С целью разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей, руководствуясь пунктом 2 Постановления Правительства Донецкой Народной Республики от 04.06.2021 г. № 36-4 «Об утверждении нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей», статьей 23 Закона Донецкой Народной Республики «Об охране окружающей среды», подпунктами 4.1.10., 4.1.23 пункта 4.1. Положения о Государственном комитете по экологической политике и природным ресурсам при Главе Донецкой Народной Республики, утвержденного Указом Главы Донецкой Народной Республики от 23.01.2017 г. № 07,

ПРИКАЗЫВАЮ:

1. Утвердить Методику разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей (прилагается).

2. Контроль за исполнением настоящего Приказа оставляю за собой.

3. Настоящий Приказ вступает в силу со дня официального опубликования.

Методика разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей

I. Общие положения

1.1. Методика разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей (далее – Методика) разработана с целью осуществления расчета нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов водопользователями в водные объекты.

1.2. В настоящей Методике термины имеют следующее значение:

лимитирующий признак вредности в водном объекте – признак, характеризующийся наименьшей безвредной концентрацией в водном объекте;

неконсервативное вещество – вещество, концентрация которого изменяется вследствие последующих химических, физико-химических и биологических процессов.

Иные термины, которые используются в настоящей Методике, употребляются в значениях, предусмотренных законодательством в сфере охраны окружающей среды и водным законодательством Донецкой Народной Республики.

1.3. Нормирование качества воды осуществляется в соответствии с физическими, химическими, биологическими (в том числе микробиологическими) и иными показателями состава и свойств воды водных объектов, определяющими пригодность ее для конкретных целей водопользования и/или устойчивого функционирования экологической системы водного объекта.

1.4. Нормативы качества воды водного объекта включают:

а) общие требования к составу и свойствам поверхностных вод для видов водопользования;

б) перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) веществ в воде водных объектов культурно-бытового, хозяйственно-питьевого водопользования;

в) нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативы ПДК загрязняющих веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения.

1.5. При сбросе сточных, в том числе дренажных вод (далее – сточные воды), в водные объекты, используемые для целей питьевого, хозяйственно-бытового назначения и рыбохозяйственного значения, нормативы качества поверхностных вод или их природные состав и свойства должны соблюдаться на протяжении всего участка водопользования, начиная с контрольного створа, но не далее, чем 500 метров от места сброса сточных вод.

1.6. В случае одновременного использования водного объекта или его участка для различных целей водопользования для состава и свойств его вод принимаются наиболее жесткие нормы качества воды из числа установленных.

1.7. При разработке нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов (далее – НДС) необходимо учитывать следующее:

а) если нормативы качества воды в водных объектах не могут быть достигнуты в самом водном объекте, то НДС устанавливаются исходя из условий соблюдения природного фона в контрольном створе (до точки сброса);

б) если загрязненность водного объекта в фоновом створе по каким-либо показателям не позволяет обеспечить нормативное качество воды в контрольном створе (до точки сброса), то НДС по этим показателям разрабатываются исходя из отнесения нормативных требований к составу и свойствам воды водных объектов к самим сточным водам;

в) учитываются нормативы качества воды водных объектов;

г) НДС устанавливаются в виде допустимых приращений к концентрации данных веществ в воде, которая забирается (используется) при сбросе теплообменных вод (использованных в охлаждающих системах для охлаждения технологического продукта без соприкосновения с ним), а также водных объектов, используемых для рыборазведения (без привноса загрязняющих веществ). Показатели таких приращений устанавливаются только за счет технологических потерь воды на испарение и при условии использования одного водного объекта.

При сбросе теплообменных и иных нормативно чистых сточных вод, образующихся после использования воды другого водного объекта или источника, в водном объекте, который принимает эти сточные воды, НДС устанавливаются в соответствии с подпунктами а)—в) настоящего пункта;

д) для веществ, содержащихся в воде водного объекта и относящихся к 1 и 2 классам опасности, при всех видах водопользования с одинаковым лимитирующим признаком вредности (ЛПВ), сумма отношений концентраций каждого вещества к соответствующим ПДК не должна превышать 1.

1.8. НДС не разрабатываются для сточных вод, которые сбрасываются в канализационные сети.

1.9. Если фактический сброс (НДС_факт) водопользователя меньше расчетного НДС, то в качестве НДС принимается фактический сброс.

1.10. Критерии эффективности обеззараживания сточных вод, отводимых в водные объекты, и допустимые изменения состава воды в водоемах и водотоках после выпуска в них очищенных сточных вод, устанавливаются в соответствии с СанПиН №4630-88. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения.

II. Методическая основа расчета нормативов допустимых сбросов

2.1. Расчет НДС для расчетного водохозяйственного участка приведена в разделе III настоящей Методики – для водотоков, в разделе IV настоящей Методики – для водохранилищ и озер, в разделе V настоящей Методики – для морских вод.

2.2. Расчет НДС без учета разбавления в водном объекте производится в случае осуществления водопользования несколькими водопользователями на протяжении 1 км. Кроме того, расчет НДС с учетом разбавления осуществляется водопользователями после формирования исходной информации, требующейся для расчета.

2.3. Расход сбрасываемых сточных вод устанавливается с учетом сброса за последние три года (среднегодовое значение).

III. Расчет величин НДС для отдельных выпусков сточных вод в водотоки

3.1. НДС рассчитываются для всех категорий водопользователей как произведение максимального часового расхода сточных вод q (м³/ч), на допустимую концентрацию загрязняющего вещества C_НДС (мг/дм³). При расчете условий сброса сточных вод, сначала определяется значение C_НДС, обеспечивающее нормативное качество воды в контрольных створах с учетом требований настоящей Методики, затем определяется НДС согласно формуле:

НДС = q ∙ C_НДС;
(1)

Последовательность выполнения расчета величин НДС для отдельных выпусков сточных вод в водотоки представлена в Приложении 1 к настоящей Методике. Примерный расчет НДС (без учета разбавления и выполнения расчета фоновой концентрации) представлен в Приложении 2 к настоящей Методике.

Необходимо подчеркнуть обязательность требования увязки сброса массы вещества, соответствующей НДС, с расходом сточной воды.

Если фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте превышает ПДК, то CНДС определяется в соответствии с пунктом 1.7. настоящей Методики. В противном случае для определения CНДС в зависимости от типа водного объекта используются расчетные формулы, приведенные в разделе III настоящей Методики.

3.2. Расчетная формула для определения CНДС без учета неконсервативности вещества имеет вид:

С_НДС = n ⋅ (С_ПДК — С_ф) + С_ф;
(2)

где:

С_ПДК — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества (ПДК) в воде водотока, мг/дм³;

С_Ф — фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, мг/дм³;

n — кратность общего разбавления сточных вод в водотоке, равная произведению кратности начального разбавления n_Н на кратность основного разбавления n_О (основное разбавление, возникающее при перемещении воды от места выпуска к расчетному створу)

n=n_Н ⋅ n_O ;
(3)

Определение норматива допустимого сброса по концентрации взвешенных веществ, производится следующим образом:

Для водных объектов рыбохозяйственного значения —

при сбросе сточных вод, в водные объекты содержание взвешенных веществ в контрольном створе не должно увеличиваться по сравнению с фоновым содержанием более чем на 0,75 мг/дм³. В водных объектах рыбохозяйственного значения при содержании в межень более 30 мг/дм³ природных взвешенных веществ допускается увеличение содержания их в воде в пределах 5 %;

Для водных объектов в пунктах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования —

при сбросе сточных вод в водный объект содержание взвешенных веществ в контрольном створе не должно увеличиваться по сравнению с фоновым содержанием более чем на 0,25 мг/дм³. Для водных объектов, содержащих в межень более 30 мг/дм³ природных взвешенных веществ, допускается увеличение содержания их в воде в пределах 5 %.

3.3. По методу Н.Н. Лапшева кратность начального разбавления nН учитывается при выпуске сточных вод в водотоки в следующих случаях:

для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков в водоток при соотношении скоростей ϑp и выпуска ϑcm:

ϑ_ст ≥ 4 ⋅ ϑ_p ;
(4)

где:

ϑ_cm — скорость истечения сточных вод, м/с;

ϑ_p — скорость движения воды водотока, м/с;

при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска, больших 2 м/с. При меньших скоростях расчет начального разбавления не производится.

Для единичного напорного выпуска кратность начального разбавления рассчитывается следующим образом: вычисляются отношения

(5)

где:

ϑ₀ — скорость на оси струи. По рисунку 1 номограммы (Приложение 3) находится отношение где d – диаметр загрязненного пятна в граничном створе зоны начального разбавления, _d0 – диаметр выпуска;

m – отношение скоростей.

По рисунку 2 номограммы (Приложение 3) находится кратность начального разбавления n_Н по известным величинам m и 

Для рассеивающего напорного выпуска расчет осуществляется следующим образом. Задаваясь числом выпускных отверстий оголовка выпуска N₀ и скоростью истечения сточных вод, из них ϑ_cm ≥ 2,0 м/с, определяют диаметр отверстия или оголовка рассеивающего выпуска:

(6)

где:

d₀ — диаметр отверстия или оголовка рассеивающего выпуска, м;

ql – суммарный расход сточных вод, м³/с;

N₀ – число выпускных отверстий оголовка выпуска.

По рисунку 1 номограммы (Приложение 3) определяется отношение и найденное значение d сравнивается со средней глубиной реки Н. Если d < Н, то по рисунку 2 номограммы (Приложение 3) находится кратность начального разбавления n_Н. Для случая естественной струи (d > Н) соответствующая ему кратность разбавления n_Н находится умножением найденного значения n_Н на поправочный коэффициент  который определяется по рисунку 3 номограммы (Приложение 3). Расстояние до пограничного сечения зоны начального разбавления определяется по формуле:

(7)

Расход смеси сточных вод, и воды водотока в том же сечении находится по формуле:

(8)

q2 — расход сточных вод, на выходе из отверстий или оголовков рассеивающего выпуска, м³/с.

Средняя концентрация вещества в граничном сечении определяется по формуле:

(9)

где:

С_cm — концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, мг/дм³.

Максимальная концентрация в центре пятна примеси в сечении равна:

(10)

3.4. Кратность основного разбавления n₀ определяется по методу В.А. Фролова – И.Д. Родзиллера:

(11)

где:

Q – расчетный расход водотока, м³/с;

γ – коэффициент смешивания, показывающий, какая часть речного расхода смешивается со сточными, в том числе дренажными водами, в максимально загрязненной струе расчетного створа:

(12)

где:

l – расстояние от выпуска до расчетного створа по фарватеру, м;

e — основание натурального логарифма, математическая константа;

a – коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке:

(13)

где:

φ — коэффициент извилистости (отношение расстояния до контрольного створа по фарватеру к расстоянию по прямой);

ξ — коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод, (при выпуске у берега ξ = 1, при выпуске в стрежень реки ξ = 1,5);

D — коэффициент турбулентной диффузии, м²/с.

Для летнего времени:

(14)

где:

g — ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

ϑ — средняя скорость течения реки, м/с;

Н — средняя глубина реки, м;

n_ш — коэффициент шероховатости ложа реки, определяемый по справочным данным, по таблице М.Ф. Срибного (Приложение 1);

С — коэффициент Шези (м^0,5/с), определяемый по формуле Н.Н. Поплавского (при Н ≤ 5 м):

(15)

где:

R^y — гидравлический радиус потока, м (R ≈ H);

(16)

Для зимнего времени (периода ледостава):

(17)

где:

R_np, n_np, C_np — приведенные значения гидравлического радиуса, коэффициента шероховатости и коэффициента Шези;

(18)

(19)

где:

n_л — коэффициент шероховатости нижней поверхности льда по П.Н. Белоконю, определяемый по справочным данным (Приложение 1 к настоящей Методике).

(20)

где:

(21)

Для повышения точности расчетов вместо средних значений ϑ, Н, n_ш и С рекомендуется брать их значения в зоне непосредственного смешения сточной жидкости с речной водой.

Рассмотренный метод может применяться при соблюдении следующего неравенства:

(22)

Если сточные воды и притоки могут поступать с обоих берегов реки, обеспечивая практически постоянную струйность речных вод вдоль каждого берега, то для расчетов концентраций веществ в максимально загрязненной струе рекомендуется использовать метод В.А. Фролова – И.Д. Родзиллера для случая впадения сточных вод, с обоих берегов реки.

3.5. Если не соблюдаются условия применимости метода В.А. Фролова – И.Д. Родзиллера или в расчете необходимо учесть данные о накоплении загрязняющих веществ в донных отложениях, то рекомендуется использовать методы, изложенные в монографии «Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод» под редакцией А.В. Караушева.

IV. Расчет НДС для отдельных выпусков в водохранилища и озера

4.1. НДС для выпусков сточных вод в водохранилища и озера определяются по приведенным ниже расчетным формулам, аналогичным формулам пункта 3.2. настоящей Методики.

Последовательность выполнения расчета величин НДС для отдельных выпусков сточных вод в водохранилища и озера представлена в Приложении 4 к настоящей Методике.

Основная расчетная формула для определения СНДС без учета неконсервативности вещества имеет вид:

(23)

где:

С_ПДК — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема, мг/дм³;

C_Ф — фоновая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема, мг/дм³;

n — кратность общего разбавления сточных вод, в водоеме, определяемая по формуле (3).

Для выполнения расчета НДС по взвешенным веществам рекомендуется использовать формулы из раздела III настоящей Методики.

4.2. Расчет кратности начального разбавления nН выполняется согласно пункту 3.3. настоящей Методики. Расчет кратности основного разбавления nО производится следующим образом:

(24)

где:

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

где:

φ(Z₁) — угол наклона оголовка выпуска;

x* — параметр сопряжения начального участка разбавления с основным участком;

x₀ — параметр сопряжения начального участка разбавления с основным участком;

γ₀ — параметр, учитывающий влияние ближайшего берега на кратность основного разбавления;

U_м — характерная минимальная скорость течения в водоеме в месте сброса, соответствующая неблагоприятной гидрологической ситуации, м/с;

l₀ — расстояние выпуска от ближайшего берега, м;

l_н — длина начального участка разбавления, рассчитываемая по формуле (7), м;

l – расстояние от выпуска до расчетного створа по фарватеру, м;

D — коэффициент турбулентной диффузии, м²/с, определяемый по формулам (14) и (17), в которых вместо средней скорости течения, глубины и коэффициента шероховатости ложа реки принимаются, соответственно, характерная минимальная скорость течения в водоеме U_M, средняя глубина водоема близи выпуска H_cp и коэффициент шероховатости ложа водоема в зоне течения n_ш.

V. Расчет НДС для отдельных выпусков, сбросов в морские воды

5.1. Расчет НДС веществ для выпусков сточных вод в море производится в тех случаях, когда допускается отведение сточных вод в морскую среду, при этом НДС определяются в соответствии с пунктом 3.1. настоящей Методики по приведенным ниже формулам.

5.2. Выпуск, удаленный от других выпусков на расстояние более 5 км вдоль линии берега, может рассматриваться как отдельный (изолированный выпуск).

5.3. С учетом разбавления сточных вод, в морских водах, концентрация вещества в сточных водах С_НДС определяется по формуле:

(31)

где:

C_ПДК — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в морской воде, мг/дм³;

n — кратность общего разбавления сточных вод в море при их переносе течением от места выпуска до ближайшей границы морских районов водопользования;

C_Ф — фоновая концентрация вещества, характеризующая степень загрязнения морской воды данным веществом вне зоны влияния выпуска сточных вод (на расстоянии более 5 км от выпуска), мг/дм³.

Последовательность выполнения расчета величин НДС для отдельных выпусков, сбросов в морские воды представлена в Приложении 5 настоящей Методики.

5.4. Кратность общего разбавления n определяется по формуле (3) и зависит от гидрологических условий района размещения выпуска сточных вод и его конструктивных характеристик. Поэтому при установлении НДС следует учитывать возможность оптимизации конструкции оголовка и места выпуска сточных вод, для уменьшения затрат на очистку сточных вод.

5.5. Известные методики определения кратности начального разбавления позволяют производить расчет ее значения независимо от типа выпуска (сосредоточенный или рассеивающий), поскольку конструкции выпусков обеспечивают отсутствие взаимного влияния струй сточных вод в зоне начального разбавления.

На процесс перемешивания сточных вод в этой зоне существенное влияние оказывают силы плавучести, если плотность сточных вод существенно отличается от плотности морской воды. По этой причине применяют разные методы расчета кратности начального разбавления в зависимости от величины числа Фруда:

(32)

где:

d₀ — диаметр выпускного отверстия, м;

g — ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с;

?_м — плотность морской воды в месте сброса сточных вод, т/м³;

?_cm — плотность сточной, в том числе дренажной воды, т/м³;

ϑ_ст — скорость истечения сточной, в том числе дренажной воды, из выпускного отверстия (м/с), вычисляемая по расходу сточных вод,:

(33)

где:

q — расход сточных вод, м³/с;

Nо — число выпускных отверстий оголовка выпуска.

5.6. Если сточная, в том числе дренажная вода, легче морской (?cm < ?м) и расчетная величина Fr удовлетворяет условию:

(34)

где:

H_В — расстояние (по вертикали) от выпуска до поверхности моря, м, то кратность начального разбавления можно определить по формуле Рама-Цедервала:

(35)

5.7. Если сточная, в том числе дренажная вода, тяжелее морской (?cm > ?м) и расчетная величина Fr удовлетворяет условию:

(36)

где:

φ — угол истечения струй сточных вод, из выпускного отверстия относительно горизонта.

Расчет кратности начального разбавления выполняется по методике Н.Н. Лапшева:

(37)

где F — параметр, зависящий от угла φ и определяемый по таблице 1 – значение функции F при различных углах наклона φ оголовка выпуска. (Приложение 6).

5.8. Если сточная, в том числе дренажная вода, легче морской, но не выполняется условие (34), или сточная, в том числе дренажная вода, тяжелее морской, но не выполняется условие (36), или же плотность сточной, в том числе дренажной воды, равна плотности морской воды в месте сброса, расчет кратности начального разбавления выполняется методом Н.Н. Лапшева:

(38)

где:

ϑм — характерная минимальная скорость течения морских вод в месте сброса, м/с;

f — параметр, учитывающий стеснение струи сточных вод при их сбросе на мелководье.

Параметр f определяется следующим способом. Вычисляется сначала диаметр струи сточных вод, d в конце зоны начального разбавления по формуле:

(39)

Если значение d не превышает глубины моря в месте сброса H, то f = 1, в противном случае:

(40)

5.9. При наличии устойчивой стратификации морской среды по плотности для расчета кратности начального разбавления могут использоваться модели, описывающие поведение струи в стратифицированной среде.

5.10. В любом случае, если расчетная кратность начального разбавления n_Н окажется меньше 1, то для дальнейших вычислений следует принять n_Н = 1.

5.11. Расчеты кратности основного разбавления основаны на решении уравнения турбулентной диффузии и могут выполняться численным или аналитическим методами.

Численный метод решения уравнения турбулентной диффузии подробно рассмотрен в монографии под редакцией А.В. Караушева (пункт 3.5. настоящей Методики). Расчет кратности основного разбавления может также быть проведен с использованием аналитического решения уравнения турбулентной диффузии для сосредоточенного выпуска сточных вод, в море:

(41)

где:

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

где:

l — расстояние от выпуска до ближайшей границы района водопользования (контрольного створа), м;

U_м — скорость морского течения, соответствующая неблагоприятной гидрологической ситуации, м/с;

x* — параметр сопряжения участка двухмерной диффузии с участком трехмерной диффузии, м;

x₀ — параметр сопряжения начального участка разбавления с основным участком;

D_В и D_Г — коэффициенты вертикальной и горизонтальной турбулентной диффузии соответственно, м²/с;

H_ср — средняя глубина моря в месте выпуска, м;

l_н — длина начального участка разбавления, м;

γ₀ — параметр, учитывающий влияние ближайшего берега на кратность основного разбавления;

l₀ — расстояние выпуска от берега, м;

φ(Z₁) — угол наклона оголовка выпуска.

Отличие формул (41) — (47) от аналогичных формул (24) — (30) связано с тем, что для прибрежной зоны моря по сравнению с водоемами характерна анизотропия коэффициентов турбулентной диффузии. При этом коэффициент горизонтальной диффузии, как правило, существенно больше, чем коэффициент вертикальной турбулентной диффузии.

В расчетах кратности основного разбавления при отсутствии данных о коэффициентах диффузии для конкретного района расположения выпуска следует использовать значение коэффициента горизонтальной турбулентной диффузии D_Г, определяемое по формуле Л.Д. Пухтяра и Ю.С. Осипова:

(48)

Значение коэффициента вертикальной турбулентной диффузии можно принимать равным D_B = 5 ∙ 10^-4  м²/с.

5.12. В расчетах кратности основного разбавления сточных вод для рассеивающих выпусков необходимо учитывать, что при рассеивающем выпуске соседние струи влияют друг на друга в зоне основного разбавления, ослабляя эффект перемешивания. Согласно исследованиям Н.Н. Лапшева, кратность основного разбавления при сбросе сточных вод через линейный рассеивающий выпуск в море при направлении течения перпендикулярно к оси оголовка выпуска можно вычислить по формуле:

(49)

где:

l_В — длина рассеивающего оголовка выпуска, м.

Если значение n₀, полученное из формулы (49), окажется меньше 2, кратность основного разбавления при рассеивающем выпуске сточных вод, для определения НДС можно не учитывать, полагая n₀ = 1.