Природных вод

 

Наблюдения за химическим составом природных вод в нашей стране стали выполняться в системе гидрометслужбы СССР с 1936 г., а, начиная с 1964 г., сеть приступила к наблюдениям за состоянием качества поверхностных вод. С созданием единой государственной службы экологического мониторинга (ЕГСЭМ) наблюдения за качеством поверхностных вод вступили в следующий, качественно новый этап – этап систематического контроля за загрязнением вод по физическим, химическим и гидробиологическим показателям.

Основные задачи выполняемых в рамках ЕГСЭМ наблюдений качества поверхностных вод следующие:

· систематическое получение как отдельных, так и обобщенных во времени и пространстве данных о качестве воды;

· обеспечение заинтересованных организаций систематической информацией о качестве воды водоемов и водотоков и экстренной информацией о резких изменениях загрязненности воды.

Основным принципом организации наблюдений является их комплексность, которая предусматривает согласованную программу работ по гидрохимии, гидрологии и гидробиологии, т.е. наблюдения за качеством воды по физическим, химическим, гидробиологическим показателям и проведение сопутствующих микробиологических работ. Необходимым условием является также синхронность всех систем наблюдений, систематичность и согласованность сроков проведения наблюдений.

Наиболее важным этапом организации работ по наблюдению за загрязнением поверхностных вод является выбор местоположения пункта наблюдений. Под пунктом наблюдений качества поверхностных вод следует понимать место на водоеме или водотоке, в котором производится комплекс работ для получения данных о качестве воды. Пункты наблюдений организуются, в первую очередь, на водоемах и водотоках, имеющих большое народно-хозяйственное значение, а также подверженных значительному загрязнению сточными водами предприятий энергетики и промышленности, хозяйственно-бытовыми стоками, а также стоками с сельскохозяйственных угодий и животноводческих комплексов. На водных объектах с незначительным загрязнением создаются пункты для фоновых наблюдений за содержанием загрязняющих веществ в природных объектах.

Пункты наблюдений качества водоемов и водотоков подразделяются на четыре категории. Категории пунктов и их расположение определяются в установленном порядке с учетом комплекса факторов: народно-хозяйственного значения водного объекта, качества воды, размера и объема водоема, размера и водности водотока, данных о режимах (водный, ледовый, термический), физико-геогра­фических признаках. Кроме того, при размещении пунктов наблюдений следует учитывать состояние и перспективы использования водоема или водотока на основании предварительных обследований. Предварительные обследования на участках водоемов и водотоков являются важным этапом в организации пунктов наблюдений, так как определяют направление дальнейших работ в пункте. Цели предварительных обследований:

· определение состояния водного объекта, сбор и анализ сведений о водопользователях, выявление источников загрязнения, количества, состава и режима сбросов сточных вод в водоем или водоток;

· определение расположения пунктов наблюдений, створов наблюдений, вертикалей и горизонтов в них;

· установление характеристик для данного водоема или водотока загрязняющих веществ и биотопов;

· составление программы работ.

На основе имеющихся материалов составляют карты-схемы водоема, водотока или их частей, где отмечаются источники загрязнения и места сброса сточных вод. Затем выбирают местоположение пунктов и створов наблюдений и выполняют обследование водоема или водотока, во время которого исследуются источники загрязнения (место, характер, режим сброса сточных вод, их количество и состав), а также отбираются пробы воды для определения их гидрохимических и гидробиологических показателей с целью выявления характерных для данного пункта загрязняющих веществ.

Количество и местоположение пунктов наблюдения за качеством вод водотоков и водоемов должны обеспечить получение информации, необходимой для выполнения задач, поставленных перед сетью ЕГСЭМ. Пункты наблюдений включают один или несколько створов. Под створом пункта наблюдений следует понимать условное поперечное сечение водоема или водотока, в котором производится комплекс работ для получения данных о качестве воды. Створы наблюдений размещают с учетом гидрометеорологических условий и морфологических особенностей водоема или водотока, расположения источников загрязнения, объема и состава сбрасываемых сточных вод и интересов водопользователей.

При наблюдении качества вод всего водоема устанавливают не менее трех створов, по возможности равномерно распределенных по его акватории с учетом береговой линии. При наблюдении по отдельным участкам водоема створы располагаются следующим образом:

· на водоемах с интенсивным водообменом один створ выше источника загрязнения и вне зоны его влияния, и не менее двух ниже источника загрязнения или ниже последнего по течению из группы источников загрязнения на расстоянии 0,5 км от места сброса сточных вод и непосредственно за границей зоны загрязнения;

· на водоемах с умеренным и замедленным водообменом один створ вне зоны влияния источника или группы источников загрязнения, второй совмещают с местом сброса сточных вод, и не менее двух располагают параллельно второму по обе его стороны на расстоянии 0,5 км от места сброса сточных вод и непосредственно за границей зоны загрязненности.

На водотоках, где отсутствует организованный сброс сточных вод, по одному створу устанавливают в устьях загрязненных притоков, на незагрязненных участках водотоков, на предплотинных участках рек, на замыкающих участках рек, в местах пересечения государственной границы РФ. Два створа и более устанавливают на водотоках при наличии организованного сброса сточных вод. Один из них располагают на расстоянии 1 км выше источника загрязнения и вне зоны его влияния, другие ниже источника загрязнения или последнего по течению из группы источников загрязнения в следующих местах:

· в месте достаточно полного (не менее 80 %) смешения сточных вод с водами водотока; при невозможности отбора проб в створе полного смешения допускается отбор проб в створе, расположенном ближе к источнику загрязнения;

· в месте, определяемом в установленном порядке, но не далее 0,5 км от сброса сточных вод при отсутствии рассеивающего выпуска для объектов рыбохозяйственного водопользования.

При наличии на водотоке нескольких рукавов створы располагают на тех из них, где наблюдаются небольшие расходы воды и нарушения норм качества воды.

Местоположение вертикалей и количество горизонтов в каждом створе зависят от характера сбросов, особенностей течения водотока, условий рельефа дна.

Под вертикалью створа следует понимать условную отвесную линию от поверхности воды (или льда) до дна водоема или водотока, на которой выполняют работы для получения данных о показателях качества воды. Количество вертикалей в створе на водоемах определяется шириной зоны загрязнения с учетом условий смешения вод водотока со сточными водами, а также с водами притоков. Первую вертикаль располагают на расстоянии не более 0,5 км от берега или от места сброса сточных вод, последнюю – непосредственно за границей зоны загрязнения. При неоднородном химическом составе воды в створе устанавливается не менее трех вертикалей (на стрежне и на расстоянии 3-5 км от берегов), при однородном химическом составе одна вертикаль на стрежне водотока.

Под горизонтом створа следует понимать место на вертикали (по глубине), на котором производят комплекс работ для получения данных о показателях качества воды. Количество горизонтов на вертикали зависит от глубины водного объекта следующим образом:

· при глубине до 5 м - один горизонт (летом в 30 см от поверхности воды, зимой у нижней поверхности льда);

· при глубине от 5 до 10 м - два горизонта (у поверхности и у дна на расстоянии 0,5 м от дна);

· при глубине более 10 м - три горизонта (на поверхности, на половине глубины водного объекта и у дна);

· при глубине более 100 м - шесть горизонтов (у поверхности, на глубинах 10, 20, 50, 100 м и у дна). Кроме того, устанавливают дополнительные горизонты в каждом слое скачка плотности.

Состав и объем гидрологических и гидрохимических работ в пунктах наблюдений должны отвечать задачам наблюдений и удовлетворять требованиям заинтересованных народно-хозяй­ственных органов об информации о качестве вод водотоков и водоемов. Перечень определяемых показателей качества воды водоемов и водотоков устанавливают с учетом целевого использования сточных вод, состава сбрасываемых сточных вод, требований потребителей информации. Все это обусловливает различие программ наблюдений. Выделяют обычно четыре вида программ: обязательную (ОП) и три сокращенных (ПС1, ПС2 и ПС3). Выбор программы и периодичности наблюдений зависит от категории пункта наблюдений.

Состав показателей гидрологических наблюдений следующий:

· расход воды, скорость течения при опорных измерениях расхода на водотоках или уровень воды на водоемах (ОП и ПС3);

· расход воды на водотоках или уровень воды на водоемах (ПС1 и ПС2).

Комплекс гидрохимических наблюдений включает определение следующих показателей:

Программа	Показатели
ОП	Визуальные наблюдения
	Температура, цветность, прозрачность, запах
	Концентрация растворенных в воде газов (кислорода, диоксида углерода)
	Концентрация взвешенных веществ
	Водородный показатель рН
	Окислительно-восстановительный потенциал Eh. Концентрация главных ионов (хлоридных, сульфатных, гидрокарбонатных, кальция, магния, натрия, калия, сумма ионов)
	Химическое потребление кислорода. Биохимическое потребление кислорода за 5 суток (БПК5)
	Концентрация биогенных элементов (аммонийных, нитритных и нитратных ионов, фосфатов, железа общего, кремния)
	Концентрация широко распространенных загрязняющих веществ (нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, летучих фенолов, пестицидов и соединений металлов)
ПС1	Визуальные наблюдения
	Температура
	Концентрация растворенного кислорода
	Удельная элетропроводность
ПС2	Визуальные наблюдения
	Температура
	Водородный показатель рН
	Удельная электропроводность
	Концентрация взвешенных веществ. Химическое потребление кислорода. БПК5
	Концентрация двух-трех загрязняющих веществ, основных для воды в данном пункте
ПС3	Визуальные наблюдения
	Температура
	Водородный показатель рН
	Концентрация взвешенных веществ. Концентрация растворенного кислорода. Химическое потребление кислорода. БПК5
	Концентрация всех загрязняющих воду в данном пункте наблюдений веществ
_____________________________ Примечание. При наличии ниже источника загрязнения нескольких створов концентрация главных ионов измеряется только в первом после сброса сточных вод створе.

 

В пунктах наблюдений I категории наблюдения проводятся ежедневно в первом створе после сброса сточных вод. Кроме того, в этом же створе обязателен ежедневный отбор проб в объеме не менее 5 л. Пробы хранятся в течение 5 суток на случай необходимости проведения гидрохимического анализа при чрезвычайных обстоятельствах (замор, гибель рыбы, аварийные сбросы загрязняющих веществ). Отбор проб производится ежедекадно (по ПС2), ежемесячно (по ПС3) и в основные фазы водного режима (по ОП). В пунктах II категории наблюдения по гидрологическим и гидрохимическим показателям проводятся ежедневно (визуальные наблюдения), ежедекадно (по ПС1), ежемесячно (по ПС3) и в основные фазы водного режима (по ОП). В пунктах III категории наблюдения проводятся ежемесячно (по ПС3) и в основные фазы водного режима (по ОП). В пунктах IV категории наблюдения по гидрологическим и гидрохимическим показателям осуществляются в основные фазы водного режима (по ОП).

При наблюдениях по обязательной программе для большинства водотоков отбор проб воды производится семь раз в год: во время половодья (на подъеме, пике и спаде), летней межени (при наименьшем расходе и при прохождении дождевого паводка), осенью перед ледоставом, во время зимней межени.

Количество отбираемых для анализа проб воды в течение года по обязательной программе зависит от особенностей водного режима отдельных водотоков:

· на водотоках с длительным половодьем (больше месяца) - восемь (на подъеме, пике, в начале и конце спада половодья);

· на водотоках, характеризующихся паводочным режимом, - не менее восьми;

· на водотоках с устойчивой летней меженью и слабо выраженным осенним подъемом воды - пять-шесть;

· на временных водотоках - более трех-четырех;

· на водотоках в горных районах в зависимости от типа водотока - от четырех до одиннадцати.

Наблюдения по гидрологическим и гидрохимическим показателям на водоемах проводятся зимой при наиболее низком уровне и наибольшей толщине льда, в начале весеннего и в период максимального наполнения водоема, при наиболее низком уровне в летне-осенний период.

При наблюдениях за загрязнением воды водотоков и водоемов на основании сведений об источниках загрязнения и результатах анализа проб воды, отобранной во время предварительных исследований, выявляют характерные для них загрязняющие вещества, и затем включают их в программу наблюдений. Для получения данных о качестве воды вне пунктов наблюдений проводятся экспедиционные обследования. Как правило, такие обследования осуществляются для получения информации о качестве воды при чрезвычайных обстоятельствах и ситуациях, при обследовании водных объектов для уточнения расположения пунктов и створов контроля и программы работ. Помимо этого, экспедиционные работы проводятся, если пункт наблюдений не обеспечен наблюдателем.

отбор проб воды для химического анализа поверхностных вод проводят в гидрохимических (гидрологических) створах на стрежне потока с горизонта 0,2-0,5 м от поверхности воды эмалированным ведром емкостью 10 л. Из батометра или ведра водой наполняют сосуды для определения рН, содержания в воде кислорода, диоксида углерода, фиксируют растворенный в воде кислород для дальнейшего химического анализа в лаборатории, а также наполняют водой склянки с притертыми пробками (через сифон, пропустив перед закрытием склянки не менее трех объемов воды) для определения БПК₅. Пробы для определения концентрации нефтепродуктов, фенолов, СПАВ, тяжелых металлов, пестицидов отбирают в отдельные бутылки.

Отбор проб воды для определения содержания пестицидов производят из придонного слоя бутылочным батометром (на глубине до 3 м) или батометром Молчанова (на глубине более 3 м) в объеме 1 л.

В зимнее время при температуре воздуха ниже 0 °С отобранную пробу воды сразу же после измерения температуры переносят в теплое помещение, где производят анализ «первого дня».

Объем пробы воды для химического анализа с каждого створа не менее 7-8 л. Для пересылки проб воды используется полиэтиленовая и стеклянная посуда. В целях сохранности бутылок при транспортировке необходимо не доливать воду до пробки на 1-2 см.