хозяйства населенных пунктов, расположенных в бассейне реки. Добыча полезных ископаемых в течении трех веков, складирование шламов, строительных, твердых бытовых и других видов отходов обусловили наличие большого количества хранилищ этих отходов на территории бассейна.
Всего на р. Чусовой и ее притоках насчитывается более 35 водозаборов из поверхностных водных источников. Основная масса сконцентрирована в верхней трети водосборной площади. Для большинства питьевых водозаборов определены зоны санитарной охраны 1-3 поясов. В результате верхняя часть бассейна Чусовой представляет единую зону санитарной охраны поверхностных водных источников. Приоритетный вид использования воды на этих участках - хозяйственно-питьевое водоснабжение.
Сточные воды более чем 30 предприятий после очистки сбрасываются в р. Чусовую и ее притоки. Наиболее напряженная обстановка отмечается на участке р.Чусовой от Волчихинского водохранилища до г. Билимбай.
Анализ структурированной линейной водохозяйственно-гидрографической схемы р.Чусовой, границ природных физико-географических зон позволил выделить в пределах бассейна 12 расчетных водохозяйственных участков, для которых устанавливались нормативы качества воды и средние региональные фоновые концентрации с учетом сезонной дифференциации (рис.1).
В качестве диффузных источников загрязнения, оказывающих влияние на водный объект, принимались с учетом особенностей хозяйствования в бассейне: селитебные территории с выделением поселков городского типа, села с преимущественно сельскохозяйственным видом производства, включая примыкающие садово-огородные товарищества; сельскохозяйственные угодья; базы отдыха и рекреации; отвалы горнодобывающей промышленности; фермы (молочно-товарные, свиноводческие и др.); осушительные сети и т.д. Диффузные источники загрязнения подразделяются на потенциально управляемые (селитебные территории, отвалы) и неуправляемые (сельхозугодья, сады и т.д.).
Качественные характеристики по указанным категориям диффузных источников принимались по натурным наблюдениям, выполненных в бассейне р.Чусовой, а также на соседних водосборных площадях, осредненные для той или иной категории с разбивкой при необходимости и возможности на талый сток (весна) и дождевой сток (лето-осень).
В расчет принималась площадь указанных объектов, находящаяся в полосе вдоль водного объекта, равная десятикратной ширине водоохранной зоны для указанного водного объекта в соответствии с требованиями по установлению водоохранных зон. Для сельскохозяйственных угодий, садов, ферм, осушительных систем, баз отдыха и отвалов расчетный секундный и часовой расход принимался равным удельному расходу естественной боковой приточности на конкретном участке. Для любого вида источника диффузного загрязнения предполагалось, что общий расход распределяется равномерно вдоль всего контура примыкания источника к водному объекту.
После установления гидрологических характеристик, соответствующих наиболее неблагоприятным условиям формирования качества воды, был выполнен расчет нормативов НДВхим как для отдельных участков, так и для бассейна реки в целом (таблицы Б.1, Б.2). В таблице Б.3 представлен пример расчета норм НДВхим для лет различной обеспеченности.
Анализ сравнения нормативов НДВхим условного года с фактическим привносом массы загрязняющих веществ по р. Чусовой показывает, что уже в настоящее время отмечаются превышения допустимой нагрузки по ряду веществ на участках 2-7. В основном это азот нитритный, азот аммонийный, фосфор фосфатов (таблица 3.4). Отмечается также превышение по железу, алюминию и хрому 6+. В то же время в низовых участках по большинству ингредиентов имеется большой запас допустимого привноса. Это обусловлено относительно большими объемами стока с территорий, находящихся в состоянии близком к естественному, и происходящим в результате этого усреднением качественного состава. Поэтому, несмотря на благоприятное состояние водного объекта, для сохранения нормального функционирования сложившейся экологической системы необходимо соблюдение нормативов на всей акватории водного объекта, что подразумевает проведение мероприятий по минимизации поступления загрязняющих веществ от управляемых или потенциально управляемых диффузных источников.
Таблица Б.1 (к Приложению Б) - Сводная таблица объемов воды по участкам для расчета НДВхим (р.Чусовая), млн. м3
┌───────┬───────────────────────────────────────────────────────────────────────┬──────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│Участок│ Весеннее половодье │ Летне-осенняя межень │
│ ├─────────┬────────────────────────────┬─────────┬────────┬─────────────┼─────────┬───────────────────────────────┬────────┬─────────┬─────────┤
│ │ Wест │ Wсбр │ Wвход │ W │ Wуч │ Wест │ Wcбp │ Wвход │W притоки│ Wуч │
│ │ ├────────┬─────────┬─────────┤(основная│притоки │ │ ├─────────┬──────────┬──────────┤(основ- │1 порядка│ │
│ │ │точечные│диффузные│ общий │ река) │ 1 │ │ │точечные │диффузные │ общий │ ная │(обособл)│ │
│ │ │ │ (пу) │ │ │порядка │ │ │ │ (пу) │ │ река) │ │ │
│ │ │ │ │ │ │(обособл│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ ) │ │ │ │ │ │ │ │ │
├───────┼─────────┼────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────────┼─────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────┼─────────┼─────────┤
│ 1 │ 85,1 │ │ 0,495 │ 0,495 │ │ 32,29 │ 117,885 │ 13,8 │ │ 0,598 │ 0,598 │ │ 11,45 │ 25,848 │
├───────┼─────────┼────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────────┼─────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────┼─────────┼─────────┤
│ 2 │ 26,54 │ 4,79 │ 0,96 │ 5,75 │ │ │ 32,29 │ 1,62 │ 8,67 │ 1,16 │ 9,83 │ │ │ 11,45 │
├───────┼─────────┼────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────────┼─────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────┼─────────┼─────────┤
│ 3 │ 36,6 │ 1,77 │ 0,8 │ 2,57 │ 111,64 │ 3,33 │ 154,14 │ 6 │ 3,2 │ 0,97 │ 4,17 │ 52,9 │ 6,03 │ 69,1 │
├───────┼─────────┼────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────────┼─────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────┼─────────┼─────────┤
│ 4 │ 87,8 │ 0,5 │ 0,95 │ 1,45 │ │ │ 89,25 │ 15,9 │ 0,9 │ 1,147 │ 2,047 │ │ │ 17,947 │
├───────┼─────────┼────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────────┼─────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────┼─────────┼─────────┤
│ 5 │ 11,58 │ 0,035 │ 0,17 │ 0,205 │ │ │ 11,785 │ 0,71 │ 0,03 │ 0,21 │ 0,24 │ │ │ 0,95 │
├───────┼─────────┼────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────────┼─────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────┼─────────┼─────────┤
│ 6 │ 17 │ 5,51 │ 0,224 │ 5,734 │ │ │ 22,734 │ 1,04 │ 9,96 │ 0,27 │ 10,23 │ │ │ 11,27 │
├───────┼─────────┼────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────────┼─────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────┼─────────┼─────────┤
│ 7 │ 23,6 │ 10,02 │ 0,91 │ 10,93 │ 14,21 │ 48,85 │ 97,59 │ 1,69 │ 18,13 │ 1,12 │ 19,25 │ 2,1 │ 29,95 │ 52,99 │
├───────┼─────────┼────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────────┼─────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────┼─────────┼─────────┤
│ 8 │ 87,88 │ 0,03 │ 0,294 │ 0,324 │ 97,59 │ 295,73 │ 481,524 │ 6,97 │ 0,06 │ 0,363 │ 0,423 │ 52,99 │ 24,46 │ 84,843 │
├───────┼─────────┼────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────────┼─────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────┼─────────┼─────────┤
│ 9 │ 160,52 │ │ 0,615 │ 0,615 │ 481,524 │ 885,5 │ 1528,159 │ 16,85 │ │ 0,733 │ 0,733 │ 84,843 │ 98,68 │ 201,106 │
├───────┼─────────┼────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────────┼─────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────┼─────────┼─────────┤
│ 10 │ 478,33 │ 1,5 │ 1,572 │ 3,072 │ │ │ 481,402 │ 40,37 │ 2,71 │ 1,619 │ 4,329 │ │ │ 44,699 │
├───────┼─────────┼────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────────┼─────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────┼─────────┼─────────┤
│ 11 │ 246,7 │ 0,03 │ 1,267 │ 1,297 │ │ │ 247,997 │ 20,94 │ 0,06 │ 1,207 │ 1,267 │ │ │ 22,207 │
├───────┼─────────┼────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────────┼─────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────┼─────────┼─────────┤
│ 12 │ 456,2 │ │ 0,32 │ 0,32 │ │ │ 456,52 │ 65,82 │ │ 0,381 │ 0,381 │ │ │ 66,201 │
└───────┴─────────┴────────┴─────────┴─────────┴─────────┴────────┴─────────────┴─────────┴─────────┴──────────┴──────────┴────────┴─────────┴─────────┘
┌───────┬───────────────────────────────────────────────────────────────────────┬──────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
Примечание: 1.* - объем по притоку принят равным переброске из Ревдинского водохранилища;
2. Учтены потенциально управляемые (пу) дифузные источники загрязнения (селитебные территории).
Таблица Б.2. (к Приложению Б) - Установление нормативов качества воды водного объекта и средних значений регионального фона для веществ двойного генезиса на примере р.Чусовой
┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Участок N 7 (н/б Волчихинского водохранилища │
│ до г.Билимбай) │
├─────────────┬─────────────────────────────┬───────────────────────────┤
│ Показатель │ Средние значения │ Нормативы качества воды │
│ │ регионального фона │ │
│ ├─────────┬─────────┬─────────┼────────┬─────────┬────────┤
│ │ лето- │ зима │ весна │ лето- │ зима │ весна │
│ │ осень │ │ │ осень │ │ │
├─────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┼────────┤
│Взвешенные │ 15 │ 15 │ 30 │ 20 │ 20 │ 50 │
│вещества │ │ │ │ │ │ │
├─────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┼────────┤
│Хлориды │ 40 │ 40 │ 20 │ 50 │ 50 │ 50 │
├─────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┼────────┤
│Общая │ 300 │ 300 │ 300 │ 500 │ 500 │ 500 │
│минерализация│ │ │ │ │ │ │
├─────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┼────────┤
│Азот │ 0,5 │ 0,5 │ 0,5 │ 1 │ 1 │ 1 │
│аммонийный │ │ │ │ │ │ │
├─────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┼────────┤
│Азот │ 2 │ 2 │ 1 │ 9,1 │ 9,1 │ 9,1 │
│нитратный │ │ │ │ │ │ │
├─────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┼────────┤
│Фосфор │ 0,15 │ 0,2 │ 0,1 │ 0,2 │ 0,2 │ 0,2 │
│фосфатов │ │ │ │ │ │ │
├─────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┼────────┤
│Цинк │ 0,1 │ 0,1 │ 0,1 │ 0,15 │ 0,15 │ 0,15 │
├─────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┼────────┤
│Марганец │ 0,11 │ 0,11 │ 0,11 │ 0,2 │ 0,2 │ 0,2 │
├─────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┼────────┤
│Фтор │ 0,5 │ 0,5 │ 0,5 │ 0,75 │ 0,75 │ 0,75 │
├─────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┼────────┤
│БПК │ 3 │ 3 │ 3 │ 4 │ 4 │ 4 │
└─────────────┴─────────┴─────────┴─────────┴────────┴─────────┴────────┘
┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
Таблица Б.3 (к Приложению Б) -Расчет нормативов НДВхим для участка N 3 р. Чусовая для лет различной водности, т
┌───────────────────┬──────────────────────────────────────────┬───────────────────────────────────────────┬────────────────────────────────────────────┐
│ Ингредиенты │ НДВхим условного года (наиболее │ НДВхим для средневодного года (50% │ НДВхим для года 75% обеспеченности, т │
│ │ неблагоприятные условия), т │ обеспеченности), т │ │
│ ├──────────┬──────────┬──────────┬─────────┼─────────┬───────────┬──────────┬──────────┼─────────┬──────────┬──────────┬────────────┤
│ │Летне-осе-│ Зимняя │ Весеннее │ Год │ Летне- │ Зимняя │ Весеннее │ Год │ Летне- │ Зимняя │ Весеннее │ Год │
│ │ нняя │ межень │половодье │ │ осенняя │ межень │половодье │ │ осенняя │ межень │половодье │ │
│ │ межень │ │ │ │ межень │ │ │ │ межень │ │ │ │
├───────────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼───────────┼──────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────────┤
│Взвешенные вещества│ 184,50 │ 130,50 │ 1554,90 │ 1869,90 │ 1136,52 │ 354,96 │ 1554,90 │ 3046,38 │ 575,64 │ 246,65 │ 1228,37 │ 2050,66 │
├───────────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼───────────┼──────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────────┤
│Хлориды │ 246,00 │ 174,00 │ 2073,20 │ 2493,20 │ 1515,36 │ 473,28 │ 2073,20 │ 4061,84 │ 767,52 │ 328,86 │ 1637,83 │ 2734,21 │
├───────────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼───────────┼──────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────────┤
│Общая минерализация│ 615,00 │ 435,00 │ 5183,00 │ 6233,00 │ 3788,40 │ 1183,20 │ 5183,00 │ 10154,60 │ 1918,80 │ 822,15 │ 4094,57 │ 6835,52 │
├───────────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼───────────┼──────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────────┤
│Азот аммонийный │ 3,08 │ 2,18 │ 25,92 │ 31,17 │ 18,94 │ 5,92 │ 25,92 │ 50,77 │ 9,59 │ 4,11 │ 20,47 │ 34,18 │
├───────────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼───────────┼──────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────────┤
│Азот нитратный │ 12,30 │ 8,70 │ 103,66 │ 124,66 │ 75,77 │ 23,66 │ 103,66 │ 203,09 │ 38,38 │ 16,44 │ 81,89 │ 136,71 │
├───────────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼───────────┼──────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────────┤
│Фосфор фосфатов │ 1,23 │ 0,87 │ 10,37 │ 12,47 │ 7,58 │ 2,37 │ 10,37 │ 20,31 │ 3,84 │ 1,64 │ 8,19 │ 13,67 │
├───────────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼───────────┼──────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────────┤
│Цинк │ 0,12 │ 0,09 │ 1,04 │ 1,25 │ 0,76 │ 0,24 │ 1,04 │ 2,03 │ 0,38 │ 0,16 │ 0,82 │ 1,37 │
├───────────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┼───────────┼──────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼────────────┤
│Марганец │ 0,62 │ 0,44 │ 5,18 │ 6,23 │ 3,79 │ 1,18 │ 5,18 │ 10,15 │ 1,92 │ 0,82 │ 4,09 │ 6,84 │
└───────────────────┴──────────┴──────────┴──────────┴─────────┴─────────┴───────────┴──────────┴──────────┴─────────┴──────────┴──────────┴────────────┘
┌───────────────────┬──────────────────────────────────────────┬───────────────────────────────────────────┬────────────────────────────────────────────┐