Це об'єкт моніторингу природних вод. Моніторинг та управління станом водних об'єктів

Державний моніторинг водних об'єктів є частиною державного моніторингу довкілля. Проведення його регламентує Водний кодекс Російської Федерації: від 03.07.2006 № 74-ФЗ (У редакції від 09.06.2007).

Головні цілі

• своєчасне виявлення та прогнозування розвитку негативних процесів, що впливають на якість води у водних об'єктах та їх стан, розробки та реалізації заходів щодо запобігання негативних наслідківцих процесів;
• оцінка ефективності заходів з охорони водних об'єктів;
• інформаційне забезпеченняуправління у сфері використання та охорони водних об'єктів, у тому числі для державного контролю та нагляду за використанням та охороною водних об'єктів.

ЗавданняДержавного моніторингу водних об'єктів:

• регулярні спостереження за станом водних об'єктів, кількісними та якісними показниками стану водних ресурсів, а також за режимом використання водоохоронних зон;
• збір, обробка та зберігання відомостей, отриманих у результаті спостережень;
• внесення відомостей, отриманих у результаті спостережень, до державного водний реєстр;
• оцінка та прогнозування змін стану водних об'єктів, кількісних та якісних показників стану водних ресурсів.

Державний моніторинг водних об'єктів складається з:

• моніторингу поверхневих водних об'єктів з урахуванням даних моніторингу, що здійснюється під час проведення робіт у галузі гідрометеорології та суміжних з нею областях;
• моніторингу стану дна та берегів водних об'єктів, а також стану водоохоронних зон;
• моніторингу підземних водз урахуванням даних державного моніторингу стану надр;
• спостережень за водогосподарськими системами, у тому числі за гідротехнічними спорудами, а також за обсягом вод при водоспоживання та водовідведення.

Державний моніторинг водних об'єктів здійснюється у межах басейнових округів з урахуванням особливостей режиму водних об'єктів, їх фізико-географічних, морфометричних та інших особливостей.

Ведення державного моніторингу водних об'єктів здійснюється на чотирьох рівнях: локальному, територіальному, регіональному (басейновому) та федеральному.

На локальному рівні моніторинг водних об'єктів здійснюють водокористувачі, які ведуть систематичні спостереження. водними об'єктамиу порядку, що визначається територіальними органами Міністерства природних ресурсів Російської Федерації, та подають дані спостережень у зазначені органи відповідно до водним законодавствомРосійської Федерації.

На територіальному рівні моніторинг водних об'єктів здійснюють територіальні органи Міністерства природних ресурсів Російської Федерації та Росгідромету у взаємодії з територіальними органами федеральних органів виконавчої влади та органами виконавчої влади суб'єктів Російської Федерації ведення територіальних банків даних та передачу даних моніторингу на регіональний (басейновий) рівень.

На регіональному (басейновому) рівні моніторинг водних об'єктів здійснюють басейнові водогосподарські управління, регіональні геологічні центри та інші уповноважені на те територіальні органи Міністерства природних ресурсів Російської Федерації та територіальні управлінняз гідрометеорології та моніторингу навколишнього середовища Федеральної служби Росії з гідрометеорології та моніторингу навколишнього середовища.

На регіональному рівні проводиться узагальнення, накопичення, зберігання, поширення інформації, ведення регіональних (басейнових) банків даних з відповідного регіону (басейну) та передачі даних на федеральний рівень.

На федеральному рівні моніторингу водних об'єктів забезпечується Міністерством природних ресурсів Російської Федерації та Росгідромету.

На федеральному рівні здійснюється узагальнення даних моніторингу регіонального (басейнового) рівня, ведення банків даних, підготовка даних моніторингу водних об'єктів для державних доповідей та офіційних публікацій, інформаційний обмін на міжвідомчому та міжнародному рівнях у встановленому порядку.

Ведення державного моніторингу водних об'єктів здійснюється на єдиній геоінформаційній основі з метою сумісності його даних з даними інших видів моніторингу навколишнього середовища природного середовища.

Цілі та завдання органів державної влади у галузі моніторингу водних ресурсів

Міністерство природних ресурсів Російської Федерації

1. забезпечує разом із Росгідрометом створення та розвитку державної спостережної мережі станцій і постів на водних об'єктах, розробку автоматизованих інформаційних систем щодо ведення державного моніторингу водних об'єктів; створює спостережну мережу постів на водогосподарських системах та спорудах;

2. координує роботи, пов'язані з веденням державного моніторингу водних об'єктів;

3. веде разом з Росгідрометом моніторинг поверхневих водних об'єктів суші та морів;

4. веде спільно з Роснедрами моніторинг підземних водних об'єктів, у тому числі спостереження за якістю підземних вод за фізичними, хімічними та гідробіологічними показниками;

5. здійснює ведення моніторингу на підвідомчих водогосподарських системах та спорудах;

6. контролює та координує ведення моніторингу водогосподарських систем та споруд водокористувачами;

7. розробляє та затверджує нормативно-методичні документи щодо ведення державного моніторингу водних об'єктів;

8. передає Росгідромету та його територіальним органам дані моніторингу підземних водних об'єктів та моніторингу водогосподарських систем та споруд, необхідні для ведення моніторингу поверхневих вод;

9. узагальнює щорічно дані про стан водних об'єктів, веде обробку, накопичення, зберігання, розповсюдження інформації та банк даних державного моніторингу водних об'єктів по басейнах річок, морів, їх дільниць, гідрогеологічних басейнів, територій суб'єктів Російської Федерації та в цілому по Російській Федерації.

Федеральна служба Росії з гідрометеорології та моніторингу навколишнього середовища (Росгідромет):

1. здійснює моніторинг поверхневих вод, у тому числі спостереження за якістю поверхневих вод за фізичними, хімічними та гідробіологічними показниками;

2. розробляє нормативно-методичні документи щодо ведення моніторингу поверхневих вод;

3. здійснює збирання, обробку, узагальнення, накопичення, зберігання та поширення інформації, веде бази даних моніторингу поверхневих вод по басейнах річок, морів, їх ділянках, територіям суб'єктів Російської Федерації та в цілому по Російській Федерації;

4. передає Міністерству природних ресурсів Російської Федерації та його територіальним органам дані моніторингу поверхневих вод та гідрометеорологічних спостережень, необхідні для ведення державного моніторингу водних об'єктів.

Федеральне агентство водних ресурсів (Росводресурси):

1. забезпечує заходи щодо раціонального використання, відновлення та охорони водних об'єктів, попередження та ліквідації шкідливого впливувод;

2. надає права користування водними об'єктами, що у федеральної власності;

3. забезпечує безпеку та експлуатацію водосховищ та водогосподарських систем комплексного призначення, захисних та інших гідротехнічних споруд;

4. розробляє схеми комплексного використання та охорони водних ресурсів, водогосподарських балансів та складає прогнози стану водних ресурсів, перспективного використання та охорони водних об'єктів;

5. забезпечує розробку та здійснення протипаводкових заходів, заходів щодо проектування та встановлення водоохоронних зон водних об'єктів та їх прибережних захисних смуг, запобігання забруднення вод;

6. надає державні послуги з надання інформації, пов'язаної зі станом та використанням водних об'єктів, що знаходяться у федеральній власності;

7. веде державний реєстр договорів користування водними об'єктами, державного водного кадастру та Російського регістру гідротехнічних споруд

8. здійснює державний моніторинг водних об'єктів

Моніторинг підземних водних об'єктів ведеться на основі опорної державної мережі спостережень за режимом підземних вод системи Міністерства природних ресурсів Російської Федерації, мережі спостережень за режимом підземних вод інших федеральних органів виконавчої влади, органів виконавчої влади суб'єктів Російської Федерації, організацій, що користуються підземними водами або надають на них вплив.

Перший етап організації робіт зі спостереження та контролю якості поверхневих вод - вибір розташування пунктів контролю. При цьому пункти контролю організують, насамперед на водоймах і водотоках, що мають велике господарське значення, а також схильні до значного забруднення стічними водами. На незабруднених стічними водами водоймищах та водотоках створюють пункти фонових спостережень. У пунктах контролю організують один або кілька стулок, з урахуванням гідрометеорологічних та морфологічних особливостей водойми або водотоку. Перелік інгредієнтів, що спостерігаються, і показники якості води визначаються, головним чином складом і обсягом стічних вод, їх токсичністю і вимогами, що пред'являються з боку споживачів води. Обов'язковим всім пунктів є визначення температури води, зважених частинок, мінералізації, кольоровості, рН, розчиненого кисню, БПК, ГПК, запаху, головних іонів, біогенних компонентів.

Завантажити перелік документів з охорони водних ресурсів можна із переліку, розташованого на нашому сайті.

МЕТОДИ МОНІТОРИНГУ ВОДНИХ ОБ'ЄКТІВ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….3

Глава 1.Загальні закономірності забруднення поверхневих вод суші …………………………………………………………………...5

1. Показники екологічного стану водойм…………………. 5

   Організація спостережень станом поверхневих вод…..12

Глава 2.ФІЗИКО-ХІМІЧНІ МЕТОДИ МОНІТОРИНГУ ВОД…..20

2.1. Органолептичні показники води………………………..……..20

1. Хімічні показники води……………………………………....25

Глава 3. БІОІНДИКАЦІЙНІ МЕТОДИ МОНІТОРИНГУ ВОД….32

3.1. Визначення якості води з використанням водоростей……32

3.2. Визначення якості води по тваринному населенню…………..35

ВИСНОВОК……………………………………………………………….40

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ……………………………………………………41

ВСТУП

Вода є найціннішим природним ресурсом. Вона грає виняткову роль процесах обміну речовин, складових основу життя. Величезне значення вода має у промисловому та сільськогосподарському виробництві; загальновідома необхідність її для побутових потреб людини, всіх рослин та тварин. Для багатьох живих істот вона служить місцем існування.Зростання міст, бурхливий розвиток промисловості, інтенсифікація сільського господарства, значне розширення площ зрошуваних земель, поліпшення культурно – побутових умов та інших чинників дедалі більше ускладнює проблеми забезпечення водою.Актуальність моєї теми полягає в тому, що на сучасному етапіНеобхідно визначити такі напрями оптимального використання водних ресурсів: більш повне використання та розширене відтворення ресурсів прісних вод; розробка нових технологічних процесів, що дозволяють запобігти забрудненню водойм і звести до мінімуму споживання свіжої води.

Ціль моя робота полягає в тому, щоб показати науково-обґрунтовані підходи моніторингу водних об'єктів суші.

Для досягнення поставленої мети вирішувалися наступнізавдання :

Виявити сучасний стан водних об'єктів РФ та світу;

проаналізувати існуючі підходи гідрологічного моніторингу з використанням різних методів оцінки якості вод;

Об'єктом дослідження є – поверхневі та підземні води суші.Предмет – теоретичний, методологічний та прикладний аспект моніторингу водних об'єктів.

У роботі використовуються наступніметоди: загальнонаукові (аналіз, синтез, огляд наукової літератури), метод географічного опису.

Основу цієї роботи становить літературний, фондовий матеріал бібліотеки кафедри географії та геоекології геолого-географічного факультету та бібліотеки БелДУ, обласної наукової бібліотеки.

1. ЗАГАЛЬНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ ЗАБРУДНЕННЯ

ПОВЕРХНІХ ВОД СУШІ

1.1 Показники екологічного стану водойм

Якість води більшості водних об'єктів відповідає нормативним вимогам. Багаторічні спостереження за динамікою якості поверхневих вод виявляють тенденцію збільшення кількості стулок високим рівнемзабрудненості (понад 10 ГДК) та числа випадків екстремально високого вмісту (понад 100 ГДК) забруднюючих речовин у водних об'єктах. Стан водних джерел та систем централізованого водопостачання не може гарантувати необхідної якості питної води, а в низці регіонів (Південний Урал, Кузбас, деякі території Півночі) цей стан досягнув небезпечного рівняздоров'я людини. Служби санітарно-епідеміологічного нагляду постійно наголошують на високому забрудненні поверхневих вод. Близько 1/3 усієї маси забруднюючих речовин вноситься у вододжерела з поверхневим та зливовим стоком з територій санітарно неупорядкованих місць, сільськогосподарських об'єктів та угідь, що впливає на сезонне, у період весняного паводку, погіршення якості питної води, що щорічно відзначається у великих містах, зокрема й у Москві. У зв'язку з цим проводиться гіперхлорування води, що, однак, небезпечно для здоров'я населення у зв'язку з утворенням хлорорганічних сполук.

Одним з основних забруднювачів поверхневих вод є нафта та нафтопродукти. Нафта може потрапляти у воду внаслідок природних її виходів у районах залягання. Але основні джерела забруднення пов'язані з людською діяльністю: нафтовидобуванням, транспортуванням, переробкою та використанням нафти як паливо та промислову сировину. Серед продуктів промислового виробництва особливе місце за негативним впливом на водне середовище і живі організми займають токсичні синтетичні речовини. Вони знаходять дедалі ширше застосування у промисловості, транспорті, в комунально-побутовому господарстві. Концентрація цих сполук у стічних водах, як правило, становить 5-15 мг/л при ГДК – 0,1 мг/л. Ці речовини можуть утворювати у водоймищах шар піни, особливо добре помітний на порогах, перекатах, шлюзах. Здатність до піноутворення цих речовин з'являється вже при концентрації 1-2 мг/л. Найбільш поширеними забруднюючими речовинами в поверхневих водах є феноли, органічні речовини, що легко окислюються, сполуки міді, цинку, а в окремих регіонах країни - амонійний і нітритний азот, лігнін, ксантогенати, анілін, метил меркаптан, формальдегід та ін.

Величезна кількість забруднюючих речовин вноситься до поверхневих вод зі стічними водами підприємств чорної та кольорової металургії, хімічної, нафтохімічної, нафтової, газової, вугільної, лісової, целюлозно-паперової промисловості, підприємств сільського та комунального господарства, поверхневим стоком із прилеглих територій. Невелику небезпеку для водного середовища з металів становлять ртуть, свинець та їх сполуки.

Розширене виробництво (без очисних споруд) та застосування отрутохімікатів на полях призводять до сильного забруднення водойм шкідливими сполуками. Забруднення водного середовища відбувається в результаті прямого внесення отрутохімікатів при обробці водойм для боротьби зі шкідниками, надходження у водойми води, що стікає з поверхні оброблених сільськогосподарських угідь, при скиданні у водойми відходів підприємств-виробників, а також внаслідок втрат при транспортуванні, зберіганні та частково атмосферними опадами. Поряд із отрутохімікатами сільськогосподарські стоки містять значну кількість залишків добрив (азоту, фосфору, калію), що вносяться на поля.

Крім того, великі кількості органічних сполук азоту та фосфору потрапляють зі стоками від тваринницьких ферм, а також із каналізаційними стоками. Підвищення концентрації поживних речовин у ґрунті призводить до порушення біологічної рівноваги у водоймі. Спочатку в такій водоймі різко збільшується кількість мікроскопічних водоростей.

Зі збільшенням кормової бази зростає кількість ракоподібних, риб та інших водних організмів. Потім відбувається відмирання величезної кількості організмів. Воно призводить до витрачання всіх запасів кисню, що міститься у воді, та накопичення сірководню. Обстановка у водоймі змінюється настільки, що він стає непридатним для будь-яких форм організмів. Водойма поступово «вмирає». Сучасний рівень очищення стічних вод такий, що у водах, які пройшли біологічну очищення, вміст нітратів і фосфатів достатньо інтенсивного евтрофування водойм. У багатьох водних об'єктах концентрації забруднюючих речовин перевищують ГДК, встановлені санітарними та рибоохоронними правилами. Забруднюючі речовини умовно можна поділити на кілька груп. за фізичного станувиділяють нерозчинні, колоїдні та розчинені домішки. Крім того, забруднення поділяються на мінеральні, органічні, бактеріальні та біологічні. Мінеральні забруднення зазвичай представлені піском, глинистими частинками, частинками руди, шлаку, мінеральних солей, розчинних кислот, лугів та інші. Органічні забруднення поділяються за походженням на рослинні та тварини. Рослинні органічні забруднення викликаються залишками рослин, плодів, овочів та злаків, рослинного масла. Забруднення тваринного походження – це фізіологічні виділення людей та тварин, залишки тканин тварин, клейові речовини. Бактеріальне та біологічне забруднення вносяться головним чином побутовими стічними водами та стоками деяких промислових підприємств (бійні, шкіряні заводи, фабрики первинної обробки вовни, хутряні виробництва, біофабрики, підприємства мікробіологічної промисловості).

Виробництво та широке застосування синтетичних поверхнево-активних речовин (ПАР), особливо у складі миючих засобів, зумовило надходження їх зі стічними водами у багато водоймищ, у тому числі джерела господарсько-питного водопостачання. Поряд з ПАР широко поширеними хімічними забрудненнями водойм є пестициди, які надходять у водойми з дощовими і талими водами, що змивають їх з рослин і ґрунту, при авіа- та наземній обробці сільськогосподарських угідь і лісів і зі стоками підприємств, що їх виробляють.

У важкому екологічному становищі знаходиться Волга – найбільша річка Європи та одна з найбільших у світі. У її басейні живе понад 60 млн. чоловік, тут виробляється понад 30% промислової та сільськогосподарської продукції нашої країни. Через невміле, нерозумне, екологічно безграмотне господарювання, відомчий підхід до використання природних багатств, до розвитку промислового та сільськогосподарського виробництва екологічна ситуація в районі Волги набула катастрофічного характеру. Багато разів річка перегороджена глухими греблями – тромбами. Півстоліття тому паводкові води проходили русло річки від витоків до гирла за 40 днів, тепер цей шлях займає 500 діб. Розтягнення термінів водообміну загрожує незворотними наслідками, що задихається від забруднення річки. Обсяг забруднених стічних вод, скиданих у басейн Волги, становить 37% від загального обсягу що утворюються біля Росії. Високим є вміст у воді нафтопродуктів, особливо в акваторії Рибінська та Ярославля. Вода виявляє мутагенну активність, що підтвердили три різні біотести.

У Саратовському водосховищі вміст міді коливається від 5-12 до 10-21 ГДК. У районі Астрахані вміст фенолів, нафтопродуктів, сполук міді та цинку коливається від 5 до 12 ГДК. Скорочення водообміну та одночасне збільшення обсягу стічних вод від промислових підприємств та агропромислового комплексу створили важку гідрохімічну обстановку. Виникла загроза загибелі екосистем у дельті Волги, завдано шкоди здоров'ю людей. Не менш небезпечна ситуація спостерігається в Москві-річці та Оці. У 100% виловлених риб виявлено серйозні генетичні аномалії. Найбільше мутантів трапляється у водах у районі Серпухова та Воскресенська. Риби тут страждають не тільки на цироз печінки та ожиріння, а й на хвороби очей. Очі вилазять із орбіт і потім взагалі відвалюються. За попередніми даними вміст токсинів в організмі аномальних пліток, лящів, риб інших порід перевищує норму в десятки і сотні разів.

З 1996 року діє постанова уряду РФ «Про першочергові заходи щодо оздоровлення екологічної обстановки на річці Волзі та її притоках, відновлення та запобігання деградації природних комплексівВолзького басейну». У 1997 році розпочато реалізацію програми «Відродження Волги», розробленої Нижегородським архітектурним інститутом, розрахованої на 15 років.

Проблеми очищення водойм стоять у Росії. Безліч проблем накопичилося у США та Канаді у зв'язку із забрудненням Великих озер. За висновками Національної дослідницької ради США та Королівського товариства Канади, вони акумулюють у собі величезну кількість токсичних хімікатів. Вчені стверджують, що потрібно 150 років пити озерну воду, щоб отримати ту дозу токсичних речовин, яку отримують мешканці прибережних районів, покуштувавши лише раз озерної форелі. З десяти риб виловлених у штаті Мічиган та перевірених у лабораторії, дев'ять виявилися зараженими токсичними речовинами настільки, що не годилися в їжу. У птахів та 16 видів хижих тварин, що мешкають у цьому регіоні, було виявлено порушення процесу відтворення, що призвело до зменшення популяцій.

На початку 80-х років американо-канадська комісія зареєструвала 42 « райони, що викликають тривогу». Колишні поховання токсичних речовин призвели до концентрації отруйних донних відкладень. Очищення цих великих площ у технологічному плані виявилося дуже важким. Сучасні соціально-економічні умови в Росії призводять до того, що наростає технологічне та технічне відставання водного господарства: 1) у вивченні та контролі якості вод; 2) підготовка питної води; 3) обробці та утилізації опадів, що утворюються при очищенні вод; 4) виявлення аварійних забруднень, ідентифікації їх джерел та ліквідації наслідків. Припинено розробку необхідних для сталого водозабезпечення перспективних схем використання та охорони вод.

Різке скорочення органів державного управління та державного нагляду та контролю у галузі охорони природи та використання природних ресурсів призвело до наростання екологічних проблем.

Вкрай небезпечні масштаби набула нелегальної та неконтрольованої експлуатації гідробіонтів. Обсяги їх браконьєрського вилову стали зіставні з промисловими. Гострою проблемою в останнє десятиліття стало незаконне будівництво житла у водоохоронних та лісопаркових зонах, без дотримання санітарних норм щодо водозабору та очищення побутових та каналізаційних стоків.

Як самостійну проблему можна виділити неефективні інформаційне забезпечення та моніторинг: дані статистики щодо вилучення водних ресурсів та їх якості виявляються неточними як через порушення системи обліку, так і через практику приховування справжніх даних. Те саме стосується і системи скидання стічних вод підприємствами внаслідок погіршення системи державного моніторингу. Через значний обсяг забруднених стоків якість води в цих регіонах не відповідає нормативним вимогам. Загальний обсяг стічних вод, скинутих у поверхневі водні об'єкти по Росії загалом, становить понад 60 км, зокрема 22,4 км неочищених і дуже забруднених. Якість поверхневих вод більшості водних об'єктів Російської Федерації, незважаючи на постійний спад виробництва та зменшення обсягу скидання забруднюючих речовин, як і раніше, не відповідає нормативним вимогам. Найбільші річки Росії, які відіграють провідну роль водопостачання населення, промисловості та сільського господарства - Волга, Дон, Кубань, Об, Єнісей, Олена, Печора – оцінюються як «забруднені», які притоки - як «сильно забруднені».

На цьому тлі стає реальною криза із питним водопостачанням. До якості питної води потрібно пред'являти максимально високі вимоги. Зростання числа інфекційних захворювань (холера, дизентерія, черевний тиф, сальмонельози, вірусний гепатит), онкологічних та серцево-судинних захворюваньв значною міроюпов'язані з водним чинником. Загалом у країні лише близько 30% проб поверхневих вод відповідають гігієнічним нормативам за санітарно-хімічними та не більше 10% - за бактеріологічними показниками. У багатьох джерелах питного водопостачання концентрації нафтопродуктів у десятки разів перевищують ГДК, сполук азоту – від 10 до 16 ГДК, фенолів – від 2 до 7 ГДК, іонів важких металів – десятки ГДК тощо. Ситуацію в галузі питного водопостачання можна покращити докорінно лише за умови реалізації відповідної державної політики щодо забезпечення населення питною водою потрібної якості, що передбачає впровадження нового економічного механізму у сфері водозабезпечення населення, використання новітнього технологічного обладнання для очищення води; відмова від хлорування, що призводить до утворення шкідливих для здоров'я хлорорганічних сполук, та ін. Ці заходи передбачені постановою Уряду РФ від 6 березня 1998 № 292 «Про концепцію Федеральної цільової програми «Забезпечення населення Росії питною водою».

Через війну зниження промислового виробництва, у 90-гг. ситуація із забрудненням у деяких водоймах стала покращуватися. Проте перспективи нарощування виробництва, що є сьогодні, таять у собі величезну загрозу, якщо воно не супроводжуватиметься адекватними заходами щодо запобігання скиданням забруднень у водойми.

1.2. Організація спостережень за станом

поверхневих вод

Промислові підприємства в процесі експлуатації споживають певну кількість чистої води, а також скидають очищені або неочищені стічні води в довкілля, що призводить до забруднення гідрографічної мережі та території району його розміщення. Основними джерелами забруднення поверхневих вод є:

неочищені або недостатньо очищені виробничі та побутові стічні води;

поверхневий стік із території підприємства;

фільтраційні витоки шкідливих речовин із ємностей, трубопроводів та інших споруд;

аварійні скидання стічних вод.

З метою раціонального використання та охорони поверхневих вод підприємство має забезпечити:

економне та раціональне використання водних ресурсів;

наявність ліцензії та договору на користування водним об'єктом та дотримання їх умов;

запобігання та усунення забруднення поверхневих вод;

наявність контрольно-вимірювальної апаратури щодо визначення якості води, що забирається і скидається у водний об'єкт, і дотримання строків її державної атестації;

організацію обліку забираються, використовуваних та скиданих вод, кількості забруднюючих речовин у них, а також систематичні спостереження за водними об'єктами та їх водоохоронними зонами;

дотримання встановлених лімітів забору води та скидання стічних вод;

розроблення інженерних заходів щодо запобігання аварійним скиданням неочищених або недостатньо очищених стічних вод, щодо забезпечення екологічно безпечної експлуатації водозабірних споруд та водних об'єктів;

дотримання встановленого режиму використання водоохоронних зон;

запобігання потраплянню продуктів виробництва та супутніх йому забруднюючих речовин на територію виробничого майданчика промислового об'єкта та безпосередньо у водні об'єкти;

розробку плану заходів у разі можливого екстремального забруднення водного об'єкта.

У процесі господарської діяльності забороняється скидати у водні об'єкти стічні (поворотні) води:

які з урахуванням їх складу та місцевих умовможуть бути спрямовані в системи оборотного водопостачання для повторного використання або інших цілей;

що надають токсичну дію, за результатами біотестування, на живі організми;

дощові та талі води, що відводяться з територій промислових майданчиків, що не пройшли очищення до встановлених вимог;

у межах першого та другого поясів зон санітарної охорони джерел господарсько-питного водопостачання, округів санітарної охорони курортів, у водні об'єкти, що використовуються для лікувальних цілей, а також у місцях масового скупчення риб;

Забороняється скидання у водні об'єкти, на поверхню крижаного покриву та водозбору, а також у системи каналізації, пульпи концентрованих кубових опадів, шламів, що утворюються внаслідок знешкодження стічних вод, інших технологічних та побутових відходів. Не допускаються витоку у водні об'єкти від нафто- та продуктопроводів, а також скидання сміття. Не допускається скидання ґрунту, сміття, будівельних та інших матеріалів у водні об'єкти. Підприємства повинні забезпечувати санітарний стан підвідомчої території та не допускати винесення через дощову каналізаційну мережу сміття та відходів виробництва. Не допускається проводити у водних об'єктах та на їх берегах миття транспортних засобів, інших механізмів, а також проведення будь-яких робіт, які можуть стати джерелом забруднення вод. З метою запобігання забруднення, засмічення, замулення та виснаження водних об'єктів створюються водоохоронні зони. У межах встановлюються прибережні захисні смуги, територіях яких запроваджуються додаткові обмеження природокористування.

Для промислових підприємств, відповідно до вимог Постанови Уряду РФ від 23 листопада 1996 N 1404, в межах водоохоронних зон забороняються:

розміщення складів отрутохімікатів, мінеральних добрив та паливно-мастильних матеріалів, місць складування та поховання промислових та побутових відходів, накопичувачів стічних вод;

складування сміття;

заправка паливом, миття та ремонт автомобілів та інших машин та механізмів;

розміщення стоянок транспортних засобів;

проведення без погодження будівництва та реконструкції будівель, споруд, комунікацій та інших об'єктів, а також землерийних та інших робіт.

Ділянки земель у межах прибережних захисних смуг надаються для розміщення об'єктів водопостачання, водозабірних, портових та гідротехнічних споруд за наявності ліцензій на водокористування, в яких встановлюються вимоги щодо дотримання водоохоронного режиму. Прибережні захисні смуги, як правило, повинні бути зайняті чагарниковою рослинністю або залужені.

Підтримка у належному стані водоохоронних зон та прибережних захисних смуг покладається на водокористувачів. Власники земель та землекористувачі, на землях яких знаходяться водоохоронні зони та прибережні захисні смуги, зобов'язані дотримуватись встановлений режимвикористання цих зон та смуг. У процесі експлуатації промислових об'єктів можливі аварійні скидання стічних вод, випадкові переливи рідких продуктів виробництва та напівфабрикатів із ємностей та відкритих продуктопроводів, розриви трубопроводів внаслідок корозії та дефектів монтажу тощо. Для виключення можливості забруднення довкілля стічними водами та рідкими продуктами виробництва передбачають:

будову дублюючих трубопроводів для своєчасного відключення аварійних ділянок;

застосування обладнання та трубопроводів, стійких до корозійного та абразивного впливу агресивних рідких середовищ;

будову ємностей та накопичувачів з відповідними комунікаціями для акумуляції аварійних скидів стічних вод;

обвалування технологічних майданчиків та споруд, на яких можливі аварійні скидання стічних вод та рідких продуктів, зі створенням системи збирання зливових вод із цих майданчиків;

перекачування продуктів аварійних скидів назад на виробництво або очисні споруди об'єкта, що проектується;

створення системи збирання забрудненого поверхневого стоку з території підприємства з подальшою передачею його на очисні споруди.

Усі водокористувачі повинні мати плани ліквідації аварій, що містять вказівки щодо оповіщення зацікавлених служб та організацій, перелік споруд та територій, що підлягають особливому захисту від забруднення (водозабори, пляжі та ін.), порядок дій при виникненні аварійних ситуацій, перелік необхідних та видалення забруднюючих речовин, а також режим водокористування у разі аварійного забруднення водного об'єкта. Також усі водокористувачі повинні мати узгоджені із спеціально уповноваженими органами плани заходів, які забезпечують функціонування підприємств у разі аварійного забруднення водного об'єкта іншими підприємствами чи судами. Порушення вимог щодо охорони та раціонального використання водних об'єктів тягне за собою обмеження, зупинення або заборона експлуатації господарських та інших об'єктів, що впливають на стан водних об'єктів.

Відповідно до Водного Кодексу Російської Федерації, водокористувачі при використанні водних об'єктів зобов'язані вести в установленому порядку облік забираються, використовуваних та скиданих вод, а також кількості забруднюючих речовин у них. Дані первинного обліку використовуються для заповнення форми державної статистичної звітності 2ТП-водгосп, складання проектів планів з охорони та раціонального використання водних ресурсів, правильного внесення платежів за негативний впливна навколишнє середовище та за водокористування. Дані первинного обліку, заносяться до типових форм ПІД-11 «Журнал обліку водоспоживання (водовідведення) водовимірювальними приладами та пристроями», ПІД-12 «Журнал обліку водоспоживання (водовідведення) непрямими методами» та ПІД-13 «Журнал обліку якості стічних вод, що скидаються».

Нормативи допустимих скидів забруднюючих речовин у навколишнє природне середовище розробляються з метою запобігання порушення рівноваги у навколишньому природному середовищі, а також забезпечення охорони життя та здоров'я населення та встановлюються, виходячи з умови неприпустимості перевищення гранично допустимих концентрацій шкідливих речовин у водних об'єктах. Для кожного підприємства-водокористувача нормування скидів забруднюючих речовин зі стічними водами у водні об'єкти здійснюється шляхом встановлення гранично допустимих скидів забруднюючих речовин зі стічними водами (ПДС) та планів заходів щодо досягнення рівня ПДР із строками їх реалізації. Нормативи гранично допустимих скидів (ПДС) встановлюються для кожного випуску стічних вод діючого підприємства – водокористувачів, виходячи з умов неприпустимості перевищення гранично допустимих концентрацій шкідливих речовин (ГДК) у контрольному створі або на ділянці водного об'єкта з урахуванням його цільового використання, а при перевищенні ГДК контрольному створі - виходячи з умови збереження (непогіршення) складу та властивостей води у водних об'єктах, що сформувалися під впливом природних факторів.

При цьому враховуються асимілююча здатність водного об'єкта та оптимальний розподіл маси речовин, що скидаються між водокористувачами, що скидають стічні води. У разі одночасного використання водного об'єкта для різних цілей до складу та властивостей води приймаються найбільш жорсткі норми з числа встановлених. Якщо водному об'єкті під впливом природних чинників з окремих речовин перевищується ГДК, то цих водних об'єктів можуть розроблятися регіональні норми якості води.

У разі неможливості дотримання нормативів допустимих скидів речовин можуть встановлюватися ліміти на скидання на основі дозволів, що діють лише в період проведення заходів щодо охорони навколишнього середовища, впровадження найкращих існуючих технологій та реалізації інших природоохоронних проектів з урахуванням поетапного досягнення встановлених нормативів допустимих скидів речовин. Тимчасово узгоджені ліміти скидів забруднюючих речовин у водні об'єкти встановлюються підприємствам, виходячи з необхідності поетапного досягнення нормативів ПДР забруднюючих речовин у водні об'єкти та терміни досягнення нормативів ПДС. Встановлення лімітів на скидання допускається лише за наявності планів зниження скидів. З метою досягнення нормативів ПДС водокористувачами розробляються плани водоохоронних заходів, що включають роботи з відновлення, раціонального використання та охорони водних об'єктів. У міру здійснення окремих етапів планів водоохоронних заходів щодо досягнення нормативів ПДС ліміти переглядаються у бік їх зменшення з урахуванням впровадження найкращих існуючих технологій з очищення стічних вод, а також з урахуванням можливості впровадження екологічно чистих технологій основного виробництва, включаючи обмеження застосування небезпечних речовин та матеріалів.

Тривалість здійснення плану водоохоронних заходів щодо досягнення нормативів ПДС та його етапів встановлюється у кожному конкретному випадку залежно від ступеня ризику для здоров'я населення, екологічного стану водного об'єкту та його біоресурсів, соціально – економічних факторів, найкращих наявних вітчизняних та зарубіжних технологій. Нормативи ПДС розробляються водокористувачем або на його замовлення науковою, проектною чи іншою організацією на підставі розрахункових матеріалів за нормативами гранично допустимих впливів на водні об'єкти, а за відсутності таких - виходячи з неприпустимості перевищення гранично допустимих концентрацій забруднюючих речовин у водних об'єктах (ГДК) з урахуванням цільового використання цих об'єктів. Розроблені нормативи ПДС узгоджуються водокористувачами з територіальними органами санітарно-епідеміологічного нагляду, Росгідромету, територіальними (басейновими) органами Держкомрибальства Росії. Узгоджені нормативи ПДС затверджуються у порядку територіальним (басейновим) органом МПР Росії. Нормативи допустимих скидів у довкілля зі стічними водами встановлюються терміном трохи більше 5 років. На підставі нормативу допустимих скидів водокористувачеві щорічно видається дозвіл на скидання забруднюючих речовин.

2. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ МЕТОДИ МОНІТОРИНГУ ВОД

2.1. Органолептичні показники води

Будь-яке знайомство з властивостями води, усвідомлюємо це чи ні, починається з визначення органолептичних показників, тобто. таких, визначення яких ми користуємося нашими органами почуттів (зором, нюхом, смаком). Органолептична оцінка приносить багато прямої та непрямої інформації про склад води і може бути проведена швидко і без будь-яких приладів. До органолептичних характеристик відносяться кольоровість, каламутність (прозорість), запах, смак та присмак, пінистість. Органолептична оцінка якості води – обов'язкова початкова процедура санітарно-хімічного контролю води. Її правильному проведеннюфахівці надають великого значення. Міжнародні стандартиІСО 6658 та ін. встановлюють спеціальні вимоги до дегустаторів (осіб, що залучаються до органолептичної оцінки) та методів проведення дегустації. Наприклад, встановлено 3 кваліфікаційні рівні дегустаторів: консультант, кваліфікаційний консультант та експерт; для проведення органолептичного аналізу виділяються спеціально обладнані приміщення (ІСО 8589) та ін.

Перед дослідженням запаху або смаку проводять попередні випробування зразка, вільного від сторонніх запаху або присмаку, і такий зразок шифрованим чином включається до серії аналізованих проб. При коректній оцінці органолептичних показників (тобто з використанням таблиць, шкал, різних критеріїв зіставлення) фахівці говорять про органолептичні виміри. До органолептичних показників ставляться параметри якості води, які визначають її споживчі властивості, тобто. ті властивості, які безпосередньо впливають на органи чуття людини (нюх, дотик, зір). Найбільш значущі з цих параметрів – смак і запах – не піддаються формальному виміру, тому їх визначення проводиться експертним шляхом. Робота експертів, що дають оцінку органолептичним властивостям води, дуже складна і відповідальна і багато в чому схожа на роботу дегустаторів найвишуканіших напоїв, оскільки вони повинні вловлювати найменші відтінки смаку і запаху. Хімічно чиста вода зовсім позбавлена ​​смаку та запаху. Однак у природі така вода не зустрічається – вона завжди містить у своєму складі розчинені речовини. У міру зростання концентрації неорганічних та органічних речовин вода починає приймати той чи інший присмак або запах. З наукової точки зору, запах і смак – це властивість речовин (у нашому випадку води) викликати у людини та тварин специфічне подразнення рецепторів слизової оболонки носоглотки та язика. Наявність у воді запаху та смаку (присмаку) іноді відчувається досить явно, їх характер та інтенсивність мають визначати фахівці за допомогою затверджених методик. Слід також на увазі, що запах і присмак може з'явитися у воді на декількох етапах: у природній воді, в процесі водопідготовки, при транспортуванні трубопроводами. Правильне визначенняджерела виникнення неприємностей з органолептикою – запорука успішності їх усунення. Основними причинами виникнення присмаку та запаху у воді є.

Гниючі рослини . Водорості та водні рослини в процесі гниття можуть викликати рибний, трав'яний, гнильний запах води.

Грибки та пліснява . Ці мікроорганізми викликають виникнення цвілевого, землістого чи затхлого запаху та присмаку. Тенденція до розмноження цих мікроорганізмів виникає у місцях застою води і там, де вода може нагріватися (наприклад, у системах водопостачання великих будинків із накопичувальними ємностями).

Залізисті та сірчисті бактерії . Обидва типи бактерій виділяють продукти життєдіяльності, які при розкладанні створюють різко неприємний запах.

Залізо, марганець, мідь, цинк . Продукти корозії цих металів надають воді характерного різкого присмаку.

Кухонна сіль . У невеликих концентраціях надає воді певного смаку, який багато людей вважають навіть звичним. Однак із зростанням концентрації призводить до виникнення солонуватого, а потім і різко солоного смаку.

Промислові відходи . Багато речовин, які у стічних водах промислового виробництва, можуть викликати сильний лікарський чи хімічний запах води. Зокрема, проблемою є фенольні сполуки, які при хлоруванні води створюють хлорфенольні сполуки, що мають характерний запах.

Хлорування води . Всупереч поширеній думці, сам хлор при правильному використанніне викликає виникнення скільки-небудь помітного запаху чи присмаку. Поява такого запаху і присмаку свідчить про передозуванні при хлоруванні.

Запах викликають леткі речовини, що пахнуть. Запах води характеризуєтьсявидами запаху та інтенсивністю запаху. На запах води впливають склад розчинених речовин, температура, значення рН і цілий ряд інших факторів. На вигляд фахівці розрізняють більше десятка типів запаху (крім перерахованих вище - пряний, бальзамічний, огірковий тощо) Інтенсивність запаху води визначають експертним шляхом при 20про С та 60 про З і вимірюють у балах, згідно з вимогами (див.табл. 1).

Смак води визначається розчиненими у ній речовинами органічного та неорганічного походження та різниться за характером та інтенсивністю. Розрізняють чотири основні види смаку: солоний, кислий, солодкий, гіркий. Всі інші види смакових відчуттів називаються присмаками (лужний, металевий, в'яжучий тощо). Інтенсивність смаку та присмаку визначають при 20о С і оцінюють за п'ятибальною системою, згідно з вимогами(Див. табл. 2) .

Таблиця 1

Оцінка інтенсивності запаху води

Характер появи запаху

Оцінка інтенсивності, бал

Ні

Запах не відчувається

Дуже слабка

Запах не відчувається споживачем, але виявляється під час лабораторного дослідження

Слабка

Запах помічається споживачем, якщо звернути його увагу

Помітна

Запах легко помічається і викликає несхвальний відгук про воду

Виразна

Запах привертає увагу і змушує утриматися від пиття

Дуже сильна

Запах настільки сильний, що робить воду непридатною для вживання.

Таблиця 2

Оцінка інтенсивності смаку та присмаку

Характер появи смаку та присмаку

Оцінка інтенсивності, бал

Ні

Смак та присмак не відчуваються

Дуже слабка

Смак і смак не відчуваються споживачем, але виявляються при лабораторному дослідженні

Слабка

Смак і присмак помічаються споживачем, якщо звернути його увагу

Помітна

Смак і присмак легко помічаються і викликають несхвальний відгук про воду

Виразна

Смак і присмак привертають увагу і змушують утриматися від пиття

дуже сильна

Смак і присмак настільки сильні, що роблять воду непридатною для вживання.

Прозорість (або світлопропускання) природних вод обумовлена ​​їхньою кольором і каламутністю, тобто. вмістом у них різних пофарбованих та зважених органічних та мінеральних речовин.

Воду залежно від ступеня прозорості умовно поділяють на прозору, слабоопалесцентну, опалесцентну, трохи каламутну, каламутну, сильно каламутну. Мірою прозорості служить висота стовпа води, при якій можна спостерігати білу пластину певних розмірів (диск Секкі), що опускається у водойму, або розрізняти на білому папері шрифт певного розміруі типу (зазвичай, шрифт середньої жирності висотою 3,5мм). Результати виражаються в сантиметрах із зазначенням способу вимірювання .

Послаблення у каламутній водіінтенсивності світла з глибиною призводить до більшого поглинання сонячної енергіїпоблизу поверхні. Поява теплішої води біля поверхні зменшує перенесення кисню з повітря у воду, знижує щільність води, стабілізує стратифікацію. Зменшення потоку світла також знижує ефективність фотосинтезу та біологічну продуктивність водойми. Визначення прозорості води обов'язковий компонентпрограм спостережень станом водних об'єктів. Збільшення кількості грубодисперсних домішок та каламутності характерно для забруднених та евтрофних (низьких стоячих, що знаходяться в першій стадії заболочування) водойм.

Кольоровістю називають показник якості води, що характеризує інтенсивність фарбування води. Визначається кольоровість шляхом порівняння забарвлення випробуваної води з еталонами і виражається у градусах платиново-кобальтової шкали. Кольоровість природних вод може коливатися від одиниць до тисяч градусів. Розрізняють «справжній колір», зумовлений лише розчиненими речовинами, і «здається» колір, викликаний присутністю у воді колоїдних і завислих частинок. Кольоровість природних вод обумовлена ​​в основному присутністю забарвлених органічних речовин (головним чином сполук гумінових та фульвових кислот) та сполук тривалентного заліза та деяких інших металів (у вигляді природних домішок або продуктів корозії). Стічні води деяких підприємств також можуть створювати досить інтенсивне фарбування води.

Кількість речовин, що впливають на кольоровість, залежить від геологічних умов, водоносних горизонтів, характеру ґрунтів тощо. Так, найбільшу кольоровість мають поверхневі води річок та озер, розташованих у зонах торф'яних боліт та заболочених лісів, найменшу – у лісостепах та степових зонах. Взимку вміст органічних речовин у природних водах мінімальний, а навесні в період повені та паводків, і влітку в період масового розвитку водоростей – «цвітіння» води – воно підвищується. Підземні води мають меншу кольоровість, ніж поверхневі .

Таким чином, висока кольоровість є тривожною ознакою, що свідчить про неблагополуччя води. При цьому дуже важливо з'ясувати причину кольоровості, оскільки методи видалення, наприклад, заліза та органічних сполук відрізняються. Наявність органіки не тільки погіршує органолептичні властивості води, призводить до виникнення сторонніх запахів, але і викликає різке зниження концентрації розчиненого у воді кисню, що може бути критично для ряду процесів водоочищення. Деякі, в принципі, нешкідливі органічні сполуки, вступаючи в хімічні реакції (наприклад, з хлором), здатні утворювати дуже шкідливі та небезпечні для здоров'я людини сполуки.

2.2. Хімічні показники води

Кисень постійно присутній у розчиненому вигляді у поверхневих водах. Вміст розчиненого кисню (РК) у воді характеризує кисневий режим водоймища і має найважливіше значення для оцінки його екологічного та санітарного стану. Кисень повинен утримуватися у воді у достатній кількості, забезпечуючи умови для дихання гідробіонтів. Він також необхідний самоочищення водойм, т.к. бере участь у процесах окислення органічних та інших домішок, розкладання відмерлих організмів. Зниження концентрації РК свідчить про зміну біологічних процесів у водоймі, про забруднення водойми біохімічно інтенсивно окисляються речовинами (насамперед органічними). Споживання кисню обумовлено також хімічними процесами окислення домішок, що містяться у воді, а також диханням водних організмів.

Надходження кисню до водоймища відбувається шляхом розчинення його при контакті з повітрям (абсорбції), а також в результаті фотосинтезу водними рослинами, тобто. в результаті фізико-хімічних та біохімічних процесів. Кисень також надходить у водні об'єкти з дощовими та сніговими водами. Тому існує багато причин, викликають підвищенняабо зниження концентрації у воді розчиненого кисню.

Розчинений у воді кисень знаходиться у вигляді гідратованих молекулПро 2 . Зміст РК залежить від температури, атмосферного тиску, ступеня турбулізації води, кількості опадів, мінералізації води та ін. При кожному значенні температури існує рівноважна концентрація кисню, яку можна визначити за спеціальними довідковими таблицями, складеними для нормального атмосферного тиску. Ступінь насичення води киснем, що відповідає рівноважній концентрації, приймається рівною 100%. Розчинність кисню зростає зі зменшенням температури та мінералізації та зі збільшенням атмосферного тиску. У поверхневих водах вміст розчиненого кисню може коливатися від 0 до 14 мг/л і схильний до значних сезонних і добових коливань. В евтрофованих та сильно забруднених органічними сполуками водних об'єктах може мати місце значний дефіцит кисню. Зменшення концентрації РК до 2 мг/л спричиняє масову загибель риб та інших гідробіонтів.

У воді водойм у будь-який період року до 12 години дня концентрація РК повинна бути не менше 4 мг/л. ГДК розчиненого у воді кисню для рибогосподарських водойм встановлена ​​6 мг/л (для цінних порід риби) або 4 мг/л (для інших порід). Розчинений кисень є нестійким компонентом хімічного складу вод. При його визначенні особливо ретельно слід проводити відбір проб: необхідно уникати контакту води з повітрям до фіксації кисню (зв'язування їх у нерозчинну сполуку). Контроль вмісту кисню у воді – надзвичайно важлива проблема, у вирішенні якої зацікавлені практично всі галузі народного господарства, включаючи чорну та кольорову металургію, хімічну промисловість, сільське господарство, медицину, біологію, рибну та харчову промисловість, служби охорони навколишнього середовища. Зміст РК визначають як у незабруднених природних водах, і у стічних водах після очищення.

Процеси очищення стічних вод завжди супроводжуються контролем вмісту кисню. Визначення РК є частиною аналізу щодо іншого найважливішого показника якості води – біохімічного споживання кисню (БПК). Присутні у воді органічні сполуки можуть зазнавати не лише аеробного біохімічного окислення внаслідок життєдіяльності бактерій, що використовується при визначенні БПК. За наявності в пробі води сильних окислювачів та відповідних умов протікають хімічні реакції окислення органічних речовин, причому характеристикою процесу хімічного окислення, а також мірою вмісту в пробі органічних речовин є споживання реакції кисню, хімічно пов'язаного в окислювачах. Показник, що характеризує сумарний вміст у воді органічних речовин за кількістю витраченого на окислення хімічно зв'язаного кисню, називаєтьсяхімічним споживанням кисню (ГПК). Будучи інтегральним (сумарним) показником, ГПК нині вважається одним із найбільш інформативних показників антропогенного забруднення вод. Цей показник у тому чи іншому варіанті використовується повсюдно при контролі якості природних вод, дослідженні стічних вод та ін. Результати визначення окислюваності виражаються в міліграмах спожитого кисню на 1 л води (мгО/л).

Проте чи все органічні речовини однаково беруть участь у реакції хімічного окислення. Так само, як і при біохімічному окисленні, при хімічному окисленні можна виділити групи легко, нормально і важко органічних речовин, що окислюються. Тому завжди існує різниця між теоретично можливим значенням ГПК, що практично досягається. Теоретичним значеннямГПК (ГПКтеор ) називають кількість кисню (або окислювача у перерахунку на кисень) в мг/л, необхідне повного окислення які у пробі органічних речовин, тобто. всіх здатних окислюватися елементів зі складу органічної сполуки. При такому окисленні вуглець теоретично кількісно окислюється до CO 2 , а сірка та фосфор (якщо вони присутні у з'єднанні) – до SO 3 та P 2 O 5 . Азот перетворюється на амонійну сіль; кисень, що входив до складу окислюваних органічних молекул, є «будівельним матеріалом» для продуктів окислення, що утворюються, а водень переходить у структуру H 2 O чи амонійної солі.

Методи визначення ГПК, що практично використовуються, дають результати, близькі до ГПК.теор але завжди відхиляються в той чи інший бік. За наявності органічних речовин, що важко окислюються, їх окислення за час реакції проходить неповністю, і це призводить до заниження результату. У той же час, за наявності в пробі неорганічних відновників, що також споживають кисень на власне окислення, результат виходить завищеним. Спільна дія обох факторів і викликає відхилення реального ГПК від ГПКтеор.

Таким чином, окислюваність, або ГПК, характеризуєзагальна кількість відновників (органічних і неорганічних), що містяться у воді, реагують з сильними окислювачами. Як такі окислювачі зазвичай використовують біхромат-і перманганат-аніони, і відповідно називаються основні методи визначення ГПК – біхроматний та перманганатний. Слід зазначити, що результати визначення окислюваності однієї води з допомогою різних окислювачів зазвичай неоднозначні через неоднакового ступеня окислення речовин, присутніх у воді. Результати залежать також від властивостей окислювача, його концентрації, температури, рН, тривалості окислення та ін. Отримані результати можна порівняти тільки в тому випадку, колиточно дотримані всі умови проведення аналізу.

Сульфати – найпоширеніші компоненти природних вод. Їхня присутність у воді обумовлена ​​розчиненням деяких мінералів – природних сульфатів (гіпс), а також переносом з дощами сульфатів, що містяться в повітрі. Останні утворюються при реакціях окислення в атмосфері оксиду сірки (IV) до оксиду сірки (VI), утворення сірчаної кислоти та її нейтралізації (повної або часткової):

2 SO 2 + O 2 =2 SO 3

SO 3 + H 2 O= H 2 SO 4

Наявність сульфатів у промислових стічних водах зазвичай зумовлено технологічними процесами, що протікають із використанням сірчаної кислоти (виробництво мінеральних добрив, виробництва хімічних речовин). Сульфати в питну водуне надають токсичної дії на людину, проте погіршують смак води: відчуття смаку сульфатів виникає при їх концентрації 250–400 мг/л. Сульфати можуть викликати відкладення опадів у трубопроводах при змішуванні двох вод з різним мінеральним складом, наприклад, сульфатних і кальцієвих (в осад випадає СаSO 4 ). Метод визначення масової концентрації сульфат-аніону заснований на реакції сульфат-аніонів з катіонами барію з утворенням нерозчинної суспензії сульфату барію за реакцією:

Ba 2+ +SO 4 2– = BaSO 4

Про концентрацію сульфат-аніонів судять за кількістю суспензії сульфату барію, що визначають турбідиметричним методом. Пропонований, найбільш простий варіант турбідиметричного методу заснований на вимірюванні висоти стовпа суспензії за його прозорістю і застосовується при концентраціях сульфат-аніонів не менше 30 мг/л. ГДК сульфатів у воді водойм господарсько-питного призначення становить 500 мг/л, лімітуючий показник шкідливості – органолептичний.

Хлориди присутні практично у всіх прісних поверхневих та ґрунтових водах, а також у питній воді у вигляді солей металів. Якщо у воді є хлорид натрію, вона має солоний смак вже при концентраціях понад 250 мг/л; у разі хлоридів кальцію та магнію солоність води виникає при концентраціях понад 1000 мг/л. Саме за органолептичним показником – смаком встановлена ​​ГДК для питної води за хлоридами (350 мг/л), лімітуючий показник шкідливості – органолептичний. Великі кількості хлоридів можуть утворюватися у промислових процесах концентрування розчинів, іонного обміну, висолювання тощо, утворюючи стічні води з високим вмістом хлорид-аніону. Високі концентрації хлоридів у питній воді не надають токсичного на людини, хоча солоні води дуже корозійно активні стосовно металів, згубно впливають зростання.

Жорсткістю називають властивість води, обумовлену наявністю в ній розчинних солей кальцію та магнію. Розрізняють наступні видижорсткості:

Загальна жорсткість – визначається сумарною концентрацією іонів кальцію та магнію, являє собою суму карбонатної (тимчасової) та некарбонатної (постійної) жорсткості.

Карбонатна жорсткість – обумовлена ​​наявністю у воді гідрокарбонатів та карбонатів (при рН > 8.3) кальцію та магнію. Цей тип жорсткості майже повністю усувається під час кип'ятіння води і тому називається тимчасовою жорсткістю.

Некарбонатна жорсткість – обумовлена ​​присутністю кальцієвих та магнієвих солей сильних кислот (сірчаної, азотної, соляної) та при кип'ятінні не усувається (постійна жорсткість).

У світовій практиці використовується кілька одиниць виміру жорсткості, вони певним чином співвідносяться друг з одним. У Росії Держстандартом як одиниця жорсткості води встановлено моль на кубічний метр (моль/м3). СанПіН рекомендує норму загальної жорсткості води - 7,0 мг-екв/л.

3. БІОІНДИКАЦІЙНІ МЕТОДИ МОНІТОРИНГУ ВОД

3.1. Визначення якості води з використання водоростей

Видовий склад та чисельність мешканців водоймища залежать від властивостей

води. Головна ідея біомоніторингу полягає в тому, що гідробіонти відображають умови середовища, що склалися у водоймі. Ті види, котрим ці умови несприятливі, випадають, замінюючись новими видами коїться з іншими потребами.

Як індикатори забруднення води органічними речовинами поряд з іншими організмами використовуються водорості.

Як вивчати водойму:

Перший етап вивчення – спостереження у природі, на березі водойми. Слід оцінити: 1) проточність водойми; 2) наявність прибережних або водних заростей вищих рослин (тобто мають листя та коріння)- стебла можуть бути непомітними); 3) заростання водойми водоростями, що з'являються на поверхні води у вигляді «тини»; 4) водорості, прикріплені до дна або підводних предметів; 5) забарвлення води, тобто наявність "цвітіння" води. При «цвітінні» вода набуває або яскраво-зеленого кольору (розвиток зелених водоростей), або сірувато-синьо-зеленого забарвлення (розвитку синьо-зелених водоростей). «Цвітіння» води з'являється зазвичай, як у 1-му л води налічується кілька мільйонів клітин.

Другий етап вивчення –збирання матеріалів для лабораторного дослідження (збір водоростей).

У водоймищі водорості поселяються в трьох місцях проживання: 1) у товщі води (це планктон), 2) на дні водоймища (бентос) і 3) на поверхні занурених у воду предметів (перифітон). Насамперед: треба оглянути водойму та її дно і виявити наявність бентосу у вигляді розростань водоростей – «тини», пластівців або окремих ниток, зібрати їх у баночку. Якщо бентос не помітний макроскопічно, але дно вкрите мулом, то за допомогою піпетки або скляної трубочки треба втягнути невелику кількість мулу і помістити в баночку. Хорошим об'єктом для вивчення бентосу є пластівці, що пливуть поверхнею води: це шматочки бентоса, підняті з дна водойми виділеним водоростями киснем.

Перифітон може бути представлений або обростання з великих водоростей - до 0,5 м довжиною, або мікроскопічними нальотами, які можна зіскребти ножем. За наявності у воді вищих рослин можна зробити «вичавку» з листя, на якому завжди є водорості-епіфіти.

Складніше збирання фітопланктону. Тільки у разі «цвітіння» води, коли водоростей дуже багато, можна дивитися планктон у натуральній воді. Найчастіше планктон доводиться концентрувати. Для цього використовуються або спеціальна планктонна мережа з осередками< 5 мкм (такую трудно сделать), либо отстойный метод: зачерпывается 0,5 л воды, помещается в бутылку и фиксируется 40%-ным раствором формалина до появления его устойчивого запаха (обычно достаточно 2 мл формалина). Вода отстаивается 15-20 дней, планктон в это время осаждается, и воду отсасывают из середины бутылки сифоном, при этом планктон остается на дне. Для анализа берут каплю планктона и исследуют под микроско­пом. Все пробы должны быть снабжены этикетками с указанием даты, места сбора и фамилии коллектора.

Третій етап роботи –вивчення та оцінка зібраного матеріалу. Більшість водоростей – або мікроскопічні організми, або потребують мікроскопічного вивчення для уточнення будови. Попередньо препарати із зібраних водоростей проглядаються за допомогою стереоскопічної лупи, а потім мікроскопа. Визначається склад видів водоростей або видове розмаїття, різноманітність окремих видів, види – індикатори. Бажано мати визначники водоростей.

Четвертий етап – оцінка результатів. Розроблено спеціальну шкалу, що дозволяє за складом водоростей оцінити ступінь органічного.забруднення. При аналізі проб підраховується загальна кількість зустрічених видів тавелика кількість кожного виду (за 5-бальною шкалою); виявляються домінуючіта їх сапробність; робиться висновок про переважання видів певної сапробності.

У полісапробній зоні водойми спостерігається велика кількість інфузорій та бактерій, видів водоростей небагато: це хлорела, політома та деякі

Види хламідомонад. При цьому чисельність водоростей може бути високою. Переважна більшість полісапробів у природних водоймах зазвичай, приурочено до місць скидання органічних стоків, до місць «гниття».

У мезасапробній зоні видова різноманітність водоростей велика. При цьому в бета – мезосапробній зоні кількість видів водоростей більша, ніж в альфа – мезосапробній, але їх чисельність може бути нижчою.

Наявність альфа - мезосапроб говорить про існування вогнищ забруднення в відносно чистих водоймах або приурочено до ділянок, де закінчується вплив сильного забруднення (так, наприклад, у скидів очищених вод міської каналізації). Це можуть бути і водорості планктону та уривки водоростей бентосу. У застійних місцях забруднених водойм іноді зустрічаються зарості ентороморфи, або кишечника, часто разом з пластівцями осцилаторії, що відрізняється брудно-синьо-зеленим забарвленням.

Біга-мезосапроби– показники помірного, можна сказати, природного забруднення, характерного для живої, наповненої багатьма гідробіонтами водойми. У планктоні переважають багато діатомеї, у складі бентоса і перифітону звичайна найбільша водорість кладофора, що часто залишається на висихаючих берегах у вигляді «ганчірки». Сюди ж відносяться плаваючі у вигляді тину пластівці інших нитчаток – спірогіри, зиґнеми та ін. З групи бета-мезосапроб слід відзначити отруйну синьо-зелену водорість мікроцистис.

У олігосапробній зоні водорості різноманітні, але чисельність їх невелика. Олігосапроби зустрічаються переважно у чистих джерелах, у мочажинах на верхових болотах, у річкових струмках.

3.2.Визначення якості води по тваринному населенню

Про чистоту води природного водоймища можна судити за видовим розмаїттям і розмаїттям тваринного населення.

Чисті водоймища заселяють прісноводні молюски личинки веснянок, поденок, вислокрилок і потічків. Вони не виносять забруднення і швидко зникають з водойми, як тільки в неї потрапляють стічні води.

Помірно забруднені водойми заселяють водяні ослики, бокоплави, личинки мошок (мокреців), двостулкові молюски-кулі, битинії, лужанки, личинки бабок і п'явки (велика ложноконская, мала ложноконская, клепсина).

Надмірно забруднені водойми заселяють малощетинкові кольчеці (трубочники), личинки комара – дзвінця (мотилі) та мухи (щур).

Показником якості води може бути біотичний індекс, який визначається за кількістю ключових і супутніх видів безхребетних тварин, що мешкають у досліджуваному водоймищі. Найвищий біотичний індекс визначається числом 10, він відображає якість води екологічно чистих водойм, вода яких містить оптимальну кількість біогенних елементів і кисню, в ній відсутні шкідливі гази і хімічні сполуки, здатні обмежити проживання безхребетних тварин

Для визначення біотичного індексу необхідно взяти пробу води із водойми за допомогою водного сачка. Проба включає невелика кількістьводи з мулом та безхребетних тварин, виявлених у сачці.Взята проба може бути розібрана відразу на березі водоймища, якщо дозволяє погода, або перенесена до лабораторії та розглянута там. Перед розбором проба промивається на ситі, всі виявлені безхребетні переносяться в чисту воду, налиту в чашки Петрі або емальовані ванни. Вміст чашок Петрі ретельно розбирається і визначається за видами та групами видів безхребетних тварин.

У досліджуваній пробі визначають ключові види (див. табл. 3) та груписупутніх видів. Під групою супутніх видів у одних випадках розуміють рід, чи сімейство, чи клас безхребетних, за іншими кожен вид. Визначивши кількість груп і число ключових видів, знаходимо у таблиці вертикальний стовпець та горизонтальну графу та на їх перетині визначаємо біотичний індекс. Наприклад, виявили кілька видів веснянок та 15 груп донних мешканців, у цьому випадку знаходимо перший рядок по горизонталі та 6 колонку по вертикалі, на перетині бачимо цифру 9. Ця цифра і буде показником біотичного індексу даної водойми. Істотним доповненням до біотичного індексу може бути визначення чисельності особин ключових видів. Чим більша кількість особин ключового вигляду, тим екологічночистіше водоймище. Поодинокі особи ключових видів свідчать про погіршення умов життя.

Показником якості води в озерах і ставках є її трофність, яка розуміється як кількість органічних речовин, накопичених у процесі фотосинтезу в умовах біогенних елементів (азот, фосфор). Органічне речовина забезпечує існування тваринного населення та його видове розмаїття, чисельність популяцій зависит від кількостіїжі. Після смерті тварин виникають проблеми з розкладанням їх трупів та зміною разового складу води.

Процеспідвищення трофність водойми називається евтрофікацією. До найбільшпомітним проявам евтрофікації відносяться літнє «цвітіння» водойм, зимові замори, швидке обмілення та заростання водойм. Евтрофікацію виявляють у процесі дослідження із застосуванням біоіндикаторів. Роль біоіндикаторів грають личинки комарів – дергунів.

Таблиця 3

Визначення біотичного індексу прісноводних екосистем

по донних безхребетних

Ключові організми

Загальна кількість груп

6-10

11-15

Біотичний індекс

Личинки веснянок є

Більше одного виду

Лише один вид

Личинки поденок є

Більше одного виду

Лише один вид

Личинки потічників є

Більше одного виду

Лише один вид

Бокоплави є

Усі інші види відсутні

Водяні ослики є

Усі інші види відсутні

Черви-трубочники та червоні личинки хірономід є

Усі інші види відсутні

Усі інші ключові групи відсутні

Деякі організми, що не вимагають розчиненого кисню, можуть бути присутніми (личинки мух)

Личинки хірономусів, звані у народі «мотилем», і кольчецы живуть у мулі, харчуються органічними залишками і пристосовані до нестачі кисню завдяки вмісту крові гемоглобіну. Якщо у складі донного мулу присутніназвані організми - це вірна ознака евтрофікації. Для з'ясування цього необхідно за допомогою водного сачка або черпака добути мул з дна водоймища, потім ретельно відмити на ситі або металевій сітці з дрібними осередками живих організмів. За кількістю кольчеців та хірономід визначають ступінь евтрофікації. Прийнято виділяти триступеня евтрофікації: 1) слабка, 2) середня,

3) сильна. При сильній евтрофікації в мулі численні трубочники, вони часто покривають дно суцільним шаром, у літню пору вода стає зеленою від масового розмноження водоростей, а в зимовий час спостерігаються замори риб і водойми потребують аерації. Води таких водойм малопридатні для побутового використання.

При середній евтрофікації спостерігається збільшення чисельності «мотиляI», Трубочники поодинокі. При слабкій евтрофікації ці ознаки відсутні.

Для оздоровлення водойм із сильною евтрофікацією можна рекомендувати скошування та збирання водних рослин, видалення з дна мулу, званого сапропелем. Сапропель у свіжому вигляді можна вносити в ґрунт як цінне органічне добрива.

Показником евтрофікації може бути також індекс Гуднайта та Уотл. Для визначення індексу збирають бентосні організми із певної площі дна. За допомогою скребка або лопати знімають донний ґрунт, ретельно промивають його на ситі. Організми, що залишилися на ситі, поміщають у ємність із водою. У лабораторії зібраних тварин розбирають на дві групи: одна група – малощетинкові кольчеці, друга – інші види.

Завершуючи розділ про біоіндикацію забруднень малих річок за складом великих безхребетних, слід зазначити, що розглянуті методики, розроблені для областей Центральної Росії, можуть виявитися малопридатними при їх переносі в інші кліматичні зони або Зауралля. Справа в тому, що видовий склад безхребетних тварин від регіону до регіону може помітно змінюватися, а індикаторні якості того самого виду в різних частинах його ареалу помітно відрізнятися. Тому іншим регіоном може знадобитися коригування як складу індикаторних таксонів, і їх значимості. На методику відбору проб, а також послідовність операцій та прийомів їх обробки географічне району дослідження не впливає.

ВИСНОВОК

Раціональне використання водних ресурсів в даний час є вкрай нагальною проблемою. Це, перш за все, охорона водних просторів від забруднення, а так як промислові стоки займають перше місце за обсягом і шкодою, яку вони завдають, то саме в першу чергу необхідно вирішувати проблему скидання їх у річки. Зокрема, слід обмежити скидання у водоймища, а також удосконалення технологій виробництва, очищення та утилізації. Також важливим аспектом є стягування плати за скидання стічних вод та забруднюючих речовин та перерахування коштів, що стягуються на розробку нових безвідходних технологій та споруд з очищення. Необхідно знижувати розмір плати за забруднення навколишнього середовища підприємствам з мінімальними викидами та скидами, що надалі служитиме пріоритетом для підтримки мінімуму скидання або його зменшення. Очевидно, шляхи вирішення проблеми забруднення водних ресурсів у Росії лежать, передусім, у сфері розробки розвиненої законодавчої бази, яка б реально захистити довкілля від шкідливого антропогенного впливу, і навіть пошуку шляхів реалізації цих законів практично.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Біоіндикація забруднень наземних екосистем/За ред. Р. Шуберта. - М.: Світ, 1988. -350с.

ГОСТ 17.15.05-85. Охорона природи. Гідросфери. Загальні вимогидо відбору проб поверхневих та морських вод, льоду та атмосферних опадів.

Замолодчиків, Д.Г. Проблеми екологічного моніторингу та моделювання екосистем / Д.Г. Замолоду. - СПб: Гідрометеоздат, Т.15, 1993. - 214 с.

Львович, М.І.Вода та життя: Водні ресурси, їх перетворення та охорона /А.І. Львів. - М:, 1986 - 117с.

Львович, О.І.Захист вод від забруднення /А.І. Львів. - Л.: Вид-во, 1977. - 56с.

Методи дослідження якості води водойм / Новіков, Ю.В., Ласточкина, К.О., Болдіна, З. Н. / За ред. А. П. Щицькової. - М.: Медицина, 1990. - 400с.

Снакін, В. В. та ін. Екологічний моніторинг: Методичний посібник для вчителів середніх навчальних закладів. - М.: РЕФІА,1996. -92С.

Снакін, В. В. Екологія та охорона природи: Словник-довідник/В.В. Снакін. - М.: Академія, 2000. - С.87-92

Тараріна, Л. Ф. Екологічний практикум для студентів та школярів (Біоіндикація забрудненого середовища). - М.: Аргус,1997. - 80с.

Федорова, А.І., Микільська, О.М. Практикум з екології та охорони навколишнього середовища/О.І. Федорова, О.М. Микільська. - Воронеж: ВДУ, 1997. -204с.

Шкільний екологічний моніторинг/За ред. Т. Я. Ашихмін. - М.: АГАР,1999. -468с.

Моніторинг поверхневих водявляє собою систему регулярних спостережень за гідрологічними та гідрогеохімічними показниками стану поверхневих вод, що забезпечує збирання, передачу та обробку отриманої інформації з метою своєчасного виявлення негативних процесів, прогнозування їх розвитку, запобігання шкідливих наслідківта визначення ступеня ефективності здійснюваних водоохоронних заходів.

Об'єктом моніторингує поверхневі водойми та водотоки (річки, озера, водосховища, канали та інші водні об'єкти природного або техногенного походження). Моніторинг поверхневих вод ведеться в рамках ЄДСЕМ, і покликаний вирішити наступні завдання:

Систематичне отримання як окремих, так і середніх у часі та просторі даних про якість води;

Забезпечення господарських органів, а також зацікавлених організацій систематичною інформацією та прогнозами зміни гідрохімічного режиму та якості води водойм та водотоків та екстреною інформацією про різкі зміни забрудненості води.

Моніторинг поверхневих вод проводиться у наступній послідовності:

1 етап: вибір розташування пункту спостереження. Пунктом спостереженняназивають конкретне місце на водоймі чи водотоку, у якому виконуються роботи зі взяття проби води та її хімічному аналізу. Найкращі місця розміщення пунктів спостереження:

У районі великих населених пунктів;

У районах періодичних аварійних та залпових скидів забруднюючих речовин;

У районах нересту та зимівлі цінних промислових видів риб;

На передплотинних ділянках рік;

У перетину річок державного кордону Росії;

На великих та середніх водоймах, що інтенсивно використовуються в народному господарстві.

Залежно від особливостей розміщення всі пункти спостереження за якістю води поділяються на 4 категорії:

Пункти І категоріїмають у своєму розпорядженні на великих і середніх водоймах і водотоках, що мають важливе народногосподарське значення; у районах міст із населенням понад 1 млн. жителів; у місцях нересту та зимівлі особливо цінних видів промислових риб; в районах аварійних скидів забруднюючих речовин, що повторюються; у районах організованого скидання стічних вод, у яких спостерігається висока забрудненість води.

Пункти ІІ категоріївлаштовують на водоймах та водотоках у районах міст з населенням від 0,5 до 1 млн. жителів; на передплотинних ділянках рік; у місцях організованого скидання дренажних стічних вод з зрошуваних територій та промислових стічних вод; при перетині річками Державного кордону.

Пункти ІІІ категоріїмають у своєму розпорядженні на водоймах і водотоках в районах міст з населенням менше 0,5 млн. жителів; на замикаючих ділянках великих та середніх річок; у гирлах забруднених приток великих річокта водойм; у районах організованого скидання стічних вод, у результаті спостерігається низька забрудненість води.

Пункти IV категоріївстановлюють на незабруднених ділянках водойм та водотоків, на водоймах та водотоках, розташованих на територіях державних заповідників та національних парків. На цих пунктах контролюється фонова (природна) концентрація різних забруднюючих речовин у воді.

2 етап: вибір програми спостереження якості води на даному пункті. При виборі програми спостережень необхідно враховувати категорію даного пункту, цільове використання даного водоймища, хімічний склад стічних вод, що скидаються. Спостереження на пунктах можуть вестись або за обов'язковою програмою (ОП), або однією з трьох скорочених програм (ПС1, ПС2, ПС3).

Обов'язкова програма (ВП)включає спостереження за такими показниками:

- гідрологічні показники: витрата води та швидкість її течії (якщо спостереження ведуться на річці), рівень води (якщо спостереження ведуться на озері чи водосховищі); температура, кольоровість, прозорість та запах води;

- гідрохімічні показники:водневий показник рН, окислювально-відновний потенціал Eh, концентрація іонів кальцію, магнію, натрію, калію, заліза, кремнію, хлористих, сульфатних, гідрокарбонатних, нітритних та нітратних іонів, концентрація найбільш поширених техногенних забруднювачів (нафтопродукти, СПАВ, пестицид , біохімічне споживання кисню за 5 діб (БПК5);

- гідробіологічні показники:загальна кількість особин фітопланктону та зоопланктону, що спостерігаються в пробі води, кількість особин окремим видам, загальна біомаса, біомаса з окремих видів, мікробіологічні показники

Спостереження за обов'язковою програмою проводяться 7 разів на рік, в основні фази водного режиму: у повінь (на початку, на піку та на спаді), в літню межу (при найменшій витраті води та при паводку), восени (перед льодоставом) та під час зимової межі ( низький рівеньводи). При цьому кількість проб води, взятих на даному пункті, залежить від особливостей водного режиму цієї річки:

На водотоках з довгим ( більше місяця) повінь беруть по 7 проб;

На водотоках із стійкою літньою межею і слабким осіннім підйомом води - 5-6 проб;

На водосховищах, що пересихають, - 3- 4 проби.

Крім обов'язкової програми спостережень, існують 3 види скорочених програм: ПС1, ПС2 та ПС3. Вони мають на увазі спостереження за меншим переліком параметрів, ніж під час спостережень за обов'язковою програмою. Спостереження за скороченими програмами ведуться у проміжках між спостереженнями щодо обов'язкової програми.

Скорочена програма 1 виду (ПС1)включає спостереження за витратою води на водотоках, рівнем води на водоймах, температурою води, питомою електропровідністю і концентрацією розчиненого кисню.

При скороченій програмі 2 види (ПС2)ведуть спостереження тими самими параметрами, що у ПС1, і навіть - спостереження водневим показником рН, концентрацією завислих речовин, БПК5, концентраціями 2-3 забруднюючих речовин, пріоритетних даного водного об'єкта.

При спостереженнях з скороченою програмою 3 види (ПС3)спостерігають за тими самими параметрами, що і ПС2, але замість концентрації 2-3 пріоритетних забруднювачів - вимірюють концентрації всіх забруднюючих речовин, присутніх в даному водному об'єкті.

При веденні на пунктах спостережень за гідробіологічними показниками також використовуються різні варіантипрограм спостережень. Існують повна та скорочена програми гідробіологічних спостережень.

Повна програма гідробіологічних спостереженьвключає в себе:

Спостереження за різними видами планктону та зообентосу (підраховується загальна кількість організмів, загальна кількість видів, загальна біомаса та ін.);

Визначення мікробіологічних показників (загальна кількість бактерій у пробі води, кількість сапрофітних бактерій та ін.);

Вивчення фотосинтезу та процесів розпаду органічної речовини.

Скорочена програма гідробіологічних спостереженьпередбачає лише спостереження за різними видами планктону та зообентосу.

3 етап: встановлення кількості стулок у даному пункті спостереження.

Створ- це умовний поперечний переріз водойми або водотоку, в якому проводиться комплекс робіт із взяття проби води. Один окремий пункт спостереження може містити як один створ, так і кілька.

На водоймах з інтенсивним водообміном встановлюють мінімум 3 створи: один - вище джерела забруднення, і не менше двох - нижче джерела. Верхній (перший) створ розташовують в 1 км вище від джерела; показники якості води, які спостерігаються на цьому створі, вважаються фоновими. Щоб оцінити рівень забруднення даного водного об'єкта, з цими показниками порівнюють показники якості води, що спостерігаються на створах, що розташовані нижче джерела скидів. Місце для нижніх стулок вибирають так, щоб вони розташовувалися в місці досить повного (не менше 80%) змішування стічних вод з водою об'єкта.

На водоймах із уповільненим водообміном встановлюють щонайменше 4 створів: перший - вище джерела забруднення, другий - у місці скидання стічних вод, третій - з відривом 500 метрів нижче за течією від місця скидання стічних вод, і четвертий - поза кордоном зони забруднення.

Якщо ведеться спостереження за групою джерел забруднюючих скидів, то за необхідності можна розмістити з-поміж них додаткові створи, які дозволять оцінити внесок кожного окремого джерела у загальний обсяг забруднюючих скидів.

По одному створу можна встановлювати на водних об'єктах, де відсутня організоване скиданнястічних вод, а також - на передплотинних ділянках річок та в місцях перетину річкою державного кордону Росії.

Створ має складну структуру, він поділяється на горизонти та вертикалі. Вертикаль створа- це умовна прямовисна лінія, проведена від поверхні води (льоду) до дна річки чи озера. На цій вертикалі розташовуються горизонти- Точки на вертикалі (по глибині), з яких беруться проби води. Кількість вертикалей у створі залежить від типу водойми та особливостей забруднення води.

Для річок з неоднорідним хімічним складом води - у створі намічають 3 вертикалі: за 3-5 метрів від правого та лівого берега, і третю вертикаль, розташовану на фарватері (Частина водного простору, досить глибока для проходу суден). При однорідному хімічному складі води буде достатньо однієї вертикалі, розміщеної на фарватері. Для замкнутого водоймища (озеро, водосховище тощо) у кожному створі встановлюється лише одна вертикаль. Кількість горизонтів, що лежать на вертикалі, залежить від глибини водного об'єкта, що досліджується.

4 етап: відбір проб води та проб донних відкладень.

Для відбору проб води використовується батометр Молчанова ГР-18, Що являє собою 2 з'єднані між собою колби, доповнені термометром для вимірювання температури води. Для взяття проб донних відкладень використовують щупи чи дночерпателі. Для оцінки кислотності води використовують рН-метр. Для вивчення хімічного складу проби води використовують прилади, дія яких ґрунтується на різних контактних методах ведення моніторингу:

Метод титрування (оцінюється хімічне споживання кисню (ГПК));

Іонна хроматографія (оцінюється концентрація сульфат-і сульфід-іонів);

Електрохімічний метод (визначається вміст розчиненого у воді кисню);

метод газової хроматографії (визначається концентрація різних хімічних речовин);

Фотометричний метод (визначається концентрація нітрат-іонів та іонів амонію).

В даний час для оперативного дослідження проб води часто використовують автоматичні аналізатори- прилади, що дозволяють проводити аналіз проби в автоматичному режимі та відразу за багатьма параметрами. При вивченні гідробіологічних характеристик проби води використовують наступні методи:

При дослідженні фітопланктону пробу фільтрують через дрібнопористі мембранні фільтри та підраховують кількість особин, що осіли на фільтрі, кількість представлених в осаді видів, розраховують їх біомасу. Для підрахунків використовують мікроскоп та визначник (каталог) видів фітопланктону;

При дослідженні зообентосу для відбору зразків використовують планктонні мережі та планктоночерпачі. Після відбору та обробки проби проводять видовий аналіз присутніх у ній організмів за допомогою визначників.

Вода є найціннішим природним ресурсом. Вона грає виняткову роль процесах обміну речовин, складових основу життя. Зростання міст, бурхливий розвиток промисловості, інтенсифікація сільського господарства, значне розширення площ зрошуваних земель, покращення культурно-побутових умов та низка інших факторів дедалі більше ускладнює проблеми забезпечення водою. Дефіцит чистої прісної води вже зараз стає світовою проблемою. Все більші потреби промисловості та сільського господарства у воді змушують усі країни, вчених усього світу шукати різноманітні засоби для вирішення цієї проблеми. На етапі визначаються такі напрями оптимального використання водних ресурсів: більш повне використання та розширене відтворення ресурсів прісних вод; розробка нових технологічних процесів, що дозволяють запобігти забрудненню водойм, і звести до мінімуму споживання свіжої води. Під моніторингом водних ресурсів розуміється система безперервного (поточного) та комплексного відстеження стану водних ресурсів, контролю та обліку кількісних та якісних характеристик у часі, взаємозумовленого впливу та зміни споживчих властивостей, а також система прогнозу збереження та розвитку різних режимахвикористання. Державний моніторинг водних об'єктів (Росгідромет веде спостереження на 4 тис. пунктах – на річках, озерах та водосховищах) включає поверхневі води суші, морів, водогосподарські системи та споруди (у тому числі водосховища).

Об'єктом моніторингу навколишнього природного середовища є оцінка її якості та рівня забруднення як необхідної умовидля прийняття науково обґрунтованих рішень щодо ефективності природоохоронних заходів.

Основними цілями моніторингу є:

1. своєчасне виявлення та прогнозування розвитку негативних процесів, що впливають на якість води у водних об'єктах та їх стан, розробка та реалізація заходів щодо запобігання негативним наслідкам цих процесів;

2. оцінка ефективності здійснюваних заходів щодо охорони водних об'єктів;

3. інформаційне забезпечення управління в галузі використання та охорони водних об'єктів, у тому числі з метою державного контролю та нагляду за використанням та охороною водних об'єктів.

Моніторинг водних ресурсів складається з:

1. моніторингу поверхневих водних об'єктів з урахуванням даних моніторингу, здійснюваного під час проведення робіт у галузі гідрометеорології та суміжних із нею областях;

2. моніторингу стану дна та берегів водних об'єктів, а також стану водоохоронних зон;

3. моніторингу підземних вод з урахуванням даних державного моніторингу стану надр;

4. спостережень за водогосподарськими системами, зокрема за гідротехнічними спорудами, і навіть за обсягом вод за водоспоживання і водоотведении.

Ведення державного моніторингу водних об'єктів здійснюється на локальному, територіальному, регіональному (басейновому) та федеральному рівнях.

На локальному рівні моніторинг водних об'єктів здійснюють водокористувачі, які ведуть систематичні спостереження за водними об'єктами в порядку, що визначається територіальними органами Міністерства природних ресурсів Російської Федерації, та подають дані спостережень у зазначені органи відповідно до водного законодавства Російської Федерації.

На територіальному рівні моніторинг водних об'єктів здійснюють територіальні органи Міністерства природних ресурсів Російської Федерації та Федеральної служб Росії з гідрометеорології та моніторингу навколишнього середовища у взаємодії з територіальними органами федеральних органів виконавчої влади та органами виконавчої влади суб'єктів Російської Федерації ведення територіальних банків даних та передачу даних моніторингу басейновий) рівень.

На регіональному (басейновому) рівні моніторинг водних об'єктів здійснюють басейнові водогосподарські управління, регіональні геологічні центри та інші уповноважені на те територіальні органи Міністерства природних ресурсів Російської Федерації та територіальні управління з гідрометеорології та моніторингу навколишнього середовища Федеральної служби Росії з гідрометеорології та моніторингу навколишнього середовища.

На регіональному (басейновому) рівні проводиться узагальнення, накопичення, зберігання, поширення інформації, ведення регіональних (басейнових) банків даних із відповідного регіону (басейну) і передачі даних на федеральний рівень.

На федеральному рівні ведення моніторингу водних об'єктів забезпечується Міністерством природних ресурсів Російської Федерації та Федеральною службою Росії з гідрометеорології та моніторингу навколишнього середовища.
На федеральному рівні здійснюється узагальнення даних моніторингу регіонального (басейнового) рівня, ведення банків даних, підготовка даних моніторингу водних об'єктів для державних доповідей та офіційних публікацій, інформаційний обмін на міжвідомчому та міжнародному рівнях у встановленому порядку

На території Росії практично всі водойми схильні до антропогенного впливу. Якість води здебільшого не відповідає нормативним вимогам. Багаторічні спостереження за динамікою якості поверхневих вод виявили тенденцію до зростання їхньої забрудненості. Щорічно збільшується кількість створів з високим рівнем забруднення води (понад 10 ГДК) та кількість випадків екстремально високого забруднення водних об'єктів (понад 100 ГДК).

Природна вода містить численні розчинені речовини - солі, кислоти, луги, гази (вуглекислий газ, азот, кисень, сірководень), продукти відходів промислових підприємств та нерозчинні частки мінерального та органічного походження.

Властивості та якість води залежать від складу та концентрації речовин, що містяться в ній. Найбільш чиста природна вода - дощова, але вона містить домішки і розчинені речовини (до 50 мг/л).

Водойми, забруднені органічними стоками, як і організми, здатні жити у них, називають сапробними.

За ступенем забрудненості вод органічними речовинами водоймища класифікують на полісапробні, мезосапробні (підрозділені на альфа-мезосапробні та бета-мезосапробні) та олігосапробні.

У полісапробній зоні водоймища органічних речовин багато, кисню немає. Тут відбувається розщеплення білків та вуглеводів.

У мезосапробній зоні немає білків, що не розклалися, є сірководень, діоксид вуглецю і кисень. Відбувається мінералізація органічних речовин.

В олігосапробній зоні практично немає розчинених органічних речовин, багато кисню, вода чиста.

Біоіндикаційні методи

Головна ідея біомоніторингу полягає в тому, що гідробіонти відображають умови середовища, що склалися у водоймі.

1. Біоіндикація якості води з використанням водоростей

Перший етап вивчення - Спостереження в природі, на березі водойми. Оцінюють: 1) проточність водойми; 2) наявність прибережних або водних заростей вищих рослин; 3) заростання водойми водоростями, що з'являються на поверхні води; 4) водорості, прикріплені до дна або підводних предметів;

Другий етап вивчення - Збір матеріалів для лабораторного дослідження (збір водоростей). 1) у товщі води (планктон), 2) на дні водоймища (бентос) та 3) на поверхні занурених у воду предметів (перифітон).

Третій етап роботи- Вивчення та оцінка зібраного матеріалу. Більшість водоростей – або мікроскопічні організми, або потребують мікроскопічного вивчення для уточнення будови. Попередньо препарати із зібраних водоростей проглядаються за допомогою стереоскопічної лупи, а потім мікроскопа.

Четвертий етап- Оцінка результатів . Розроблено спеціальну шкалу, що дозволяє за складом водоростей оцінити ступінь органічного забруднення.

При аналізі проб підраховується загальна кількість зустрінутих видів і велика кількість кожного виду (за 5-бальною шкалою), виявляються домінуючі види та їх сапробність, робиться висновок.

У полісапробній зоні водоймища спостерігається велика кількість інфузорій і бактерій, видів водоростей небагато: це хлорела, політома та деякі види хламідомонад.

У мезосапробній зоні видова різноманітність водоростей велика. Наявність альфа-мезосапробів говорить про існування вогнищ забруднення щодо чистих водоймах чи приурочено до ділянок, де закінчується вплив сильного забруднення. Бета-мезосапроби - показники помірного природного забруднення, характерного для наповненої багатьма гідробіонтами водойми.

У олігосапробній зоні водорості різноманітні, але чисельність їх невелика. Олігосапроби зустрічаються переважно у чистих джерелах, у мочажинах на верхових болотах, у річкових струмках.

2. Біондикація якості води по тваринному населенню

Відбір та обробка проб.Кількість ділянок річки, які обираються для обстеження, визначається цілями роботи. При виборі ділянок відбору проб слід враховувати низку умов. На них не повинно бути мілководій із густою водною рослинністю, а також затонів із застійною водою. Чим різноманітніша ділянка за кількістю місць проживання, тим число проб має бути більше. На ділянках з одноманітним дном число проб повинно бути менше трьох. Проби ґрунту з донними організмами, що мешкають у ньому, відбирають за допомогою спеціальних пасток: закидної драги і сачкового скребка. Після кожного наповнення пасток донним матеріалом проби промивають безпосередньо в цих пастках і поміщають в емальовані ємності з кришками. Відбір організмів із промитого ґрунту зазвичай ведуть дома відбору проб. При цьому невелику порцію ґрунту переносять у кювету з водою і за допомогою пінцету перекладають тварин у баночки з 4%-ним розчином формаліну. На баночки наклеюються етикетки, на яких вказуються назва річки, а також дата та місце відбору проби. Допускається аналіз проб і в лабораторії. Промиті проби можуть зберігатися у холодильнику протягом 1 – 2 діб.

Оцінка якості води за біотичним індексом.Про якість води судять за видовою різноманітністю та кількістю тваринного населення. Чисті водоймища містять личинок веснянок, поденок, вислокрилок і струмочків. Помірно забруднені – водяних осликів, бокоплавів, личинок мошок, бабок та п'явок, битіній, двостулкових молюсків, галявин. Сильно забруднені - малощетинковими кільцями, личинками комара та мухи. Показником якості води є біоіндикаційний індекс. Максимальний бал – 10. Для визначення біотичного індексу необхідно взяти пробу води із водойми за допомогою водного сачка. Проба включає невелику кількість води з мулом та безхребетних тварин, виявлених у сачці. Перед розбором проба промивається на ситі, всі виявлені безхребетні переносяться в чисту воду, налиту в чашки Петрі або емальовані ванни. Вміст чашок Петрі ретельно розбирається і визначається за видами та групами видів безхребетних тварин. Потім на основі отриманих даних визначають біоіндикаційний індекс таблиці.