Общая максимальная ежедневная нагрузка

Общая максимальная суточная нагрузка (TMDL) — это нормативный термин в Законе США о чистой воде , описывающий план восстановления загрязненных вод, который определяет максимальное количество загрязняющих веществ , которое водоем может получить, сохраняя при этом соответствие стандартам качества воды . ^[1]^[2]^[3]

Обязанности штата и федерального агентства

Закон о чистой воде требует, чтобы государственные агентства по охране окружающей среды заполняли TMDL для загрязненных вод, а Агентство по охране окружающей среды США (EPA) проверяло и одобряло/отклоняло эти TMDL. ^[4] Поскольку в составлении TMDL участвуют как правительства штатов, так и федеральное правительство, программа TMDL является примером кооперативного федерализма . Если штат не принимает меры по разработке TMDL или если EPA отклоняет разработанные штатом TMDL, EPA несет ответственность за выдачу TMDL. В 1992 году Агентство по охране окружающей среды опубликовало правила, устанавливающие процедуры TMDL. ^[5] Применение TMDL значительно расширилось за последнее десятилетие и теперь включает в себя множество проектов водораздельного масштаба, в том числе TMDL в Чесапикском заливе . ^[6] TMDL идентифицирует все загрязняющие вещества из точечных и неточечных источников в пределах водосбора . ^[4]

Государственные инвентаризации

Закон о чистой воде требует, чтобы штаты составляли списки водных объектов, которые не полностью поддерживают полезное использование, такое как водная жизнь , рыболовство , питьевая вода , отдых, промышленность или сельское хозяйство ; и определить приоритетность этих водных объектов для развития ТМДЛ. Эти реестры известны как «списки 303 (d)» и характеризуют воды как полностью пригодные , поврежденные или, в некоторых случаях, находящиеся под угрозой полезного использования. ^[7]

Процесс планирования

Определения о полезном использовании должны основываться на достаточных достоверных данных о качестве воды для планирования TMDL.

На всей территории США данным часто не хватает адекватного пространственного или временного охвата, чтобы надежно установить источники и масштабы ухудшения качества воды.

Планирование TMDL в крупных водосборных бассейнах представляет собой процесс, который обычно включает следующие этапы:

Характеристика водораздела — понимание основных физических, экологических и антропогенных элементов водораздела.
Статус обесценения — анализ существующих данных, чтобы определить, полностью ли вода поддерживает полезное использование.
Пробелы в данных и отчет о мониторинге — определение любых дополнительных потребностей в данных и по мониторингу . рекомендации
Оценка источников — определение источников загрязняющих веществ и их масштабов.
Распределение нагрузки – определение естественной нагрузки загрязняющих веществ и нагрузки в результате деятельности человека (т.е. диффузные неточечные источники и точечные сбросы).
Установление целевых показателей — установление целевых показателей качества воды, направленных на восстановление или поддержание полезного использования.
План реализации TMDL — стратегия управления водоразделом для достижения поставленных целей. ^[7]

Целевые показатели качества воды

Целью целевых показателей качества воды является защита или восстановление полезного использования и защита здоровья человека. Эти цели могут включать государственные/федеральные цифровые стандарты качества воды или описательные стандарты, т.е. в пределах «естественных» условий. Установление целей по восстановлению полезного использования является сложной, а иногда и противоречивой задачей. Например, восстановление рыболовства может потребовать снижения температуры, питательных веществ, отложений и улучшения среды обитания. ^[7]

Необходимые значения для каждого целевого показателя загрязнения для восстановления рыболовства могут быть неопределенными. Потенциал водоема для поддержания рыболовства даже в первозданном состоянии может быть неопределенным.

Фон

Расчет TMDL для любого конкретного водоема включает в себя комбинацию факторов, которые способствуют возникновению проблемы концентрированного стока питательных веществ. Водоемы проверяются на наличие загрязнений в зависимости от их предполагаемого использования. Каждый водоем тестируется аналогично, но обозначается другим TMDL. Водоемы с питьевой водой обозначаются иначе, чем зоны общественного купания, а водоемы, предназначенные для рыбной ловли, обозначаются иначе, чем воды, расположенные в заповедных зонах. Размер водного объекта также принимается во внимание при расчете TMDL. Чем больше водоем, тем большее количество загрязнений может присутствовать при сохранении запаса безопасности. Запас безопасности (MOS) — это числовая оценка, включенная в расчет TMDL, иногда 10% от TMDL, предназначенная для создания буфера безопасности между расчетным TMDL и фактической нагрузкой, который позволит водному объекту обеспечить его полезное использование (поскольку мир природы сложен, и несколько переменных могут изменить будущие условия). TMDL является конечным продуктом всех точечных и неточечных источников загрязнения одного загрязнителя. Загрязняющим веществам, источником которых является точечный источник, установлены допустимые уровни выбросов; это распределение нагрузки отходов (WLA). Загрязняющие вещества из неточечных источников также рассчитываются по уравнению TMDL с распределением нагрузки (LA). ^[7]

Расчет

Расчет TMDL выглядит следующим образом:

TMDL=WLA+LA+MOS

где WLA — распределение нагрузки отходов для точечных источников, LA — распределение нагрузки для неточечных источников, а MOS — запас безопасности. ^[8]^[2]^[3]^[9]^[10]^[11]^[12]

Распределение нагрузки

Распределение нагрузки является такой же сложной задачей, как и постановка целей. Распределение нагрузки обеспечивает основу для определения относительной доли природных и антропогенных источников загрязнения.

Естественная фоновая нагрузка загрязняющего вещества может быть неточно понята. Промышленные водосбросы, фермеры , застройщики , муниципалитеты , агентства по природным ресурсам и другие заинтересованные стороны водосбора лично заинтересованы в результате. ^[7]

Выполнение

Для реализации TMDL с точечными источниками распределение отходов включается в разрешения на сброс для этих источников. ^[13] Разрешения выдаются Агентством по охране окружающей среды или уполномоченными государственными органами в рамках Национальной системы ликвидации выбросов загрязняющих веществ ( NPDES ). Сбросы из неточечных источников (например, в сельском хозяйстве) обычно подлежат добровольному соблюдению. План реализации TMDL призван помочь преодолеть этот разрыв и обеспечить восстановление и поддержание полезных видов использования водораздела. Местные группы водоразделов играют решающую роль в обучении заинтересованных сторон, привлечении финансирования и реализации проектов по сокращению рассеянных источников загрязнения. ^[7]

См. также

Ссылки

Руководство по принятию решений, основанных на качестве воды: процесс TMDL (PDF) (отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Апрель 1991 г. EPA 440/4-91-001.

^ США. Закон о чистой воде, сек. 303(d), 33 USC § 1313(d)
^ Jump up to: ^а ^б Национальный исследовательский совет (2001). Оценка подхода TMDL к управлению качеством воды (Отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои : 10.17226/10146 . ISBN 978-0-309-07579-4 .
^ Jump up to: ^а ^б Национальные академии наук, техники и медицины (2019 г.). Подходы к определению и соблюдению требований TMDL, касающихся ливневого стока проезжей части (Отчет). Пресса национальных академий. дои : 10.17226/25473 . ISBN 978-0-309-49376-5 .
^ Jump up to: ^а ^б «Обзор выявления и восстановления загрязненных вод в соответствии с разделом 303 (d) CWA» . Нарушение вод и TMDL . Агентство по охране окружающей среды. 20 сентября 2021 г.
^ Агентство по охране окружающей среды. «Планирование и управление качеством воды: общие максимальные ежедневные нагрузки (TMDL) и индивидуальные ограничения сточных вод, основанные на качестве воды». Свод федеральных правил, 40 CFR 130.7 .
^ Краткое изложение TMDL в Чесапикском заливе (PDF) (отчет). Агентство по охране окружающей среды. 29 декабря 2010 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж «Обзор общих максимальных ежедневных нагрузок» . Агентство по охране окружающей среды. 20 сентября 2021 г.
^ А. Ширмохаммади; И. Шобей; РД Хармель; ДД Бош; Р. Муньос-Карпена; К. Дхармасри; А. Секстон; М. Араби; М.Л. Вульф; Дж. Франкенбергер; К. Графф; ТМ Сохраби (2006). «Неопределенность в моделях TMDL» . Труды Американского общества инженеров сельского хозяйства и биологии . 49 (4): 1033–1049. дои : 10.13031/2013.21741 . hdl : 10919/48202 .
^ Гранато, GE; Джонс, Южная Каролина (2017). «Оценка общей максимальной суточной нагрузки с помощью стохастической эмпирической модели нагрузки и разбавления». Отчет о транспортных исследованиях . 2638 . Совет транспортных исследований; Национальные академии наук, техники и медицины: 104–112. дои : 10.3141/2638-12 . S2CID 116016432 . 2638.
^ Лантин А., Ларсен Л., Вьяс А., Барретт М., Лейзенринг М., Корито К. и Пехачек Л., 2019, Подходы к определению и соблюдению требований TMDL, связанных с проезжей частью. ливневые стоки: National Academies Press, Отчет об исследованиях Национальной программы совместных исследований автомобильных дорог 918, 133 стр. [Также доступно по адресу https://doi.org/10.17226/25473 .]
^ Гранато, Дж. Э., и Фриш, П. Дж., 2021, Подходы к оценке долгосрочных годовых объемов автомобильных и городских стоков в отдельных районах Калифорнии с помощью модели стохастической эмпирической нагрузки и разбавления (SELDM): Отчет о научных исследованиях Геологической службы США, 2021– 5043, 37 стр., https://doi.org/10.3133/sir20215043
^ Гранато, Дж. Э., Шпацель, А. Б. и Йезнак, Л. К., 2023, Подходы к оценке потоков, концентраций и нагрузок шоссейных и городских стоков, а также ливневых стоков на юге Новой Англии с помощью модели стохастической эмпирической нагрузки и разбавления (SELDM) : Отчет о научных исследованиях Геологической службы США за 2023–5087 годы, 152 стр., https://doi.org/10.3133/sir20235087 .
^ «Глава 6: Ограничения сбросов сточных вод в зависимости от качества воды» . Руководство для составителей разрешений NPDES (отчет). Агентство по охране окружающей среды. Сентябрь 2010 г. EPA 833-K-10-001.

Внешние ссылки

[1] США. Закон о чистой воде, сек. 303(d), 33 USC § 1313(d)

[NRC2001-2] Jump up to: ^а ^б Национальный исследовательский совет (2001). Оценка подхода TMDL к управлению качеством воды (Отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои : 10.17226/10146 . ISBN 978-0-309-07579-4 .

[NASEM2019-3] Jump up to: ^а ^б Национальные академии наук, техники и медицины (2019 г.). Подходы к определению и соблюдению требований TMDL, касающихся ливневого стока проезжей части (Отчет). Пресса национальных академий. дои : 10.17226/25473 . ISBN 978-0-309-49376-5 .

[EPA_program_overview-4] Jump up to: ^а ^б «Обзор выявления и восстановления загрязненных вод в соответствии с разделом 303 (d) CWA» . Нарушение вод и TMDL . Агентство по охране окружающей среды. 20 сентября 2021 г.

[5] Агентство по охране окружающей среды. «Планирование и управление качеством воды: общие максимальные ежедневные нагрузки (TMDL) и индивидуальные ограничения сточных вод, основанные на качестве воды». Свод федеральных правил, 40 CFR 130.7 .

[6] Краткое изложение TMDL в Чесапикском заливе (PDF) (отчет). Агентство по охране окружающей среды. 29 декабря 2010 г.

[EPA_TMDL_overview-7] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж «Обзор общих максимальных ежедневных нагрузок» . Агентство по охране окружающей среды. 20 сентября 2021 г.

[8] А. Ширмохаммади; И. Шобей; РД Хармель; ДД Бош; Р. Муньос-Карпена; К. Дхармасри; А. Секстон; М. Араби; М.Л. Вульф; Дж. Франкенбергер; К. Графф; ТМ Сохраби (2006). «Неопределенность в моделях TMDL» . Труды Американского общества инженеров сельского хозяйства и биологии . 49 (4): 1033–1049. дои : 10.13031/2013.21741 . hdl : 10919/48202 .

[9] Гранато, GE; Джонс, Южная Каролина (2017). «Оценка общей максимальной суточной нагрузки с помощью стохастической эмпирической модели нагрузки и разбавления». Отчет о транспортных исследованиях . 2638 . Совет транспортных исследований; Национальные академии наук, техники и медицины: 104–112. дои : 10.3141/2638-12 . S2CID 116016432 . 2638.

[10] Лантин А., Ларсен Л., Вьяс А., Барретт М., Лейзенринг М., Корито К. и Пехачек Л., 2019, Подходы к определению и соблюдению требований TMDL, связанных с проезжей частью. ливневые стоки: National Academies Press, Отчет об исследованиях Национальной программы совместных исследований автомобильных дорог 918, 133 стр. [Также доступно по адресу https://doi.org/10.17226/25473 .]

[11] Гранато, Дж. Э., и Фриш, П. Дж., 2021, Подходы к оценке долгосрочных годовых объемов автомобильных и городских стоков в отдельных районах Калифорнии с помощью модели стохастической эмпирической нагрузки и разбавления (SELDM): Отчет о научных исследованиях Геологической службы США, 2021– 5043, 37 стр., https://doi.org/10.3133/sir20215043

[12] Гранато, Дж. Э., Шпацель, А. Б. и Йезнак, Л. К., 2023, Подходы к оценке потоков, концентраций и нагрузок шоссейных и городских стоков, а также ливневых стоков на юге Новой Англии с помощью модели стохастической эмпирической нагрузки и разбавления (SELDM) : Отчет о научных исследованиях Геологической службы США за 2023–5087 годы, 152 стр., https://doi.org/10.3133/sir20235087 .

[13] «Глава 6: Ограничения сбросов сточных вод в зависимости от качества воды» . Руководство для составителей разрешений NPDES (отчет). Агентство по охране окружающей среды. Сентябрь 2010 г. EPA 833-K-10-001.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]