close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Зимина Марина Александровна. Мониторинг поверхностных вод бассейна реки Волга.

код для вставки
2
Содержание
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 3
ГЛАВА 1. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ............................. 5
1.1.Характеристика водных объектов ................................................................ 5
1.2.Показатели качества и нормирование поверхностных вод ....................... 6
1.3Источники загрязнения поверхностных вод .............................................. 11
1.4. Влияние загрязнённых вод на организм человека и биоту .................... 13
1.5. Мониторинг водных объектов ................................................................... 16
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ................................... 19
2.1. Наземные наблюдения ................................................................................ 19
2.2. Методы биологического мониторинга ..................................................... 20
2.3 Методы изучения экологического состояния водоёмов .......................... 21
2.3.1.Гидрологические методы ...................................................................... 21
2.3.2.Химические методы анализа воды ....................................................... 23
2.3.3. Микробиологические методы .............................................................. 24
2.3.4. Учет микроорганизмов с применением питательных сред .............. 25
2.3.5. Оценка состояния вод по интегральным показателям качества ...... 26
ГЛАВА 3. МОНИТОРИНГ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД БАССЕЙНА РЕКИ ВОЛГА
................................................................................................................................. 29
3.1.Характеристика состояния водных объектов Орловской области ......... 29
3.1.1. Основные пункты наблюдения Орловской области ......................... 29
3.1.2 Основная характеристика реки Ока ..................................................... 30
3.2. Качество поверхностных вод реки Ока ................................................. 32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 40
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................... 41
3
ВВЕДЕНИЕ
Поверхностные воды и водотоки являются одним из основных источников
воды для человека. Вода из рек используется человеком для самых разнообразных
нужд. Кроме того, поверхностные водотоки имеют рекреационное и эстетическое
значение.
Поддержание
экологического
состояния
водотоков
на
уровне,
не
представляющем опасности для жизни и здоровья населения, и является одной из
ключевых задач урбанизированных территорий.
Нехватка чистых водных ресурсов обуславливается тем, что во многих
регионах происходит загрязнение водных источников. На загрязнение вод
оказывают влияние как и его природные гидрохимические свойства, так и
интенсивность внешних воздействий. Совокупность этих процессов может
привести к двум последствиям: нейтрализации вредных веществ водным
объектом (самоочищение водоёмов) и к ухудшению качества природных вод
(загрязнение, истощение). Самоочищающая способность водоёмов обусловлена
различными факторами и поддаётся определённым закономерностям. Для
прогноза оценки состояния загрязнения водных источников используются уровни
загрязнения, которые уже существуют в водоёме, дополнительные источники
загрязнения
и
загрязнения,
которые
планируются
к
поступлению
от
определённого объекта. Для этого учитываются прямые и косвенные источники
загрязнения, например, поверхностный сток или прямое поступление веществ в
воду. При загрязнении воды учитывается такой критерий как ПДК, который
направлен на нормирование выбросов в водные объекты с учётом оказания
влияния веществ на здоровье человека и живых существ, которые находятся в
водоёме.
В условиях интенсивной техногенной нагрузки на природные экосистемы
особую актуальность приобретает проблема адекватной оценки качества водной
среды, без решения которой невозможно эффективно управлять водными
экосистемами.
4
Объект исследования: азот нитритный, БПК, железо, медь, фенолы, ХПК
Предмет исследования: поверхностные воды бассейна реки Волга.
Цель: оценить качество поверхностных вод рек Ока, Орлик, Зуша
Задачи исследования:
•
анализ
литературных,
статистических,
картографических,
методических и законодательных материалов;
•
дать экологическую оценку качества поверхностных вод рек
Орловской области;
•
изучить основными источники загрязнения поверхностных вод;
•
предположить
краткосрочное
и
долгосрочное
прогнозирование
состояния загрязнения рек Ока, Орлик и Зуша;
•
предложить рекомендации по улучшению состояния поверхностных
вод.
Методы исследования: анализ литературных данных по данной проблеме,
наблюдение, эксперимент, измерение, а также математические методы.
5
ГЛАВА 1. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
1.1.Характеристика водных объектов
Гидросфера - это водная оболочка, которая включает в себя все водные
объекты - океаны, моря, реки, озёра. Она покрывает 70,8% земной поверхности.
Объем гидросферы достигает 1370,3 млн. км3, что составляет 1/800 общего
объема планеты, 96,5% гидросферы сосредоточено в океанах и морях, 1,74% - в
полярных и горных ледниках и лишь 0,45% - в пресных водах - реках, болотах и
озерах.
Водная среда включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные
воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. 338 млн. км 3 около 98% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361
млн. км2. Она примерно в 2,4 раза больше площади территории суши,
занимающей 149 млн. км2. Вода в океане соленая, причем большая ее часть (более
1 млрд. км3) сохраняет постоянную соленость около 3,5% и температуру,
примерно равную 3,7С. Заметные различия в солености и температуре
наблюдаются в поверхностном слое воды, а также в окраинных и особенно в
средиземных морях. Содержание растворенного кислорода в воде существенно
уменьшается на глубине 50-60 метров [14].
Подземные воды подразделяются на пресные, соленые и солоноватые. Так
же существую воды, которые называются геотермальными, они характеризуются
повышенной температурой .
Пресная вода, которая необходима для нужд человека и его деятельности,
составляет всего лишь 2,7% от площади всех вод. Дело в том, что пресные воды,
в большинстве случаев, являются труднодоступными, например, находятся в
айсбергах и снегах на полярном круге.
Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 тыс. км 3.
Подземные воды в мире составляют 13 тыс. км3 . Ещё одной проблемой пресных
6
вод в России является то, что сток рек находится в малозаселённых местах, на
севере.
При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную или
подземную воду, производя ее опреснение или гиперфильтрацию: пропускают
под
большим
перепадом
давлений
через
полимерные
мембраны
с
микроскопическими отверстиями, задерживающими молекулы соли. Оба эти
процесса весьма энергоемки, поэтому представляет интерес предложение,
состоящее в использовании в качестве источника пресной воды пресноводных
айсбергов (или их части), которые с этой целью буксируют по воде к берегам, не
имеющим пресной воды, где организуют их таяние. По предварительным
расчетам разработчиков этого предложения, получение пресной воды будет
примерно
вдвое
менее
энергоемким
по
сравнению
с
опреснением
и
гиперфильтрацией [16].
1.2.Показатели качества и нормирование поверхностных вод
В
соответствии
с
природоохранным
законодательством
Российской
Федерации нормирование качества окружающей природной среды производится с
целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантирующих
экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечивающих
рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях
устойчивого развития хозяйственной деятельности. При этом под воздействием
понимается антропогенная деятельность, связанная с реализацией экономических,
рекреационных, культурных интересов и вносящая физические, химические,
биологические изменения в природную среду.
Нормирование
представляет
собой
учёт
нагрузки
на
экосистему.
Допустимая нагрузка – это такая нагрузка, при которой отклонения от нормы не
превышает естественных изменений.
К настоящему времени известны лишь некоторые попытки учета нагрузки
для растений суши и для сообществ водоемов рыбохозяйственного назначения[3].
Установление нормативов качества окружающей среды и продуктов
питания основывается на концепции пороговости воздействия. Порог вредного
7
действия – это минимальная доза вещества, при воздействии которой в организме
возникают
изменения,
приспособительных
выходящие
реакций,
или
за
скрытая
пределы
физиологических
(временно
и
компенсированная)
патология. Таким образом, пороговая доза вещества (или пороговое действие
вообще) вызывает у биологического организма отклик, который не может быть
скомпенсирован за счет гомеостатических механизмов (механизмов поддержания
внутреннего равновесия организма).
Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются и
утверждаются специально уполномоченными государственными органами в
области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического
надзора и совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом
международных стандартов. В основе санитарно-гигиенического нормирования
лежит понятие предельно допустимой концентрации[41].
Предельно
допустимые
концентрации
(ПДК)
–
нормативы,
устанавливающие концентрации вредного вещества в единице объема (воздуха,
воды), массы (пищевых продуктов, почвы) или поверхности (кожа работающих),
которые при воздействии за определенный промежуток времени практически не
влияют на здоровье человека и не вызывают неблагоприятных последствий у его
потомства.
Для веществ, о действии которых не накоплено достаточной информации,
могут устанавливаться временно допустимые концентрации (ВДК) – полученные
расчетным путем нормативы, рекомендованные для использования сроком на 2–3
года [21].
Существуют и другие характеристики загрязняющих веществ. Токсичность
–
способность
веществ
вызывать
нарушения
физиологических
функций
организма, что в свою очередь приводит к заболеваниям (интоксикациям,
отравлениям) или, в тяжелых случаях, к гибели. Фактически токсичность – мера
несовместимости вещества с жизнью.
Санитарно-гигиенические и экологические нормативы определяют качество
окружающей среды по отношению к здоровью человека и состоянию экосистем,
8
но не указывают на источник воздействия и не регулируют его деятельность.
Требования, предъявляемые собственно к источникам воздействия, отражают
научно-технические нормативы. К таковым относятся нормативы выбросов и
сбросов вредных веществ (ПДВ и ПДС), а также технологические, строительные,
градостроительные нормы и правила, содержащие требования по охране
окружающей природной среды. В основу установления научно-технических
нормативов положен следующий принцип: при условии соблюдения этих
нормативов предприятиями региона содержание любой примеси в воде, воздухе и
почве
должно
удовлетворять
требованиям
санитарно-гигиенического
нормирования [40].
Научно-техническое нормирование предполагает введение ограничений
деятельности хозяйственных объектов в отношении загрязнения окружающей
среды, иными словами, определяет предельно допустимые потоки вредных
веществ, которые могут поступать от источников воздействия в воздух, воду,
почву. Таким образом, от предприятий требуется не собственно обеспечение тех
или иных ПДК, а соблюдение пределов выбросов и сбросов вредных веществ,
установленных для объекта в целом или для конкретных источников, входящих в
его состав. Зафиксированное превышение величин ПДК в окружающей среде
само по себе не является нарушением со стороны предприятия, хотя, как правило,
служит сигналом невыполнения установленных научно-технических нормативов
(или свидетельством необходимости их пересмотра).
Под качеством воды в целом понимается характеристика ее состава и
свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования
(ГОСТ 17.1.1.01-77. «Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод.
Основные термины и определения»), при этом критерии качества представляют
собой признаки, по которым производится оценка качества воды[27].
Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственнопитьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) – это концентрация
вредного вещества в воде, которая не должна оказывать прямого или косвенного
влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье
9
последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия
водопользования.
Предельно допустимая концентрация в воде водоема, используемого для
рыбохозяйственных целей (ПДКвр) – это концентрация вредного вещества в воде,
которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую
очередь промысловых.
Нормирование качества воды состоит в установлении для воды водного
объекта совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в
пределах которых надежно обеспечиваются здоровье населения, благоприятные
условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта.
Правила охраны поверхностных вод устанавливают нормы качества воды
водоемов и водотоков для условий хозяйственно-питьевого, культурно-бытового
и рыбохозяйственного водопользования. Вещество, вызывающее нарушение норм
качества воды, называют загрязняющим веществом [4, 24].
Согласно
Классификация
следующим
ГОСТ
17.1.1.03-86.
водопользований»
признакам:
по
«Охрана
природы.
водопользование
целям
Гидросфера.
классифицируется
использования
вод,
по
по
объектам
водопользования, по техническим условиям водопользования, по условиям
предоставления водных объектов в пользование, по характеру использования
воды, по способу использования водных объектов.
Санитарными правилами СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования
к охране поверхностных вод» установлены гигиенические нормативы состава и
свойств воды в водных объектах для двух категорий водопользования:
•
к первой категории водопользования относится использование водных
объектов или их участков в качестве источника питьевого и хозяйственнобытового водопользования, а также для водоснабжения предприятий пищевой
промышленности;
•
ко второй категории водопользования относится использование
водных объектов или их участков для рекреационного водопользования.
Требования
к
качеству
воды,
установленные
для
второй
категории
10
водопользования, распространяются также на все участки водных объектов,
находящихся в черте населенных мест [29].
Предельно допустимая концентрация вещества в воде устанавливается:
•
для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
(ПДКв) с учетом трех показателей вредности:
•
органолептического;
•
общесанитарного;
•
санитарно-токсикологического.
•
для рыбохозяйственного водопользования (ПДКвр) с учетом пяти
показателей вредности:
•
органолептического;
•
санитарного;
•
санитарно-токсикологического;
•
токсикологического;
•
Рыбохозяйственного[35].
Органолептический показатель вредности характеризует способность
вещества
изменять
показатель
органолептические
определяет
влияние
свойства
вещества
на
воды.
Общесанитарный
процессы
естественного
самоочищения вод за счет биохимических и химических реакций с участием
естественной
микрофлоры.
Санитарно-токсикологический
показатель
характеризует вредное воздействие на организм человека, а токсикологический –
показывает токсичность вещества для живых организмов, населяющих водный
объект. Рыбохозяйственный показатель вредности определяет порчу качеств
промысловых рыб.
Наименьшая из безвредных концентраций по трем (пяти) показателям
вредности принимается за ПДК с указанием лимитирующего показателя
вредности.
Рыбохозяйственные ПДК должны удовлетворять ряду условий, при которых
не должны наблюдаться:
•
гибель рыб и кормовых организмов для рыб;
11
•
постепенное исчезновение видов рыб и кормовых организмов;
•
ухудшение товарных качеств обитающей в водном объекте рыбы;
•
замена ценных видов рыб на малоценные.
На качество природных вод влияют природные и антропогенные факторы
[7, 8].
1.3Источники загрязнения поверхностных вод
Источник загрязнения — опасный производственный или природный
объект, производящий или распространяющий (испускающий или способный
испустить) загрязняющее вещество, а также создавать внерегиональный фон
загрязнений, накопленных в среде[45].
Источники загрязнения воды делятся на природные и техногенные.
•
Природные загрязнения
Они образуются в процессе круговорота воды в природных системах,
происходящий в атмосфере, гидросфере, литосфере и биосфере. Вода растворяет
и накапливает в себе, в ходе этого круговорота, большое количество химических
соединений, бактерии, продукты выветривания и т.д.
•
Техногенные загрязнения
Техногенными источниками загрязнений являются населенные пункты,
промышленные
и
сельскохозяйственные
предприятия.
Все
вместе
они
"поставляют" в биосферу как вполне обычные виды загрязнений, так и ядовитые,
трудно разложимые химические соединения и радионуклиды. Выпадая с
осадками, по пути "обогащаясь" большим количеством веществ, часть воды
собирается в поверхностных источниках водозабора, другая пополняет подземные
запасы[44].
По происхождению загрязнений выделяют следующие виды:
•
Механические загрязнители присутствуют в основе, воде, верхних
слоях земной коры и в космосе. Предполагают собой твердые частички (пыль,
обломки) и предметы (просроченные, неиспользованные, выброшенные).
•
Биологические загрязнители считаются следствием антропогенного
вмешательства в природу, которое повлекло за собой образование живых
12
организмов, мутацию паразитов, возбудителей болезней, и богатое разрастание
популяции живых организмов конкретного облика, которое нарушило баланс
экосистемы.
•
Физические
загрязнители
появляются
в
нарушении
полей
(гравитационного, светового, радиационного, термического, электромагнитного)
и различных шумах, пульсациях, формируемых человеческой деятельностью.
•
Химические
загрязнители
это
-
химические
составляющие
оказавшиеся в всевозможных агрегатных состояниях (твердом, газообразном и
жидком); внедрение их в биосферу не соблюдает естественный баланс и вызывает
экологическую аварию (например, химическое оружие).
•
Энергетические загрязнители вырабатываются на объектах связи,
транспорта,
промышленных
предприятиях
и
других
источниках
электромагнитных и радиоактивных излучений.
•
Материальные загрязнители – это выбросы твердых, жидких и
газообразных веществ в гидросферу, атмосферу и литосферу. Отдельно можно
выделить категорию визуальных загрязнителей, когда последствия деятельности
человека портят природный ландшафт[19].
Почти все экологические проблемы воды считаются следствием неразумной
хозяйственной
деятельности
человека.
Развивающиеся
промышленность,
энергетика, сельское хозяйство, при нарушении экологических правил, имеют все
шансы оказать губительное воздействие на водную систему.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) предлагает следующую
классификацию веществ, загрязняющих воды:
•
бактерии, вирусы, и другие болезнетворные организмы;
•
разлагающиеся органические веществами;
•
неорганические соли;
•
органические соли[18].
Нефтепродукты – это токсичные вещества, которые оказывают влияния на
экосистему вод и её обитателей. Нефть – это сложное соединение, которое не
имеет постоянный состав, основные компоненты – смолы, углеводороды и
13
асфальтены.
ПДК
для
нефтепродуктов
составляет
0,05
мг/л
для
рыбохозяйственых водоёмов и 0,3 мг/л для питьевой воды.
Фенолы – это соединения, относящиеся к классу ароматических
углеводородов, в которых гидроксилы находятся в бензольном ядре. Эти
соединения легко подвергаются окислению из – за своей неустойчивости. ПДК –
0,001 мг/л.
Синтетические
поверхностно-активные
вещества
(СПАВ)
весьма
опасны для водоемов. Источниками поступления СПАВ являются широко
применяемые в быту моющие средства (содержание в них СПАВ составляет 20-30
%) и используемые в промышленности смачивающие и эмульгирующие
препараты.
Тяжелые металлы представляют большую опасность для биосферы. В
водоемах они длительное время находятся в наиболее опасной ионной форме и
даже после перехода в связанное состояние (коллоидную форму, донные
отложения) представляют потенциальную опасность. Металлы участвуют во всех
стадиях гидрологическою цикла, включаясь также в пищевую цепь от планктона
до зообентоса и рыб. К особо ядовитым металлам, по данным ВОЗ, относятся Hq,
Cd, Cr, Pb, Se, W[37].
1.4. Влияние загрязнённых вод на организм человека и биоту
Загрязнённые воды являются опасным источником для интоксикации
организма человека. При проникновении загрязнителя, организм начинает
проявлять защитные механизмы. В большинстве случаев организму человека
удаётся справляться с этими воздействиями и уничтожить токсин. Но если в
реакциях вырабатывается более сильные ядовитые вещества, то они повреждают
клетки организма намного существеннее предыдущего.
Загрязнители воды могут влиять на организм в различной степени. Это
зависит не только от вещества, но и от самого организма.
Hg (ртуть) - это вещество блокирует сульфогидратные группы белковых
соединений и нарушает белковый обмен и ферментативную деятельность
14
организма. Происходят имунные, репродуктивные и неврологические нарушения.
Самым опасным влиянием является генотоксический эффект.
Kd (кадмий) - он обладает канцерогенным, гонадотропным, мутагенным и
нефротоксическим действиями. При долгом воздействии происходит увеличение
частоты возникновения рака предстательной железы.
As (мышьяк) - хроническая мышьяковая интоксикация характеризуется
комбинацией симптомов: нервные, желудочно - кишечные и респираторные
расстройства, гемолитические отклонения. Так же при воздействии мышьяка
происходит функциональное состояние печени и почек, иногда возникают рак
лёгких и кожи.
Ni
(никель)
-
хроническая
интоксикация
приводит
к
нарушению
функционирования носоглотки и лёгких. Появляется существенный риск
появления злокачественных новообразований и аллергических поражений кожи.
Диоксины - это вещество оказывает политропное воздействие на организм.
Ухудшается репродуктивное здоровье и эндокринная система.
ДДТ - происходит нарушение репродуктивной функции оказывает
канцерогенное действие. Долгосрочное влияние этого вещества загрязнения вод
увеличивает фактор риска развития рака молочной железы у женщин.
Воздействует на нервную систему.
Гексахлорбензол - при контакте с поражённой водой у человека происходит
раздражение слизистой оболочки и кожи. Это соединение является канцерогеном.
Изменение образование стероидных гармонов, возникновение метаболического
заболевания печени, увеличение щитовидной железы[30].
Аэробные бактерии разлагают своими ферментами загрязняющие вещества.
Для этого процесса необходимо большое количество кислорода, в свою очередь
выделяя углекислый газ в воду. Результатом распада этих веществ является
уменьшение кислорода в одном объекте. Значение содержания кислорода в воде
так же зависит от температуры, давления, солёности и дригих свойств[38].
15
Результатом нехватки кислорода в воде является гибель её обитателей.
Также гибель рыб других организмов происходит из – за теплового загрязнения
вод, которое в свою очередь приводит к уменьшению содержания кислорода[23].
•
Влияние солей
Большинство стоков содержит в себе неорганические соли. Соли
образуются в стоках главным образом за счет нейтрализации кислот и щелочей,
которые в очень больших количествах применяются в промышленных процессах.
Вредность солей для гидробионтов проявляется, прежде всего в нарушении
осмотического равновесия. Большинство простейших выводит их из своих клеток
за счет откачивания сократительными вакуолями. Вода постоянно насасывается
осмосом в цитоплазму, а сократительные вакуоли выводят ее во внешнюю среду.
Уже изменение концентрации соли в воде на 0,3% ведет к нарушению экскреции.
В то время как рыбы мало реагируют на повышение солей в воде, беспозвоночные
животные, которыми они питаются, очень чувствительны к повышению
содержания солей.Солевое загрязнение пресных водоемов может происходить не
только за счет промышленных стоков, но и за счет проникновения морской воды
в пресные водоемы. Подобная ситуация может сложиться в водоемах,
расположенных недалеко от моря и связанных с ним протоками. Если в пресном
водоеме уровень воды снизится, то морская вода может войти в водоемы и
погубить часть фауны и флоры[43].
•
Влияние других соединений
Большие концентрации СПАВ убивают живые клетки организмов, частично
растворяя жироподобные вещества - липиды, которые являются обязательным
компонентом клеточных мембран. Низкие концентрации детергентов действуют
подобно ядам и сходны по своему проявлению на организмы при тепловом
загрязнении. Они понижают способность гидробионтов противостоять низкому
содержанию кислорода в воде.
Загрязнители воды влияют на организм по-разному, что зависит и от
загрязнителя, и от организма. Некоторые соединения, проникающие в организм,
могут вызвать повреждение структуры ДНК. Они называются генотоксинами. В
16
таких случаях включается механизм восстановления исходной структуры ДНК.
Но если по каким-то причинам это невозможно, клетки с аномальной ДНК могут
делиться. Если мутантные клетки начнут безудержное деление, это может
привести к серьезным отрицательным последствиям, в том числе для будущего
потомства[24].
1.5. Мониторинг водных объектов
Водным кодексом РФ установлено, что водные ресурсы - это запасы
поверхностных и подземных вод, находящихся в водных объектах, которые
используются или могут быть использованы. Водные объекты - природные или
искусственные водоемы, водотоки либо иные объекты, постоянное или временное
сосредоточение вод в которых имеются характерные формы и признаки водного
режима.
Ведение
мониторинга
водных
объектов
регулируется
следующими
нормативными документами:
•
Водным кодексом Российской Федерации от 03.06.2006г., №74-Ф3;
•
Положением
об
осуществлении
государственного
мониторинга
водных объектов, утвержденным Постановлением Правительства РФ от 10.04.
2007 г. № 219.
Мониторинг
водных
объектов
является
частью
государственного
мониторинга окружающей среды.
Цели мониторинга водных ресурсов:
•
своевременное выявление и прогнозирование развития негативных
процессов, влияющих на качество воды в водных объектах и их состояние,
разработка и реализация мер по предотвращению негативных последствий этих
процессов;
•
оценка эффективности осуществляемых мероприятий по охране
водных объектов;
17
•
информационное обеспечение управления в области использования и
охраны водных объектов, в том числе для государственного контроля и надзора за
использованием и охраной водных объектов[34].
Основными задачами мониторинга являются:
•
регулярные
наблюдения
за
состоянием
водных
объектов,
количественными и качественными показателями состояния водных ресурсов, а
также за режимом использования водоохранных зон;
•
сбор, обработка и хранение полученной информации для оценки и
прогнозирования изменений состояния водных объектов, количественных и
качественных показателей состояния водных ресурсов;
•
внесение
сведений,
полученных
в
результате
наблюдений,
в
государственный водный реестр, ведение которого осуществляется специально
уполномоченным государственным органом - Федеральным агентством водных
ресурсов РФ.
Государственный мониторинг водных объектов представляет
организационно-техническую
систему регулярных
собой
наблюдений, оценки
и
прогнозирования состояния водных объектов под воздействием природных и
антропогенных факторов.
Целью мониторинга водных объектов является создание информационного
обеспечения
управления
Государственным
водным
фондом
в
части
рационального использования водных объектов и охраны вод от загрязнения и
истощения, а также предотвращения вредного воздействия вод (с учетом их
взаимодействия с другими компонентами окружающей среды) и сохранения
благоприятной для жизнедеятельности человека среды обитания[33].
В соответствии с указанной целью Государственный мониторинг водных
объектов выполняет следующие функции:
•
проведение наблюдений, измерение, регистрация и первичная
обработка и обобщение показателей, характеризующих состояние водных
объектов,
источников
антропогенного
использования водных ресурсов;
воздействия
на
эти
объекты
и
18
•
оценка состояния водных объектов и контроль за соответствием его
показателей требованиям нормативов и стандартов;
•
прогнозирование изменения состояния водных объектов;
•
создание и ведение информационных баз данных, обеспечивающих
оценку состояния водных объектов и прогнозирование его изменения, а также
информационное обеспечение запросов о состоянии водных объектов;
•
информирование населения и общественности России об основных
показателях экологической обстановки и предупреждение о опасных изменениях
в ней;
•
обеспечение участия Российской Федерации в международных
системах экологического мониторинга.
С учетом установленного Правительством распределения функций между
федеральными органами исполнительной власти, целей и задач мониторинга
водных объектов, видов водных объектов, в систему Государственного
мониторинга
водных
объектов
выделяются
следующие
базисные
функциональные подсистемы:
•
мониторинг поверхностных вод суши и морской среды (Росгидромет);
•
мониторинг подземных вод (Государственная геологическая служба);
•
мониторинг использования вод и водохозяйственных систем.
Мониторинг
региональном
уровнях[12, 15].
водных
(бассейновом),
объектов
осуществляется
территориальном
и
на
локальном
федеральном,
(объектном)
19
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Наземные наблюдения
Под мониторингом понимается наблюдение за источниками воздействия,
последствия на водные объекты после попадания загрязнений в них. Также
должны быть получены данные о фоновом состоянии рек.
Наблюдения по мониторингу за реками проводятся на определённых
биосферных заповедниках. Эти наблюдения должны носит комплексный характер
и проводится по определённой, утверждённой программе мониторинга.
Для того, чтобы определить изменения состояния водных объектов,
измерения проводятся в определённое время и с определённым интервалом. Если
показатели считаются наиболее важными, то измерения производятся непрерывно
[39].
Мониторинг водных объектов включает наблюдения за поверхностными и
подземными водами, донными отложениями и взвесями. Отслеживаются свинец,
ртуть, кадмий, мышьяк, бензапирен, ДДТ, хлорорганические соединения и
биогенные элементы. Вода и взвеси наблюдаются в характерные гидрологические
периоды (половодье, межень, паводки), а донные отложения – один раз в год.
Для проведения мониторинга водных объектов используются различные
методы, например, химического и физико – химичекого анализ, что позволяет
определить качественный и количественный состав загрязняющих вещест.
Стандартными методами контроля за состоянием загрязнения вод на более
низких уровнях являются также определение химического потребления кислорода
(ХПК) и биохимического потребления кислорода (БПК).
Химическое потребление кислорода – величина, характеризующая общее
содержание
в
загрязненной
воде
органических
и
неорганических
восстановителей, реагирующих с сильными окислителями. ХПК обычно
выражают в единицах количества кислорода, расходуемого на окисление[13].
Биохимическое потребление кислорода – количество кислорода на единицу
объема воды (1 л), необходимое на окисление всех органических веществ в
20
аэробных условиях за определенное время (несколько суток). При анализе состава
сточных вод чаще всего применяют «многокомпонентные» методы, позволяющие
определять широкий спектр химических веществ. К
ним относятся атомно-
эмиссионный, рентгеновский и хроматографический методы.
В отдельную категорию наблюдений входит наблюдение за поверхностью
Земли на участках, которые специально отбираются для дистанционных
исследований.
Эти
исследования
необходимы
для
проверки
точности
измерительных приборов, которые используются в зондировании. Так же это
необходимо для проверки точности полученной информации[27].
2.2. Методы биологического мониторинга
1. Биоиндикация– метод обнаружения и оценки воздействия абиотических и
биотических факторов на живые организмы при помощи биологических систем,
обнаружения и определения антропогенных нагрузок по реакциям на них живых
организмов и их сообществ. Это исследование группы особей одного вида или
биотических сообществ, по наличию, состоянию, и поведению которых судят об
изменениях в среде, в том числе присутствии и концентрации загрязнителей[26].
Для диагностирования служат сведения, которые показывают о нахождении
тех или иных организмов и жизненных форм в объекте. Основным показателем
для таких исследований служит видовой состав.
Возможны следующие уровни биоиндикации:
•
биохимические и физиологические реакции (изменение различных
процессов и накопление определенных токсикантов в органах);
•
аналитические, морфологические, биоритмические и поведенческие
реакции;
•
флористические и фаунистические изменения;
•
популяционные, биогеоценотические и экосистемные изменения.
В биоиндикации есть 2 основных методы: активный и пассивный.
Активный метод заключается в наблюдении за ответными реакциями на
загрязнения организмов. А пассивный – в изучении признаков воздействий на
21
водные объекты и биоту, отклонения от нормы содержаний загрязняющих
веществ[29].
Более толерантны к загрязнениям такие организмы, как грибы, лишайники,
хвойные, травянистые растения, листопадные деревья.
•
Биотестирование — метод, позволяющий в лабораторных
условиях оценить качество объектов окружающей среды с помощью живых
организмов.
•
Оценка
компонентов
биоразнообразия
—
является
совокупностью методов сравнительного анализа компонентов биоразнообразия
[11].
2.3 Методы изучения экологического состояния водоёмов
2.3.1.Гидрологические методы
•
Прозрачность воды
Прозрачность воды определяется содержанием взвешенных частиц в
водном объекте. Измерение прозрачности воды происходит по определённым
методам.
1. По диску Секки. Для измерения прозрачность речной воды, применяют
диск Секки диаметром 30 см, который опускают на веревке в воду, прикрепив к
нему груз, чтобы диск уходил вертикально вниз. Вместо диска Секки можно
применять крышку, тарелку или миску, положенные в сетку. Диск опускается до
тех пор, пока он не будет виден. Глубина, на которую опустился диск показатель прозрачности воды.
2. По кресту. Находят предельную высоту столба воды, через которую
просматривается рисунок черного креста на белом фоне с толщиной линий
равной 1 мм, и четырех черных кружочков диаметром равным 1 мм. Высота
цилиндра, в котором проводится определение, должно быть не менее 350 см. На
дне его расположена фарфоровая пластинка с крестом. Нижняя часть цилиндра
должна быть освещена лампой в 300 Вт.
3. По шрифту. Под цилиндр высотой 60 см и диаметром 3-3,5 см
подкладывают стандартный шрифт на расстоянии 4 см от дна, исследуемую
22
пробу наливают в цилиндр, так чтобы можно было прочитать шрифт, и
определяют предельную высоту столба воды[9].
•
Мутность воды
Показателями мутности воды считаются органические и неорганические
грубодисперсные примеси. Для определения этого показателя используется
весовой метод, который заключается в том, что 500-1000 мл мутной воды
профильтровывают через плотный фильтр диаметром 9-11 см. Фильтр
предварительно высушивается и взвешивается на аналитических весах. После
фильтрования фильтр с осадком высушивают при температуре 105- 110 градусов
в течение 1,5 - 2 часов, охлаждают и вновь взвешивают. По разности масс
фильтра до и после фильтрования рассчитывают количество взвешенных веществ
в исследуемой воде[6].
•
Определение запаха воды
Для определения запаха воды необходима колба с притертой пробкой,
которую заполняют 2/3 водой и закрывают, интенсивно встряхивают, открывают
и отмечают интенсивность и характер запаха. Далее запах оценивают по 5-ти
бальной шкале.
•
Определение цветности воды
Для того, чтобы определить цветность воды, взятый образец из водного
источника проходит сравнение с дистиллированной водой, наливая обе жидкости
в разные колбы из бесцветного стекла. Далее проверяют цвет на фоне белой
бумаги, подставляя каждый образец к нему. Если вода не имеет выраженного
цвета, то вода считается бесцветной.
•
Скорость течения реки
Для того, что произвести расчёт скорости течения реки, нужно выбирать
относительно ровный участок реки, длина которого должна составлять не менее
30 метров. Далее происходит отметка этого участка. Поплавок бросают в воду
выше верхнего створа. При прохождении им верхнего створа включают
секундомер или засекают время по часам.Затем засекают время при прохождении
поплавком нижнего створа, затем высчитывают скорость в м/сек[2].
23
2.3.2.Химические методы анализа воды
Анализ воды проводится на химический состав в лабораториях, но так же
эти исследования можно проводить в полевых условиях.
•
Определение ионов кальция
Щавелевокислый аммоний осаждает кальций в виде CaC2O4. В пробирку с
исследуемой водой прибавить 2-3 капли реактива щавелевого аммония. Ион
кальция выпадает в виде белого мелкокристаллического осадка, который
растворим в сильных минеральных кислотах HCl, HNO3, но не растворимого в
СН3СООН.
•
Определение ионов магния
Едкие щелочи NaOH, KOH дают с Mg2+ белый аморфный осадок Mg(OH)2.
В пробирку с исследуемой водой добавить 2-3 капли концентрированного
раствора едкого натрия или едкого калия. Если в воде присутствуют ионы магния,
то выпадает белый осадок. Для проверки в пробирку добавить кислоту или
аммонийных солей NH4Cl, NH4NO3. Если это гидроокись магния, она растворится
от прибавленных реактивов[10].
•
Определение ионов железа
1. Двухвалентное железо дает с железосинеродистым калием синий осадок
турбуленовой сини.
2. Трехвалентное железо дает с едкими щелочами NaOH, KaOH, NH4OH
красно-бурый осадок Fe(OH)3, растворимый в кислотах, но не растворимый в
щелочах.
•
Определение ионов меди
Аммиак, будучи прибавлен в небольшом количестве, осаждает зеленоватую
соль, легко растворимую в избытке реактива (аммиака) с образованием
интенсивно синего цвета комплексного аммиачного соединения меди.
•
Определение ионов хлора, брома, йода
Азотнокислое серебро дает с ионом хлора белый творожистый осадок AgCl:
Осадок нерастворим в HNO3, но растворяется в NH4OH. AgNO3 c Br дает светло-
24
желтый осадок, труднорастворимый в NH4OH. AgNO3 с I дает желтый осадок,
который не растворяется в NH4OH.
•
Жесткость воды
Общая жесткость складывается из карбонатной и некарбонатной, или
остаточной. Карбонатная жесткость в свою очередь делится на устранимую
(временную), которая может быть удалена кипячением воды и неустранимую.
Оставшиеся в растворе после кипячения соли обуславливают постоянную
жесткость воды. Общая жесткость воды определяется следующим образом. В
коническую колбу на 250 мл вносят 100 мл исследуемой воды, прибавляют 5 мл
буферного раствора и 7-8 капель индикатора (эриохрома черного). Раствор
перемешивают и медленно титруют 0,05 н раствором трилона «Б» до изменения
окраски индикатора от вишневой до синей[21].
2.3.3. Микробиологические методы
Микробиологические методы производятся в определённых точках и в
определённые сроки. Что измерения были наиболее достоверными, они должны
проводится в стерильных условиях. Пробы воды отбирают в чистые бутылки,
которые промываются хромовой смесью. Они зачерпываются в те же бутылки на
глубине 5 – 10 сантиметров.
•
Прямые методы учета микроорганизмов
Прямое
микрокопирование
воды
подразумевает
собой
изучение
разнообразия микроорганизмов (обычно не бывает больших количеств), а также
изучение общего числа в объёме. Для этих исследований используются
мембранные фильтры, которые в начале работы кипятят около 30 минут в
закрытой ёмкости[17].
Для
фильтрации
воды
используют
фильтры
Зейтца,
фильтрация
осуществляют под вакуумом. Перед фильтрацией в воду добавляют акридиноранж (0,4%) из расчета 0,01% в 0,02 м трисбуфере и выдерживают 3 минуты до
полного окрашивания. Объем фильтруемой воды может быть от 10 до 20 мл в
зависимости от типа водоема. Мембранный фильтр извлекают из фильтрующего
аппарата и подсушивают на фильтровальной бумаге под стеклянным колпаком.
25
После этого помещают на каплю иммерсионного масла на предметном стекле.
Вторую каплю масла наносят сверху и прикрывают покровным стеклом. Препарат
рассматривают в люминесцентном микроскопе.
При изучении биомассы микроорганизмов происходит измерение размеров
их клеток. Для определения среднего размера клеток делают примеры 10 клеток
каждой размерной группы (крупные, средние, мелкие). Для поправки на
«усыхание» полученный объем умножают на 1,6[31].
2.3.4. Учет микроорганизмов с применением питательных сред
Для метода изучения микроорганизмов должны производится высевания
проб на питательные среды (агаризрованные и жидкие). При рассеве по
поверхности агара шпателем, равномерно распределяя ее. Высевы дублируют 2-3
раза. Засеянные чашки выдерживают в термостате при температуре 30-35 С.
После прорастания колоний производят их подсчет. Время инкубации для учета
разных групп микроорганизмов оказывается разным.
•
Учет сапрофитных бактерий
Для учета используют питательный агар (МПА). Готовят его на мясном
бульоне, добавляя на 1 л 10 г пептана, 5г NaCl и 20г агар-агара. Посевы делаются
таким образом, чтобы на чашке росло не меньше 40 и не больше 100 колоний
бактерий.
•
Учет олиготрофных бактерий
Для учёта олиготрофных бактерий используется вода из водоёма, которая в
лаборатории агаризируется. Учет производится после 1-10 дней инкубации
заселенных чашек при температуре 30 С.
Для оценки роли бактериопланктона в деструкции органических веществ в
водоеме следует определить интенсивность дыхания бактериального сообщества.
Проба
воды
отфильтровывается
от
фито-
и
зоопланктона
через
«предварительный» фильтр и помещается в две темные кислородные склянки; для
определения
суммарного
потребления
кислорода
бактериопланктоном,
параллельно с этим в склянки наливают нефильтрованную воду. Все склянки
помещают в водоем и экспонируют в течении суток. В начале и в конце суток во
26
всех склянках учитывается численность бактерий и рассчитывается их средняя
величина за время опыта в фильтрованной и не фильтрованной воде. По разности
содержания кислорода в фильтрованной воде в конце и начале опыта определяют
количество кислорода, потребленного бактерио-планктоном за время[36].
•
Использование микробов для оценки качества вод
Микробное число – это число сапрофитных клеток в 1 мл воды.
Данный показатель используется при оценке качества водных объектов, и
его число не должно превышать 100 (согласно ГОСТу).
В случае оценки качества воды в водоемах без существенного загрязнения
высевается 1 мл воды, при анализе сточной или загрязненной природной воды
производя посев предварительно разбавленной пробы. Анализ водопроводной
воды
или
чистой
природной
воды
проводят
после
предварительного
концентрирования воды на мембранных фильтрах.
Результат выражают в виде коли-индекса числа бактерий в 1 л воды. Иногда
делают пересчет, определяя коли-титр - наименьший объем воды (в мл),
содержащий одну кишечную палочку[42].
2.3.5. Оценка состояния вод по интегральным показателям качества
Самым распространённым показателем, который используется для оценки
состояния водоёмов, является гидрохимический индекс загрязнения воды. Он
рассчитывается по нескольким показателям, которые бывают обязательными
(например, показатель рН, конентрации растворённого кислорода и т.д.) и
необязательными.
В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяют на
классы «Таблица 1». Индексы загрязнения воды сравнивают для водных объектов
одной биогеохимической провинции и сходного типа, для одного и того же
водотока (по течению, во времени, и так далее)[20].
27
Таблица 1 - Классы качества вод в зависимости от значения индекса
загрязнения воды
Воды
Значения ИЗВ
Классы качества вод
Очень чистые
до 0,2
1
Чистые
0,2-1,0
2
Умеренно загрязненные
1,0-2,0
3
Загрязненные
2,0-4,0
4
Грязные
4,0-6,0
5
Очень грязные
6,0-10,0
6
Чрезвычайно грязные
>10,0
7
Каждому виду исследуемых организмов присвоено некоторое условное
численное
значение
индивидуального
индекса
сапробности,
отражающее
совокупность его физиолого-биохимических свойств. Для статистической
достоверности результатов необходимо, чтобы в пробе содержалось не менее
двенадцати индикаторных организмов с общим числом особей в поле наблюдения
не менее тридцати[35].
Также приведена классификация водных объектов по значению индекса
сапробностиS, которые также нормируются «Таблица 2»
Таблица 2 - Классы качества вод в зависимости от индексов сапробности
Уровень загрязненности
Зоны
Индексы
Классы
сапробности S
качества вод
Очень чистые
ксеносапробная
до 0,50
1
Чистые
олигосапробная
0,50-1,50
2
Умеренно загрязненные
a-мезосапробная
1,51-2,50
3
Тяжело загрязненные
b-мезосапробная
2,51-3,50
4
Очень тяжело загрязненные
полисапробная
3,51-4,00
5
Очень грязные
полисапробная
>4,00
6
28
ПХЗ – 10 – показатель, который используют для оценки уровня загрязнения
водного объекта в критической ситуации. Этот показатель важен для той
территории, которая подвергается загрязнению сразу несколькими веществам.
При
определении
ПХЗ-10
для
химических
веществ,
по
которым
«относительно удовлетворительный» уровень загрязнения воды определяют как
их «отсутствие», отношение с/ПДК условно принимают равным 1. для
установления ПХЗ-10 рекомендуется проводить анализ воды по максимально
возможному числу показателей[32].
29
ГЛАВА 3. МОНИТОРИНГ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД БАССЕЙНА РЕКИ
ВОЛГА
3.1.Характеристика состояния водных объектов Орловской области
3.1.1. Основные пункты наблюдения Орловской области
Наземная сеть наблюдений расположенная на территории Орловской
области,
осуществляет
выполнение
первичной
обработки
результатов
наблюдений, передачу в установленные порядки текущей, оперативной и срочной
информации.
Сеть гидрологических наблюдений на реках области состоит из 13 пунктов
наблюдений:
• р. Ока - г. Орел с 1877 г.;
• р. Орлик - г. Орел с 1979 г.;
• р. Ока - д. Вендерево с 1949 г.:
• р. Ока - д. Костомарово с 1952 г.;
• р. Крома - сл. Черкасская с 1947 г.;
• р. Цон - с. Новолуние с 1947 г.;
• р. Оптуха - с. Платоново с 1958 г.;
• р. Зуша - г. Новосиль с 1956 г.;
• р. Зуша - г. Мценск с 1932 г.:
• р. Неручь - д. Орловка с 1932 г. (1948г.);
• р. Нугрь - г. Волхов с 1948 г.;
• р. Сосна - д. Ивань 2-я с 1949 г. (1955 г.);
• р. Сосна - ел. Беломестная с 1932 г.
Гидрологические наблюдения проводятся:
- за высотой уровня воды, ежедневно в 08 и 20 час московского времени
(MB), в период половодья - в 02, 08, 14, 20 час. MB; 04, 08, 12, 16, 20, 24 час. MB,
- за температурой воды - ежедневно в 8 и 20 час MB, в период свободный
от ледяного покрова,
30
- за толщиной льда, шуги и высотой снега на льду - по пятидневкам, за
явлениями ледового режима - ежедневно в сроки измерения уровня воды,
- за распространением водной растительности, за загрязнением водоема, за
опасными явлениями погоды, ежедневно.
Согласно годовому плану на всех гидрологических постах измеряются
расходы воды и проводятся метеорологические наблюдения (за осадками,
атмосферными явлениями, снежным покровом).
5 гидрологических постов (3 поста с марта по май, 1 пост март - июль, 1
пост март - август) ведут наблюдения за твердым стоком рек: измерение расходов
взвешенных наносов, отбор проб воды на мутность, механический анализ, отбор
проб донных отложений.
Контроль качества поверхностных вод производится на 9 водных объектах,
в 14 створах:
- р. Ока, р. Орлик, р. Крома, р. Зуша, р. Неручь, р. Нугрь, р. Сосна, р. Труды,
р. Нерусса.
Отбор проб осуществляется по 2 видам программ:
- ОП - в основные гидрологические фазы,
- СПЗ - ежемесячно.
Проводятся экспедиционные наблюдения за качеством поверхностных вод,
паспортизация пунктов контроля (ежегодные уточнения данных), наблюдения за
кислотностью осадков в г. Орел.
3.1.2 Основная характеристика реки Ока
Ока - самый крупный правый приток Волги. Общая длина Оки - более 1,4
тысяч километров. Суммарная площадь бассейна Оки около 245 тыс. кв. км.
Исток реки Ока находится в селе Александровка Орловской области «Рисунок 1».
Русло реки Ока сильно извилистое. Это объясняется тем, что она протекает
по заболоченной равнине. Так же в рельефе русла реки есть много рек и ручьёв
Река течет по влажной, заболоченной, пересеченной многочисленными
речками равнине[1].
31
В реку Ока впадают около 25 рек, например, Москва, Угра, Мокша, Орлик и
т.д.
Ока – извилистая река, поэтому она протекает по большому количеству
областей
–Орловской,
Калужской,
Тульской,
Рязанской,
Московской,
Нижегородской, Владимирской. На реке Ока стоят такие крупные города как
Орёл, Серпухов, Калуга, Кашира, Ступино, Рязань, Нижний Новгород и т.д.
Ока – река с огромным хозяйственным значением. Например, здесь
происходят пассажирские перевозки от Алексина до Калуги и Серпухова. Так же
здесь проходят и транспортные суда, которые доставляют грузы в регионы
страны. Ока, в городах Алексин, Белева и т.д., используется для водоснабжения и
для различных отраслей промышленности. В последнее время эта река набирает
популярность у туристов и становится местом отдыха.
На пункте наблюдения за водными ресурсами в г. Белев происходят
наблюдения за рекой Ока. Здесь выяснили, что река замерзает в ноябре, а начало
ледохода – 31 марта. Тип питания реки – дождевое и снеговое, а летние паводки
происходят в конце июля.
В связи с протяжённостью данной реки, на берегах произрастает большое
количество растений, например, ряска, тросник, стрелолисты и т.д. Так же здесь
растут ольха, берёза, осина и другие лиственные деревья.
На прилегающей территории обитает большое количество животных,
которые характерны для данного региона. Это волки, медведи, лисы, большое
количество грызунов (мыши и крысы), насекомоядные (ежи, землеройки).
Ока – это богатая рыбой река, в которой водятся ценные виды рыб, такие
как стерлядь, осётр, белуга, из промысловых рыб – лещ, судак, плотва, карась и
многие другие. Из-за того, что загрязнения реки с каждым годом увеличивается,
происходит сокращение количества и видов рыб[25,33.43].
32
Рисунок 1 – Карта рек Орловской области
3.2. Качество поверхностных вод реки Ока
Изучение
химического
состава
поверхностных
вод
бассейна
осуществлялась на трех объектах - река Ока, река Орлик, река Зуша.
Исследования проводились по шести показателям: азот нитритный «Рисунок 2»,
БПК-5 «Рисунок 3», железо общее, медь«Рисунок 4», фенолы, ХПК «Рисунок 5»,
в течении 2015-2016 годов «Таблица 3». По результатам анализов состояния
загрязнения
поверхностных
вод
наблюдались
концентрации, превышающие ПДК «Таблица 4»
следующие
максимальные
33
Таблица 3 - Максимальные концентрации, превышающие ПДК за 2015 год
Ингредиент
Азот нитритный
Река
Концентрация
Единица
Кратность
измерения
ПДК
01.07.2015
0,071
мг/дм3
3,6
Азот нитритный
ОРЛИК 01.07.2015
0,069
мг/дм3
3,5
Азот нитритный
ЗУША
02.07.2015
0,033
мг/дм3
1,7
БПК-5
ОКА
03.03.2015
5,26
мг/дм3
2,6
БПК-5
ЗУША
13.03.2015
6,48
мг/дм3
3,2
БПК-5
ОРЛИК 01.07.2015
8,51
мг/дм3
4,3
03.03.2015
5,8
мг/дм3
5,8
Медь
ОРЛИК 13.04.2015
3,8
мг/дм3
3,8
Медь
ЗУША
09.02.2015
8,1
мг/дм3
8,1
ОКА
13.04.2015
0,002
мг/дм3
2,0
Фенолы
ОРЛИК 03.03.2015
0,005
мг/дм3
5,0
Фенолы
ЗУША
04.03.2015
0,003
мг/дм3
3,0
ХПК
ОКА
13.04.2015
34,8
мг/дм3
2,3
ХПК
ЗУША
13.03.2015
27,8
мг/дм3
1,9
ХПК
ОРЛИК 01.07.2015
60,7
мг/дм3
4,0
03.03.2015
0,490
мг/дм3
4,9
Железо общее
ОРЛИК 03.03.2015
0,443
мг/дм3
4,4
Железо общее
ЗУША
0,315
мг/дм3
3,2
Медь
Фенолы
Железо общее
ОКА
Дата
ОКА
ОКА
13.03.2015
34
Таблица 4- Максимальные концентрации, превышающие ПДК за 2016 год
Ингредиент
Азот
Река
Дата
Концентрация
Единица
Кратность
измерения
ПДК
ОКА
04.07.2016
0,054
мг/дм3
2,7
ОРЛИК
04.07.2016
0,053
мг/дм3
2,7
ЗУША
05.07.2016
0,029
мг/дм3
1,5
БПК-5
ОКА
01.12.2016
5,45
мг/дм3
2,7
БПК-5
ЗУША
14.03.2016
4,66
мг/дм3
2,3
БПК-5
ОРЛИК 04.07.2016
4,97
мг/дм3
2,5
12.01.2016
4,9
мг/дм3
4,9
Медь
ОРЛИК 10.05.2016
3,3
мг/дм3
3,3
Медь
ЗУША
14.03.2016
3,2
мг/дм3
3,2
ОКА
05.03.2016
0,004
мг/дм3
4,0
Фенолы
ОРЛИК 10.05.2016
0,002
мг/дм3
2,0
Фенолы
ЗУША
04.02.2016
0,002
мг/дм3
2,0
ХПК
ОКА
01.09.2016
37,6
мг/дм3
2,5
ХПК
ЗУША
14.03.2016
37,9
мг/дм3
2,5
ХПК
ОРЛИК 05.03.2016
26,3
мг/дм3
1,8
05.03.2016
0,277
мг/дм3
2,8
Железо общее
ОРЛИК 05.03.2016
0,368
мг/дм3
3,7
Железо общее
ЗУША
0,216
мг/дм3
2,2
нитритный
Азот
нитритный
Азот
нитритный
Медь
Фенолы
Железо общее
ОКА
ОКА
03.03.2016
35
Рисунок 2– Концентрация азота нитритного в поверхностных водах
Рисунок 3– Концентрация БПК-5 в поверхностных водах
36
Рисунок 4 – Концентрация меди в поверхностных водах
Рисунок 5– Концентрация ХПК в поверхностных водах
Исследования показали, что концентрация фенолов за 2015-2016 г.г. не
было изменений, но происходит снижение содержания азота нитритного в трех
исследуемых водных объектах.
37
По всем водным объектам концентрация БПК-5 и ХПК изменились.
Небольшое увеличение концентраций БПК-5 наблюдается
в р. Зуша и
увеличение концентрации в р. Орлик. Показатель концентрации ХПК для р.р. Ока
и Зуша незначительно повышается, а для р. Орлик - снижается.
Концентрация содержания меди
в поверхностных водах снижается,
особенно на реке Зуша.
Установлено, что чем больше в воде содержится органических веществ, тем
больше требуется кислорода для их окисления, т.е. тем выше показатель БПК и
ХПК.
Органические вещества, в естестественных условиях, разлагаются при
помощи бактерий в процессе аэробного биохимического окисления. Для этого
процесса необходим кислород, который должен быть растворён в воде. На
биохимическое
окисление
расходуется
много
кислорода,
поэтому,
если
органические вещества содержатся в больших количествах, то его не хватает для
организмов вод. Наличие веществ, тормозящих биохимические процессы,
снижает его. Высокие показатели БПК и ХПК указывают на загрязнение
природных вод.
Медь преимущественно попадает в источники водоснабжения со стоками
промышленных вод. Медь может также попадать при коррозии соответственно
оцинкованных и медных водопроводных труб из-за повышенного содержания
агрессивной углекислоты.
На
качество
водного
объекта
отрицательное
влияние
оказывают
сбрасываемые сточные воды предприятие водоснабжение и водоотведения г.
Орла МПП ВКХ «Орелводоканал», ЗАО «Сахарный комбинат «Отрадинский».
Стоки проходят очистку через очистные сооружения, часто находящиеся в
недостаточно удовлетворительном состоянии.
Максимальные концентрации загрязняющих веществ были зафиксированы
в основном в период весеннего паводка. Наибольшее количество наблюдалось в
водах рек Ока и Орлик.
38
Состояние поверхностных вод оценивается по различным химическим и
физико-химическим показателям.
Для
оценки
опасных
уровней
загрязнения
водоемов
используется
суммарный показатель индекса загрязненности воды (ИЗВ), определяемый по 6
ПДК веществам.
Экологическую оценку состояния поверхностных вод бассейна реки Ока
проводили по следующим химическим веществам азот нитритный, БПК – 5,
железо общее, медь, фенолы и ХПК.
Расчет индекса показателя загрязненности воды показал, что за 2015-2016
года
вода остается загрязненной. Причем максимальный показатель ИЗВ
наблюдается для реки Оки в 2016 году, а минимальный - в 2015 году для реки
Зуша, в 2016 году – р. Орлик. (Таблица 5).
Таблица 5– Показатели индекса загрязненности поверхностных вод
ИЗВ
2015
2016
р. Ока
3
3,5
р. Орлик
3
2,9
р. Зуша
2,9
3
Максимальное значение наблюдается в водах реки Ока, вероятно это можно
объяснить тем, что она находится в черте города где расположены частные жилые
секторы и дачные поселки, в основном загрязняется веществами бытового
происхождения.
Воды Орловской области по качеству характеризуются как «загрязненные».
Непосредственными причинами загрязнения водных объектов являются сброс
недостаточно очищенных коммунально-бытовых сточных вод, диффузные
источники загрязнения (преимущественно в половодье), объекты размещения
отходов.
Поэтому необходимо совершенствовать системы очистки промышленных, и
коммунально-бытовых сточных вод и разработать новые технологические
решения, обеспечивающие высокое и стабильное качество очистки вод:
39
реконструировать
очистные
сооружений
и
водопроводы
центрального
водоснабжения. Строго соблюдать регламент землепользования и, самое важное,
повышать общую культуру водопользования
40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Вода - это ценный природный компонент, который не защищён от
негативных воздействий. Она является возобновляемым, но ограниченным
природным ресурсом. Для того, чтобы население, животные и растительность
существовали благополучно, проводятсяводоохранные мероприятия.
Основными факторами, которые обуславливают загрязнение и истощение
водных
ресурсов,
являются
сельскохозяйственное
производство,
процесс
урбанизации, интенсивное увеличение населения, а так же стремительный рост
промышленности. Это касается полностью Российскую Федерацию, а так же и
отдельные регионы - например, Орловскую область.
Основными источниками загрязнения поверхностных вод Орловской
области
являются
сточные
воды
промышленных
предприятий,
сельскохозяйственными стоками, ЖКХ, очистные сооружения.
Исследования, проведенные
в 2015-2016 гг. показывают уровень
загрязнения поверхностных вод как загрязненные.
Основной причиной неудовлетворительного качества поверхностных вод
области является отсутствие или неудовлетворительное состояние очистных
сооружений, что приводит к сбору сточных вод в водоемы или загрязнение
почвы, с последующим загрязнением водных объектов.
Основные вещества, загрязняющие поверхностные воды р. Ока, р. Зуша и
р. Орлик являются: медь, БПК - 5, ХПК.
В целях улучшения качества поверхностных вод необходимо продолжить
строительство
очистных
сооружений
и
реконструировать
водопроводы
центрального водоснабжения.
Экологическая ситуация в регионе может быть стабилизирована и улучшена
только за счет разработки комплекса радикальных политических, социальноэкономических, технологических, законодательных и иных мер, в которых
должно быть заинтересовано все общество.
41
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Абрамович, С.Ф. Тенденции развития водоснабжения городов за рубежом:
учебное пособие / С.Ф. Абрамович, Я.Д. Раппорт – М.: ВНИИИС, 1987. - 201с.
2.Алферова, А.А. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных
предприятий, комплексов и районов: учебник / А.А. Алфёрова, А.П. Нечаев – М.:
Стройиздат, 1987. - 97с.
3.Банников, А.Г. Охрана природы: учебное пособие / А.Г. Банников, А.К.
Рустамов, А.А, Вакулин – М.: Агропромиздат, 1987. - 134с.
4.Беспамятнов, Г.П. Предельно допустимые концентрации химических
веществ в окружающей среде: учебное пособие / Г.П. Беспамятнов, Ю.А, Кротов
– Л.: Химия, 1985. – 528 с.
5.Болотина О.Т. Методика технологического контроля работы очистных
сооружений городских канализаций: учебное пособие / О.Т. Болотина. – М.:
Стройиздат, 1977. - 303 с.
6.Воронов, Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод: учебное пособие /
Ю.В. Воронов, С.В. Яковлев – М.: Ассоциация строительных ВУЗов, 2006. – 704
с.
7.Гавич, И.К. Методы охраны внутренних вод от загрязнения и истощения:
учебник / И.К. Гавич. – М.: Агропромиздат, 1985. – 213с.
8.Гарин, В. М. Экология для технических вузов. Серия «Высшее
образование»: учебник / В.М. Гарин, И.А, Клёнова, В.И. Колесников - Ростов н/Д:
Феникс, 2003. – 384 с.
9.Голицын,
А.Н. Промышленная экология и мониторинг загрязнения
природной среды: учебник / А.Н. Голицын – М.: Издательство Оникс, 2007. –
336с.
10.Громов, Б.В. Проблемы развития безотходных производств: учебник /
Б.В. Громов, Б.Н. Ласкорин – М.: Стройиздат, 1985. – 256 с.
11.Евилович, А.З. Утилизация осадков сточных вод: учебник / А.З.
Евилович - М.: Стройиздат, 1989. - 134с.
42
12.Емельянов, А.Г. Основы природопользования: учебник для студ. вузов/
А.Г. Емельянов – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 304 с.
13.Жуков, А.И. Методы очистки производственных сточных вод: учебное
пособие / А.И. Жуков, И.Л, Монгайт, И.Д. Родзиллер – М.: Стройиздат, 1977. –
204 с.
14.Игнатов, В.Г. Экология и экономика природопользования: учебное
пособие / В.Г. Игнатов, А.В. Кокин – Ростов н/Д: Феникс, 2003. - 29с.
15.Калицун, В.И. Водоотводящие системы и сооружения: Учебное пособие
для вузов по специальности «Водоснабжение и канализация» и «Рациональное
использование водных ресурсов и обезвоживание промышленных стоков» / В.И.
Калицун. – М. :Стройиздат, 1987. – 336 с.
16.Карелин, Я.А. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов:
учебное пособие / Я.А. Карелин, И.А. Попова, Л.А. Евсеева – М., Стройиздат,
1982. – 184 с.
17.Калыгин, А.В. Промышленная экология: учебное пособие для студентов
высших учебных заведений / Калыгин В.Г. – М.: Издательский центр «Академия»,
2004. – 432 с.
18.Коробкин, В.И. Экология:учебник/ В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. Ростов н/Д: Феникс, М.: ИЦК «МарТ», Ростов н/Д Издательский центр «МарТ»,
2007. - 602с.
19.Королёв, В.А. Очистка грунтов от загрязнений: учебник/ В.А. Королёв. М., МАИК Наука/ Интерпериодика, 2001. - 365с.
20.Кривошеин, Д.А.Экология и безопасность жизнедеятельности: учебное
пособие для вузов / Д.А. Кривошеин, Л.А. Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред.
Л.А. Муравья. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. – 447с.
21.Ксенофонтов, Б. С. Проблемы очистки вод: учебник / Б.С. Ксенофонтов.
– М.: Знание, 1991. - 174с.
22.Ливчак, И. Ф. Охрана окружающей среды: учебное пособие / И.Ф.
Ливчак, Ю.Ф. Воронов. – М.: Колос, 1995. - 87с.
43
23.Львович, А.И. Защита вод от загрязнения: учебник/ А.И. Львович. - Л.,
Гидрометеоиздат, 1977. - 345с.
24.Львович, М.И. Вода и жизнь: Водные ресурсы, ихтеобразование и
охрана: учебное пособие/ М.И. Львович. - М.: Мир, 1986. - 213с.
25.Небел Б. Наука об окружающей среде: учебник / Б. Небель. – М.: Мир,
1993. – 424с.
26.Никитин, Д.П. Окружающая среда и человек: учебное пособие для
студентов вузов / Д.П, Никитин, Ю.В. Новиков. – М.: Высшая школа, 1980. – 424
с.
27.Николадзе, Г. И. Технология очистки природных вод: учебное пособие /
Г.И. Николадзе. – М.: Высшая школа , 1987. – 479 с.
28.Петров, К.М. Общая экология: Взаимодействие общества и природы:
Учебное пособие для вузов / К.М. Петров. – СПб: Химия, 1998. – 352 с., ил.
29.Попов, А. М. Природоохранные сооружения: учебник / А.М. Попов, И.С.
Румянцев. – М.: Колос, 2005. — 520 с.
30.Протасова, В.Ф. Экология, здоровье и природопользование в России:
учебное пособие / В.Ф. Протасова. - М., МАИК Наука/ Интерпериодика,2005. 143с.
31.Роев, Г.А. Очистные сооружения. Охрана окружающей среды: учебник /
Г.А. Роев. – М., Недра, 1993. – 287 с.
32.Роев, Г.А., Юфин В.А. Очистка сточных вод и вторичное использование
нефтепродуктов: учебное пособие / Г.А. Роев, В.А, Юфин. – М., Недра, 1987. –
224 с.
33.Родионов, А.И. Техника защиты окружающей среды: учебник для вузов /
А.И. Родионов, В.Н. Клушин, Н.С. Торочешников. - 2-е изд., перераб. и доп. – М.:
Химия, 1989. – 512с.
34.Сергеев, М. Т. Рациональное использование и охрана окружающей
среды: учебное пособие / М.Т. Сергеев, Г.Л. Кофф. – М.: ЮНИТИ, 2003. – 435 с.
35.Cтадницкий, Г. В. Экология: учебник / Г.В. Стадницкий, А.И, Родионов.
– М.: Высшая школа , 1988 . – 278 с.
44
36.Туровский, И.С. Обработка осадков сточных вод: учебное пособие / И.С.
Туровский. – М.: Стройиздат, 1982. – 223 с.
37.Тягунова, Г.В.Экология: учебник / Г.В. Тягунова, Ю.Г. Ярошенко. – М.:
Интермет Инжиниринг, 2000. – 300 с.
38.Фелленберг, Г. Загрязнение природной среды: учебник/Г. Фелленберг. М.: Мир, 1997. - 232 с.
39.Юшманов, О.Л. Комплексное использование и охрана водных ресурсов:
учебное пособие / Юшманов О.Л., Шабанов В.В., Галямина И.Г. и др. – М.:
Агропромиздат, 1985. – 303 .
40. ГОСТ 17.1.1.01-77. «Использование и охрана вод. Основные термины и
определения» – М.: 1977. – 10 с.
41.Методические указания по применению Правил охраны поверхностных
вод от загрязнения сточными водами – М. – Харьков: Минводхоз СССР, 1982. –
33 с.
42.Укрупнённые нормы водопотребления и водоотведения для различных
отраслей промышленности. – М.; Стройиздат, 1978. – 590 с.
43.Влияние солей на водные ресурсы: [Электронный ресурс].Режим
доступа: http://www.bestreferat.ru - Дата доступа - 29.02.2017.
44.Загрязнители
воды:
[Электронный
ресурс].
Режим
доступа:
http://edu.greensail.ru/encyclopedia/poluting/index.shtml- Дата доступа - 29.10.2016.
45.Источник загрязнения: [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://dic.academic.ru/dic.nsf/eng_rus/111653 - Дата доступа - 25.11.2016.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа