PRZEGLĄD PRZEPISÓW DOTYCZĄCYCH STĘŻEŃ BORU W ŚRODOWISKU

Transkrypt

1 bor wody podziemne i powierzchniowe ścieki Iwona PASIECZNIK * PRZEGLĄD PRZEPISÓW DOTYCZĄCYCH STĘŻEŃ BORU W ŚRODOWISKU W niniejszym artykule omówiono najważniejsze przepisy dotyczące stężeń boru w środowisku. Przedstawiono graniczne wartości występowania boru w wodach podziemnych, powierzchniowych i w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Porównano zawartość tego pierwiastka w przepisach Unii Europejskiej, w przepisach krajowych i wytycznych Światowej Organizacji Zdrowia (WHO). Opisano ograniczenia dotyczące stężeń boru w ściekach kierowanych do wód i w ściekach przemysłowych wprowadzanych do urządzeń kanalizacyjnych. 1. WSTĘP Bor jest pierwiastkiem szeroko rozproszonym w przyrodzie. Występuje we wszystkich komponentach środowiska od atmosfery przez biosferę, hydrosferę po litosferę [1]. To mikroelement mający istotny wpływ na rozwój roślin, zwierząt i ludzi, jednak w zbyt wysokich stężeniach może być szkodliwy [13, 16]. Jest naturalnie uwalniany do gruntu i wód powierzchniowych i podziemnych z opadów atmosferycznych, wietrzenia skał i desorpcji iłów zawierających związki boru oraz rozkładu materii organicznej. Poza tym bor może przedostawać się do środowiska również ze źródeł antropogenicznych takich jak stosowanie herbicydów i nawozów sztucznych zawierających borany. Stosowanie popiołów lotnych czy odprowadzenie do gruntu ścieków zawierających bor powoduje przedostawanie się tego pierwiastka do środowiska naturalnego. Detergenty, kosmetyki i preparaty medyczne zawierają także różne postacie boru. * Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, pl. Grunwaldzki 9, Wrocław.

2 378 I. PASIECZNIK Bor jest pierwiastkiem bardzo ruchliwym, przedostaje się także do atmosfery. Uwalniany jest z naturalnych i przemysłowych źródeł. Naturalne źródła boru to oceany, złoża geotermiczne i erupcje wulkanów. Zaś źródła przemysłowe to głównie, przemysł szklarski, ceramiczny, fotograficzny, spożywczy, wydobywczy i elektrownie [4]. Związki boru znajdują szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu [14]. Są wykorzystywane przy produkcji szkła, porcelany, skóry, dywanów, kosmetyków, detergentów i konserwantów. Niektóre połączenia boru ze względu na zdolność pierwiastka do pochłaniania neutronów stosowane są w elektrowniach jądrowych. Gałęzie przemysłu [4], w których przy produkcji wykorzystywane są związki boru, przyczyniają się do wprowadzania tego pierwiastka do środowiska zarówno w formie odpadów stałych jak i w formie połączeń boru odprowadzanych wraz ze ściekami przemysłowymi. Nieprawidłowe odprowadzanie ścieków przemysłowych i komunalnych może być przyczyną lokalnego skażenia gleb tym pierwiastkiem. Zawartość boru w glebach zalewanych ściekami zawierającymi związki boru wzrasta nawet ponad 100-krotnie w stosunku do zawartości wyjściowej [3]. Bor wraz ze ściekami przemysłowymi odprowadzanymi do kanalizacji, może przedostawać się do ścieków komunalnych. Stężenie boru w ściekach komunalnych zależy od stopnia oczyszczania ścieków przemysłowych oraz od udziału ścieków przemysłowych w ogólnej ilości ścieków komunalnych. Okresowo stężenie boru w ściekach komunalnych może osiągać wyższe stężenia w przypadku niewłaściwej pracy lub braku zakładowych oczyszczalni ścieków. Zanieczyszczanie wód ściekami zawierającymi związki boru powoduje, że zawartość boru w wodach powierzchniowych ma tendencję wzrostową. Odprowadzane do środowiska ścieki stanowią źródło zanieczyszczania wód przeznaczonych do picia oraz wód stosowanych do nawadniania upraw, w których stężenie boru jest limitowane ze względów zdrowotnych. Ważną kwestią jest również ochrona gleb i wód przed nadmiernym zanieczyszczeniem tym pierwiastkiem ze względu na jego łatwą bioakumulację, co może powodować szybkie przechodzenie boru do łańcucha żywieniowego. 2. OMÓWIENIE PRZEPISÓW DOTYCZACYCH STĘŻEŃ BORU W ŚRODOWISKU Wysokie stężenia boru w wodzie stwarzają poważny problem w gospodarczym i rolniczym wykorzystaniu wody. Ostatnia Dyrektywa Unii Europejskiej [2] dotycząca

3 Przegląd przepisów dotyczących stężeń boru w środowisku 379 wody do picia określa dopuszczalną zawartość boru do 1 mg/dm 3. Światowa Organizacja Zdrowia [15] określa stężenie boru w wodzie do picia do 0,3 mg/dm 3, jako to stężenie, które nie ma widocznego wpływu na zdrowie człowieka, ponieważ wysokie stężenia boru w wodzie przeznaczonej do picia mogą być toksyczne dla ludzi. Wartości graniczne stężenia boru w różnych rodzajach wód oraz porównanie wymagań odnośnie stężenia pierwiastka w wodach, według różnych źródeł literaturowych, przedstawiono w tabelach od 1 do 5. W 2008 roku weszło w życie Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 23 lipca 2008 r. w sprawie kryteriów i sposobu oceny stanu wód podziemnych. W Rozporządzeniu bor jest opisany jako element fizykochemiczny, dla którego nie dopuszcza się przekroczenia wartości granicznej przy określaniu klasy jakości wód podziemnych w punkcie pomiarowym. Dla wód I klasy jakości stężenie boru powinno być mniejsze niż 0,5 mg/dm 3. Wody w II i III klasie jakości mogą zawierać maksymalnie 1,0 mg/dm 3. Wartości graniczne boru w poszczególnych klasach jakości wód podziemnych przedstawiono w tabeli 1. Tabela 1. Wartości graniczne boru w poszczególnych klasach jakości wód podziemnych [6] Lp. Wskaźnik jakości wody Jednostka Wartości graniczne w klasach od I -V I II III IV V Bor [mg/dm 3 ] 0,5 1,0 1,0 2,0 > 2,0 Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 13 maja 2009 roku w sprawie form i sposobu prowadzenia monitoringu jednolitych części wód powierzchniowych i podziemnych [11], w złączniku 3 uwzględnia bor w monitoringu diagnostycznym wód powierzchniowych, w grupie specyficznych zanieczyszczeń syntetycznych i niesyntetycznych. Wg rozporządzenia [11] stężenie boru w jednolitych częściach wód powierzchniowych powinno być badane 4 razy w ciągu roku. W najnowszym rozporządzeniu z 2011 roku bor znalazł się również na liście elementów wchodzących w zakres badań w punktach pomiarowo-kontrolnych wyznaczonych w monitoringu obszarów chronionych dla jednolitych części wód powierzchniowych przeznaczonych do poboru wody na potrzeby zaopatrzenia ludności w wodę do spożycia (tego zapisu nie było w poprzednim Rozporządzeniu Ministra Środowiska z 2009 roku [11]) W złączniku 4 omawianego Rozporządzenia [9] bor jest również umieszczony w wykazie elementów fizykochemicznych obowiązkowych w monitoringu stanu chemicznego jednolitych części wód podziemnych.

4 380 I. PASIECZNIK Tabela 2. Monitoring jednolitych części wód powierzchniowych przeznaczonych do poboru wody na potrzeby zaopatrzenia ludności w wodę do spożycia [11] L.p. Elementy klasyfikacji wchodzące w zakres badań w punktach pomiarowokontrolnych wyznaczonych w monitoringu obszarów chronionych dla jednolitych części wód powierzchniowych przeznaczonych do poboru wody na potrzeby zaopatrzenia ludności w wodę do spożycia Częstotliwość z jaką wskaźnik jakości powinien być oznaczany w ciągu roku w zależności od ilości zaopatrywanych osób < osób osób > osób Bor 4 4 (6) -8 4 (6) -8 (6) Minimalną częstotliwość badań można stosować jedynie wtedy, gdy nie stwierdzono dla poszczególnych wskaźników przekroczeń wartości dopuszczalnych dla stanu dobrego w dotychczas przeprowadzonych badaniach W Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 9 listopada 2011 roku w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych [10] regulowane są wartości graniczne boru dla wód, według kategorii jednolitych części wód powierzchniowych wszystkich kategorii tabela 3. Wartości graniczne boru są normowane w I i II klasie jakości wód i nie mogą przekraczać 2,0 mg/dm 3, natomiast nie zostały ustalone wartości graniczne dla pozostałych klas wód. Ponadto Rozporządzenie [10] klasyfikuje bor do wskaźników jakości wód z grupy substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Tabela 3. Wartości graniczne boru w wodach powierzchniowych wszystkich kategorii [10] Lp. Wskaźnik jakości wody Jednostka Wartość graniczna wskaźników jakości wód właściwa dla klasy I II III IV V Bor [mg/dm 3 ] 2, 0 Wartości granicznych nie ustala się Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) w 1993 roku określiła maksymalne stężenie boru w wodzie do picia na poziomie 0,3 mg/dm 3, jako to stężenie, które nie ma znacznego wpływu na zdrowie człowieka. Wartość wytycznej dotyczącej zawartości boru w wodzie do picia została zmieniona przez WHO w 1998 roku [16]. Zmiana spowodowana była faktem, że wartość ta nie mogła zostać osiągnięta przez konwencjonalne metody i sposoby usuwania boru. Stężenie boru w zależności od rejonu i obszaru szeroko zależy od geologii. Dla większości rejonów świata stężenie boru w wodzie do picia powinno być w granicach od 0,1 do 0,3 mg/dm 3 [17], ale takie nie

5 Przegląd przepisów dotyczących stężeń boru w środowisku 381 jest, ze względu na występowanie terenów bogatych w złoża zawierające borany i brak skutecznej metody usuwania boru. W tabeli poniżej przedstawiono porównanie norm jakości wody do picia wg przepisów krajowych i zagranicznych. Tabela 4. Porównanie norm jakości wody do picia ustalonych w przepisach Unii Europejskiej, w przepisach krajowych i w wytycznych Światowej Organizacji Zdrowia L.p. Wskaźnik jakości wody Jednostka Dyrektywa 98/83/EC [2] Przepisy krajowe [12] Wytyczne WHO z 1993 r. [15] z 2004 r. [17] Bor [mg/dm 3 ] 1,0 1,0 0,3 0,5 Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 28 stycznia 2009 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego określa najwyższe dopuszczalne wartości tego wskaźnika dla ścieków biologicznie rozkładalnych z sektorów wymienionych w załączniku nr 4 [8] i dla pozostałych ścieków przemysłowych. W tabeli 5 przedstawiono najwyższe dopuszczalne wartości stężenia boru dla oczyszczonych ścieków przemysłowych. Tabela 5. Najwyższa dopuszczalna zawartość boru w oczyszczonych ściekach przemysłowych [8] L.p. Wskaźnik Jednostka Najwyższa dopuszczalna wartość Zakres stosowania dla ścieków przemysłowych biologicznie rozkładalnych z sektorów wymienionych w załączniku nr 4 [8] dla pozostałych ścieków przemysłowych Bor [mg/dm 3 ] 1,0 dotyczy wszystkich sektorów dotyczy wszystkich rodzajów ścieków Podana w Rozporządzeniu [8], najwyższa dopuszczalna zawartość boru w ściekach, nie dotyczy ścieków oczyszczonych pochodzących z instalacji oczyszczania spalin metodą mokrą wapienną oraz ścieków z mokrych technologii odprowadzania odpadów paleniskowych w elektrowniach. W tych przypadkach najwyższa dopuszczalna zawartość boru ustalana jest indywidualnie przez organ właściwy do wydania pozwolenia. Natomiast dopuszczalna zawartość boru w ściekach przemysłowych wprowadzanych do urządzeń kanalizacyjnych podana w załączniku nr 2 w Rozporzą-

6 382 I. PASIECZNIK dzeniu Ministra Budownictwa z dnia 14 lipca 2006 roku [5] w sprawie sposobu realizacji obowiązków dostawców ścieków przemysłowych oraz warunków wprowadzania ścieków do urządzeń kanalizacyjnych, wynosi 10 mg/dm 3. Bor uwzględniono także w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 15 grudnia 2008 roku [7] zmieniającego Rozporządzenie w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, których wprowadzanie w ściekach przemysłowych do urządzeń kanalizacyjnych wymaga pozwolenia wodnoprawnego. 3. PODSUMOWANIE Przegląd opisanych w artykule przepisów i aktów prawnych dotyczących stężeń boru w środowisku pokazuje, że bor jest pierwiastkiem uwzględnionym w wielu rozporządzeniach krajowych i w wytycznych Światowej Organizacji Zdrowia jako substancja szkodliwa dla środowiska, wymagająca stałego monitoringu. LITERATURA [1] BOLAŃSKI A., Geochemia i surowce mineralne. Wydawnictwo geologiczne,warszawa [2] DYREKTYWA RADY 98/83/WE z dnia 3 listopada 1998 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. [3] KABATA-PENDIAS A., PENDIAS H., Biogeochemia pierwiastków śladowych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa [4] KOWAL A.L., ŚWIDERSKA-BRÓŻ M., Oczyszczanie wody. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa-Wrocław, [5] ROZPORZĄDZENIE MINISTRA BUDOWNICTWA z dnia 14 lipca 2006 roku w sprawie sposobu realizacji obowiązków dostawców ścieków przemysłowych oraz warunków wprowadzania ścieków do urządzeń kanalizacyjnych (Dz.U. Nr 136, poz. 964). [6] ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 23 lipca 2008 r. w sprawie kryteriów i sposobu oceny stanu wód podziemnych (Dz.U. Nr 143, poz. 896). [7] ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 15 grudnia 2008 roku zmieniające rozporządzenie w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, których wprowadzanie w ściekach przemysłowych do urządzeń kanalizacyjnych wymaga pozwolenia wodnoprawnego (Dz.U. Nr 229, poz. 1538). [8] ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 28 stycznia 2009 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U. Nr 27, poz. 169). [9] ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 13 maja 2009 roku w sprawie form i sposobu prowadzenia monitoringu jednolitych części wód powierzchniowych i podziemnych (Dz.U. Nr 81, poz. 685). [10] ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 9 listopada 2011 roku w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych (Dz.U. Nr 257, poz. 1545).

7 Przegląd przepisów dotyczących stężeń boru w środowisku 383 [11] ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 15 listopada 2011 roku w sprawie form i sposobu prowadzenia monitoringu jednolitych części wód powierzchniowych i podziemnych (Dz.U. Nr 258, poz. 1550). [12] ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ZDROWIA z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz.U. Nr 61 z 2007, poz. 417). [13] SEŃCZUK W., Toksykologia, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa [14] SCHUBERT D., Borates In industrial use. Struct Bonding, 2003, Vol. 105, [15] WORLD HEALTH ORGANIZATION, Guidelines for Drinking Water Quality, 2nd ed., Geneva [16] WORLD HEALTH ORGANIZATION, Boron in drinking water. Geneva WHO/SDE/WSH/ ( [17] WORLD HEALTH ORGANIZATION, Guidelines for Drinking Water Quality, 2nd ed., Geneva [18] WORLD HEALTH ORGANIZATION, Guidelines for Drinking-Water Quality, 3rd ed; Geneva 2004, Vol. 1. REVIEW THE RULES FOR BORON CONCENTRATIONS IN THE ENVIRONMENT This article discusses the essential rules for boron concentrations in the environment. Presented limits the occurrence of boron in groundwater and surface water intended for human consumption. Compare the contents of this element in the European Union regulations, the national legislation and guidelines of the World Health Organization (WHO). Describes the limitations on the boron concentration in the effluent directed to water and industrial wastewater entering the sewage system.