Управління якістю поверхневих водойм на прикладі басейну річки Ворскла

Таблиця 2.3. Критерії якості води для зрошення (Канада)

2.7 Критерії якості води для забезпечення потреб тваринництва

Незадовільна якість води може негативно впливати на поголів'я худоби, викликаючи її загибель, хвороби або зниження оптимального росту тварин. До числа найважливіших параметрів належать нітрати, сульфати, загальний об'єм розчинених твердих речовин, ряд металів і такі органічні мікрозабруднювачі, як пестициди. Береться до уваги також наявність у воді синьо-зелених водоростей та патогенних речовин.

Критерії якості питної води для тварин враховують вид тварин, добову норму споживання води для кожного виду, хімічні елементи, що додаються до корму тварин для швидкого зростання ваги і зменшення імовірності захворювання. Враховують також інформацію про токсичність конкретних речовин для різних видів. Якщо вода, що споживається тваринами, містить підвищену концентрацію елементів, то необхідно внести корективи в раціон харчування тварин для запобігання будь-якої токсичної дії тих чи інших елементів.

2.8 Критерії якості води для рибогосподарських цілей

Критерії якості води для рибогосподарських цілей направлені на недопущення біоакумуляції забруднювачів через послідовні ланки харчового ланцюга, що може зробити рибу непридатною для її споживання людиною.

Відповідно до вимог Правил охорони поверхневих вод (1991 p.), які ще діють на території України, встановлюється, що до рибогосподарського водокористування відноситься використання водних об'єктів для мешкання, розмноження і міграції риб та інших водних організмів.

Рибогосподарські водні об'єкти поділяються на три категорії:

а) вища категорія (місця розміщення нерестилищ, масового нагулу та зимувальних ям особливо цінних та цінних видів риб та інших промислових водних організмів, а також охоронні зони господарств будь-якого типу для штучного розведення та вирощування риб, інших водних тварин та рослин);

б) перша категорія (водні об'єкти для збереження і відтворення цінних видів риб, що мають високу чутливість до вмісту кисню);

в) друга категорія (водні об'єкти, що використовуються для інших рибогосподарських цілей).

Склад і властивості води рибогосподарських водойм повинні відповідати (не перевищувати) спеціальним критеріям (табл.2.4).

Таблиця 2.4. Загальні вимоги до складу і властивостей води водних об'єктів, що використовуються для рибогосподарських цілей

У країнах Європейського економічного співтовариства стосовно якості прісних вод, які потребують захисту чи поліпшення, для підтримки сприятливих умов для життя риб діють нормативні вимоги Директиви Ради ЄЕС № 78/659 від 18 липня 1978 року (табл.2.5).

Таблиця 2.5. Нормативи якості води рибогосподарських водойм, що діють у країнах ЄЕС

За наявності двох чи більше шкідливих речовин ефекти їх спільної дії (адитивні, синергетичні чи антагоністичні ефекти) можуть бути значними. Тому не виключається врахування інших параметрів якості води, які тут не наведені.

У табл.2.6, 2.7 наведено гранично допустимі концентрації загального цинку та розчиненої міді у воді рибогосподарських водойм, встановлені залежно від жорсткості води.

Таблиця 2.6. Гранично допустимі концентрації загального цинку, мг/дм³, для різних значень жорсткості води

Таблиця 2.7. Гранично допустимі концентрації розчиненої міді, мг/дм³, для різних значень жорсткості води

2.10 Екологічні критерії якості води

Водні системи складаються із біогенних популяцій та фізичних і хімічних компонентів. У водних екосистемах відбувається складна взаємодія фізичного і біохімічного циклів. Антропогенні стреси, такі як скид у воду хімікатів, можуть негативно подіяти на багато видів водної флори і фауни, існування яких залежить як від абіотичних умов, так і від біотичних.

Останнім часом у рамках концепції екосистемного підходу до управління водними ресурсами робилися спроби розробити критерії, які б описували небезпечні умови існування водних екосистем. Окрім традиційних критеріїв, що стосуються концентрації забруднюючих речовин і вмісту кисню, нові критерії намагаються описати стан присутніх в екосистемах видів і структуру та функцію екосистем в цілому.

Розділ 3. Оцінка і класифікація якості води

Оцінка і класифікація якості води базується на системі контрольних показників, з якими порівнюється якість досліджуваної води. Контрольна база повинна якомога повніше описувати природній стан водного об'єкта або основні вимоги до якості води при різних видах її використання. Найчастіше для цього використовуються критерії якості води.

Існують одиничні, опосередковані (непрямі) та комплексні оцінки забрудненості поверхневих вод за гідрохімічними показниками. Одиничні і опосередковані оцінки вже давно стали традиційними. Необхідність більш об'єктивної оцінки якості води викликала появу комплексних оцінок.

Комплексна оцінка забрудненості поверхневих вод - це уявлення про міру її забруднення або про її якість, що виражена через ту чи іншу систему показників або через обмежену сукупність характеристик складу і властивостей води, які порівнюються з критеріями якості води чи нормативами для певного виду водокористування чи водоспоживання.

Комплексні оцінки якості води повинні відповідати таким вимогам:

мати фізичну суть, бути не складними у визначенні, логічно зрозумілими;

мати універсальний характер, тобто повинні підходити для їх використання при оцінці якості води різних водних об'єктів;

мати максимальну інформативність, тобто мінімальна кількість показників, що використовується, повинна забезпечити максимально повну і надійну оцінку забрудненості поверхневих вод;

бути зіставними між собою в межах однієї території водного басейну чи його ділянки;

5) піддаватися автоматизованій обробці і накопиченню.

Коефіцієнти забрудненості води являють собою найбільш абстрактні показники, що найчастіше враховують невелике число елементів складного об'єму комплексного оцінювання. Застосовуються коефіцієнти забрудненості води, комплексності забруднення води, модульний коефіцієнт виносу забруднюючих речовин, показники відносної іривалості і відносних об'ємів забрудненого і чистого стоку.

Найбільш інформативні індекси забрудненості або якості води. Індекс якості води - це узагальнена чисельна оцінка якості води за сукупністю основних показників і видами водокористування. Індекси - це формалізовані показники забрудненості води, що узагальнюють більш широкі групи натуральних показників, враховують різні сторони водного об'єкта.

Сучасні комплексні оцінки забрудненості поверхневих вод являють собою досить різнорідну систему методів оцінки різного ступеня формалізації. Різноманітність методів оцінки забрудненості поверхневих вод обумовлено різними рівнями дослідження водних об'єктів, цілями і задачами оцінки якості води, різноманіттям позицій, з яких ведеться оцінка.

Загальноприйнятого методу комплексної оцінки забрудненості поверхневих вод не існує Тому із великої кількості таких методів повинен бути вибраний той, що краще за інші відповідає поставленим цілям і завданням досліджень.

3.1 Розрахунок індексу забрудненості води

Ця методика оцінки якості води за комплексним показником - індексом забрудненості води (ІЗВ) - була рекомендована для використання підрозділам Держкомгідромету. Це одна із найпростіших методик комплексної оцінки якості води.

Розрахунок ІЗВ проводиться за обмеженим числом інгредієнтів. Визначається середнє арифметичне значення результатів хімічних аналізів по кожному з таких показників: азот амонійний, азот нітрит-ний, нафтопродукти, феноли, розчинений кисень, біохімічне споживання кисню (БСК₅). Знайдене середнє арифметичне значення кожного з показників порівнюється з їх гранично допустимими концентраціями. При цьому у випадку розчиненого кисню величина гранично допустимої концентрації ділиться на знайдене середнє значення концентрації кисню, тоді як для інших показників це робиться навпаки.

ІЗВ розраховується за формулою

де Сі - середня концентрація одного із шести показників якості води; ГДК - гранично допустима концентрація кожного з шести показників якості води.

За величинами розрахованих ІЗВ виконується оцінка якості води, при цьому виділяються такі класи якості води:

I - дуже чиста (ІЗВ < 0,3);

II - чиста (0,3 < ІЗВ < 1);

ІІІ - помірно забруднена (1 < ІЗВ < 2,5);

IV - забруднена (2,5 < ІЗВ < 4);

V - брудна (4 < ІЗВ < 6);

VI - дуже брудна (6 < ІЗВ < 10);

VII - надзвичайно брудна (ІЗВ > 10).

3.2 Оцінка якості поверхневих вод суші за гідрохімічними показниками (методика Гідрохімічного інституту)

Методи і способи оцінки якості поверхневих вод та ступеня їх забрудненості за гідрохімічними показниками численні і різноманітні. Це обумовлено завданнями оцінки, кількістю та якістю вихідної інформації, способами узагальнення аналітичного матеріалу та цілим рядом інших факторів.

Гідрохімічним інститутом Держкомгідромету колишнього СРСР розроблено один з можливих методів оцінки якості води водних об'єктів за гідрохімічними показниками [8], який широко застосовується при проведенні досліджень якості води, в тому числі в Україні.

Головна мета методу полягає в одержанні оцінки якості води і проведенні на її основі класифікації води за ступенем придатності для основних видів водоспоживання. Принципову основу методу складає поєднання диференційованого і комплексного підходів до оцінки якості та використання при цьому набору відносних критеріїв, які дозволяють з різних сторін вирішити поставлене завдання.

Структура методу включає такі основні напрямки обробки аналітичного матеріалу:

визначення характеру забруднення за величиною умовного коефіцієнту комплексності;

установлення рівня і класу якості води по величині комбінаторного індексу забруднення;

виділення пріоритетних забруднюючих компонентів за кількістю і складом лімітуючих показників забруднення;

проведення диференційованої оцінки лімітуючих забруднювачів.

3.3 Хімічний індекс якості води

СІ служить для описання якості поверхневих вод. Беруться до уваги різні види водокористування. СІ дає можливість будь-якому спеціалісту сказати свою незалежну думку про ступінь якості води в межах області застосування.

СІ є мультиплікативним індексом і має таку форму:

- СІ - індекс, безрозмірне число на шкалі від 0 до 100 (0 для найгіршої і 100 для кращої якості); п - число параметрів; w_і - важливість і-го параметру, число між 0 та 1, причому Xw, = 1; q_n - індекси якості коди.

3.4 Екологічна класифікація прісних вод (ЄЕС)

Дана класифікація (ЕСЕ Classification of Ecological Freshwater Quality, CES/668) розроблена спеціально для використання в країнах європейського економічного співтовариства. Призначена для оцінки і подання якості поверхневих вод. Базується на критеріях, розроблених спеціально з орієнтацією на захист водної флори і фауни.

Дана класифікація виділяє п'ять класів якості води [29]:

I - відмінна якість (на картах води цього класу умовно позначаються голубим кольором);

II - добра якість (зелений колір);

- задовільна якість (жовтий колір);

- незадовільна якість (оранжевий колір);

- погана якість (червоний колір).

Щоб віднести досліджувану воду до того чи іншого класу якості, необхідно порівняти отримані в результаті аналізу концентрації покійників якості води з інтервалами концентрацій аналогічних показників, що належать тому чи іншому класу якості з класифікації ЄС. Показники, які використовуються в цій класифікації, розділяються на групи:

показники кисневого режиму;

показники евтрофікації;

3) показники закислення вод;

4) шкідливі речовини (важкі метали та ціаніди);

5) шкідливі речовини (інші речовини);

6) радіоактивність;

7) мікробіологічне забруднення.

Результати тестування показують, що критерії якості води до третього класу включно забезпечують "нормальне" функціонування водних екосистем, четвертий і п'ятий класи якості характеризують ситуацію забруднення.

3.5 Класифікація річкових екосистем за критеріями якості води

Класифікацію "The Surface Waters (River Ecosystem) Classification" розроблено і застосовано Національним агентством річок Великобританії для оцінки якості води [30]. В класифікації виділено п'ять ієрархічних класів залежно від стану і якості води.

Перелік критеріїв якості води, що використовуються у даній класифікації, та їх граничні значення для кожного класу якості наведені и табл.3.1.

Табл.3.1.Класи якості води та критерії для їх визначення в класифікації річкових екосистем

Висновки

1. Подано детальну характеристику хімічних елементів, їх природних і синтезованих людиною сполук з точки зору їх значимості для формування власне якості води. Адже хімічний склад води цікавить саме здатністю окремих його компонентів впливати на споживчу якість води, зробити воду непридатною для пиття, використання у сільському господарстві, промислових технологіях та енергетиці, для нормального функціонування водних екосистем.

2. Розглянуто суть поняття "якість води" та принципи його оцінки. Оцінка якості води проводиться відповідно до загальних принципів і систем загальноприйнятих критеріїв, вироблених світовим науковим співавторством з метою захисту і задоволення потреб різних категорій водоспоживачів і, зрештою, збереження якості природних вод.

3. Розглянуто різні методики для оцінки та класифікації якості води, які використовуються науковими і виробничими підрозділами водогосподарських установ як у нашій країні, так і за кордоном. Оцінка якості різних типів природних вод з метою визначення їх придатності для використання в окремих галузях народного господарства (комунальне, сільське та рибне господарство, промисловість, гідроенергетика), для питного водопостачання, задоволення рекреаційних потреб населення та забезпечення відповідних умов існування водних екосистем є одним з головних завдань гідрохімічної науки.

Література

екологічна оцінка склад природна вода

1. Пелешенко В.І., Хільчевський В.К. Загальна гідрохімія: Підручник.- К.: Либідь, 1997.- 384 с.

2. Хільчевський В.К. Водопостачання і водовідведення - Київ: ВЦ "Київський університет", 1999.-319 с.

3. Meybeck М., Chapman D., Helmer R. Global Freshwater Quality: A First Assesment. GEMS: Global Environment Monitoring System. WHO/UNEP.- Oxford, 1989.- 298 p.

4. Fraser A.S., Meybeck M., Ongley E.D. Water Quality of Word River Basins (GEMS). UNER- Nairobi, 1995.- 40 p.

5. Ворончук M.H. Учет искажений цикличности, возникающей при исследовании ее методами скользящих средних и интегрально-разностных кривых // Тр. Укр. НИГМИ.- 1974.- Вып. 127.- С.3-15.

6. Временные методические рекомендации по оперативному прогнозированию загрязненности рек- Л.: Гидрометеоиздат, 1981-103 с.

7. Екологічна оцінка якості поверхневих вод суші та естуаріїв України: Методика. КНД 211.1.4.010-94.- К., 1994.- 37 с.

8. Емельянова В.П., Данилова Г.Н., Колесникова Т.Х. Оценка поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям // Гидро-хим. материалы.- 1983.-Т.88.-С.119-129.

9. Кораблева А.И. Влияние автотранспорта на окружающую среду на примере города Днепропетровска // Конструктив, экология и бизнес- 1999.-№1-2.-С.19-21.

10. Пелешенко В.И., Закревский Д.В., Ромась Н.И., Снежко СИ. Картографирование химического состава речных вод на основе дисперсионного анализа - К.: УМКВО, 1980 - 76 с.

11. Приймаченко А.Д. Фитопланктон и первичная продукция Днепра и днепровских водохранилищ.- К.: Наук, думка, 1981 - 278 с.

12. Снежко СИ., Брагар М.С, Ларионов Ю.В., Чеботько К.А. Формирование качества воды прибрежной акватории Черного моря в зоне влияния Краснознаменской ороситльной системы // Гидробиолог, журн.- 1995.- Т. 31, №5.- С.101-110.

13. Сніжко СІ. Концепція та структура методики оперативного прогнозування якості води гірських річок Українських Карпат // Екс-прес-інформ. Держ. ком. України по водному господарству.- К., 1996.-№18-19.- С.8-12.

14. Сніжко СІ. Оцінка виносу азоту і фосфору поверхнево-схиловим стоком // Гідротехніка і мелиорація в Україні- 1995-№4.- С.34-41.

15. Справочник по гидрохимии - Л.: Гидрометеоиздат, 1989 - 392 с.

16. СанПиН 4630-88. Стандартные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения.- М.: Мин. здравоохранения СССР, 1988.- 70 с.

17. Хільчевський В.К. Агрогідрохімія.- К.: ВЦ "Київський університет", 1995.- 162 с.

18. Abbt-Braun G. Praktische Aspekte von Huminstoffen. Wasser-chernie fuer Ingenieure- Muenchen-Wien: R. Oldenburg Verlag, 1993.-S.69-90.

19. Ames В., Swirski G. Falsche Annamen ueber die Zusammen-haenge zwischen der Umweltverschmutzung und der Entstehung von Krebs // Angew. Chemie.- 1990.- №102.- S.1233-1246.

20. Bach E. Ein chemischer Index zur Uberwachtung der Wassergua-litat vonFliesswassern//DGM- 1980.-H. 4/5.-S.102-107.

21. Development of a Water Quality Index: Report №5. ARD 3.-Edinburg: Scottish Development Departament, 1976 - 15 p.

22. Hein H., Schwedt G. Richt- und Grenzwerte Wasser-Boden-Abfall Chemikalien-Luft.- Vogel, 1992.- 250 s.

23. Hoffmann M. Ueber Herkunft und Vorkommen toxischer Stoffe iin Trinkwasser ukrainischer Grossstaedte // Wasser-Abwasser.- 1995- 136, № 2.- S.85-90.

Размещено на Allbest