Kryteria Jakości Wody

Kryteria jakości wody opracowano na podstawie analizy trujących oddziaływań na organizmy wodne i ludzi wywołanych ekspozycją na chemikalia rozproszone w wodach powierzchniowych. Określają one specyfikację stężeń dla zanieczyszczeń, które są bezpieczne dla większości form życia w wodach. EPA, dla potrzeb opracowania ilościowych kryteriów jakości wody, wymaga danych z czterech dziedzin: toksyczności ostrej dla zwierząt (osiem informacji), chronicznej toksyczności dla zwierząt (trzy informacje), toksyczności dla rośłin i o śladach w tkankach. Wymagania specjalne wobec informacji dla każdej z tych czterech dziedzin, jak również metody kompilacji i analizy danych, zawarte są w dyrektywie EPA w sprawie tworzenia standardów jakości wody.

Warto zauważyć, że w czasie opracowywania kryteriów dla niektórych z toksyn określono wskaźniki korygujące wpływ środowiska. Na przykład, dla kilku metali śladowych kryteria jakości wody, wynikające z ostrej i chronicznej toksyczności, będą zależały od twardości wody. Kryteria wynikające z ostrej i chronicznej toksyczności dla miedzi wskazują, że organizmy wodne nie będą poddane szkodliwym wpływom, jeśli:
średnie 4-dniowe stężenie miedzi (liczone w mg/L) nie będzie w czasie 3 lat ani razu przekraczało wartości wyliczonej z wzoru: e^{(0.8545[ln{twardość}] - 1.465)}; oraz
jeśli średnie 1-godzinne stężenie nie przekroczy w czasie 3 lat ani razu wartości wyliczonej z wzoru: e^{(0.9422[ln{twardość}] - 1.464)}.
Zgodnie z tym dla wody o twardości 50mg/L CaCO₃ akceptowalne stężenie średnie czterodniowe wynosi 6.5mg/L, a dla twardości 200 mg/L wynosi 34mg/L. W tabeli przedstawiono wartości współczynników dla równań kryterialnych wynikających z toksyczności dla organizmów wodnych kolejnych metali.

Wprawdzie kryteria jakości wody wspomagają utrzymanie bezpieczeństwa użytkowania wód, jak też ochronę życia w wodach, jednak te numeryczne kryteria nie stanowią podstawy do objęcia ochroną organizmów bytujących w osadach. Opracowanie kryteriów jakości osadów i objęcia ich ochroną jest przedmiotem szybko rozwijających się badań toksykologii środowiska wodnego. Wśród pożądanych wyników są informacje o toksyczności składników osadów wraz z oceną jakości tego elementu środowiska.

Wczesne rozporządzenia ekologiczne ograniczają uwalnianie chemikaliów do wód. Dlatego postępy badań i zbiór danych pochodzących z analizy toksyczności dla ekosystemów wodnych znakomicie przewyższają rozmiary innych baz danych z zakresu ekotoksykologii. Niemniej regulacje EPA obejmują jedynie około trzydzieści kryteriów jakości wody ustanawiających graniczne ilości zanieczyszczeń dopuszczalne pod względem bezpieczeństwa życia w wodach powierzchniowych. Tymczasem wytwarzane są i uwalniane dziesiątki tysięcy niebezpiecznych chemikaliów.

Przykład: Ekotoksykologia cynku.
Poniżej laguny zawierającej ścieki i szlamy z zakładu galwanicznego dane z monitoringu wód powierzchniowych zawierają stężenie cynku średnie 4-dniowe = 14.2mg/L i 1-godzinne =27mg/L. Średnia twardość wody zmierzona w poniżej punktu zrzutu wynosi 100 mg/L CaCO₃ .
Czy należy spodziewać się problemów z długoterminową ochroną życia w wodzie? Odpowiedz na pytanie wykorzystując dla oceny zmierzonych stężeń cynku w wodzie twardość wody i kryteria jakości wód dla cynku.

Rozwiązanie: Z tablicy można zastosować równanie na kryterium chronicznej toksyczności cynku dla życia w wodzie:

mg/L Zn = e^{(0.8473[ln{twardość}] +0.7614)}

Podstawiając zmierzoną wartość twardości wody 100 mg/L CaCO₃ , uzyskamy przybliżoną wartość kryterium dla 4-dniowej średniej ekspozycji na cynk:

Zn = e^{(0.8473[ln{100}] +0.7614)} mg/L = 106 mg/L

Ponieważ zmierzone stężenie cynku jest o rząd wielkości mniejsze od kryterium dla stężenia 4-dniowego, nie ma powodów do zmartwień.