Дослідження якості води в басейні річки Стир

Розділ 2. Методика дослідження якості води в річках

2.1 Основні методи дослідження якості води у річках

Фізико-хімічний. Цей напрям визначення якості води базується на фізичних та хімічних методах досліджень і, в цілому, оцінка за цими методами дає достатньо репрезентативні результати. Основним результатом є з'ясування хімічного складу розчинених у природних водах речовин. Фізико-хімічними методами можна визначити не тільки кількість і якісний склад присутніх у воді хімічних речовин, але і фізичні та органолептичні властивості води, наприклад, прозорість, кольоровість, запах, смак води, текучість та інші.

Так, більш конкретно, наприклад, загальний ступінь мінералізації визначають шляхом випаровування деякого об'єму води і зважування сухого залишку. Вміст у воді розчинених та завислих органічних речовин визначають методами окислення. Кількість легкорозчинних органічних речовин визначають методом пtрманганатного, а всіх разом - біхроматного окислення.

Дуже важливими показниками якості води є вміст в ній біогенних речовин, зокрема різних форм азоту (NH, NO, NO), фосфору (HРO, НРО, РO), кремнію (HSiO3+, SiO), заліза (Fe2+, Fe3+), мікроелементів. Для визначення цих речовин на сьогоднішній день розроблено багато різних методик.

Для з'ясування інтенсивності процесів, спрямованих на покращення якості води у поверхневих водах, важливо встановлювати вміст кисню. Його вміст у воді характеризує інтенсивність та направленість багатьох процесів, що проходять у водоймі, зокрема біологічного окислення органічних речовин.

Іншим важливим показником є рН. При зміні у воді співвідношення водневих і гідроксильних іонів змінюється, водневий показник (рН). Його значення в нейтральній воді дорівнює 7, в кислій - менше 7, а в лужній - більше 7. Водневий показник є важливим, оскільки вказує не тільки на кількісне співвідношення водневих та гідроксильних іонів, але і спрямованість багатьох біологічних та хімічних процесів у водоймі. До того ж у кислій воді з рН менше 5 більшість гідробіонтів не здатна до нормального існування і відповідно їх роль у формуванні якості води практично зводиться у таких умовах нанівець. Оптимальною треба вважати воду з рН близько 7. Тобто вже за одним цим показником еколог може зробити попередні висновки щодо функціональної активності біотичної складової гідроекосистеми, яку він починає досліджувати. Саме тому такі показники як кисень і рН завжди входять до експрес тестів і без перебільшення є важливими і показовими [17, 23].

Окремо потрібно сказати про надзвичайно широку групу т.з. приладних методів визначення вмісту різних хімічних речовин і показників. Наприклад, давно розроблені та широко використовуються прилади для визначення з допомогою електродів водневого показника (рН), вмісту кисню, загальної суми іонів, серед них окремо аніонів і катіонів і т.п. На сьогоднішній день точне визначення вмісту у воді іонів мікроелементів, більшості найрізноманітніших складних органічних речовин практично неможливе без застосування відповідних приладних методів. Вони ґрунтуються на різних фізичних властивостях цих речовин, наприклад - різні спектри випромінювання чи поглинання, різні температури горіння тощо.

Біологічний. В основі цього напряму оцінки якості води річок лежить аналіз населення водойм, який проводять диференційовано, переважно за екологічними групами. Окремо вивчають планктон, бентос, перефітон, або вивчають прибережну рослинність тощо. Серед біологічних показників, що визначають ступінь забруднення води, зокрема в річках, перш за все, потрібно назвати мікробіологічні показники. Мікроорганізми завдяки своїм біологічним властивостям найбільш швидко реагують на зміни у зовнішньому середовищі, сигналізуючи про це досліднику як своїм якісним складом, так і кількісним розвитком. Серед експрес методів у мікробіології найбільш поширеними вважаються колі-титр і колі-індекс.

Крім бактерій у воді річок мешкає багато інших мікроскопічних організмів зокрема, грибів, джгутикових, амеб та інфузорії. До мікрооб'єктів зараховують і найбільш дрібних -коловерток. Більшість мікроскопічних еукаріот не здатні самі засвоювати органічні речовини, але інтенсивно споживають бактерій та водорості. Мікроскопічна складова гідроекосистем особливо добре розвивається за умов наявності у воді великої кількості органічних речовин. Та з погіршенням умов - у першу чергу, зниженням вмісту кисню, більшість еукаріот зникає, утворюючи цисти і яйця і переходять у стан спокою.

Серед організмів, які чітко реагують на наявність у воді забруднюючих речовин слід назвати представників, що закріпляються на різних субстратах. Це здебільшого обростання з бактерій, грибів, водоростей, інфузорій. До тих, що закріпляються на субстратах належать також прісноводні губки та моховатки. За видовим складом і кількісним розвитком гідробіонтів визначають якість води. У такий спосіб визначають вміст органічних речовин у воді, або сапробність річкової води. Це обумовлено тим, що прикріплені організми знаходяться постійно на одному місці і дуже швидко реагують на всі зміни, які відбуваються у середовищі. Вони реагують як на поступове, раптове чи періодичне забруднення води, що негайно відображається на їхньому кількісному розвитку і якісному складі. Важливо зазначити, що ці форми утворюють настільки характерні обростання, нарости і нагромадження, що їх можна розрізняти, навіть не застосовуючи мікроскопа, безпосередньо на місці відбору проби. Це має свої переваги та недоліки. Тому, перш ніж приступати до визначення сапробності води в річці, потрібно вибрати той чи інший метод з урахуванням екологічного стану річки.

Хімічні та бактеріологічні дослідження є досить трудомісткими і потребують складного лабораторного обладнання. Тому висновок відносно ступеню сапробності води на тій чи іншій ділянці річки, визначеної хімічними або біологічними методами, можна зробити тільки за кілька днів з моменту відбору проб.

Для біологічних досліджень якості води не потрібна обладнана лабораторія. Для цього досить мати мікроскоп та прилади для відбору планктону, бентосу або обростань. Таким чином біологічний метод характеризується простотою і швидкістю одержання кінцевих результатів. В тих випадках, коли він застосовується для визначення загального екологічного стану річки, висновок про сапробність можна зробити на місці. Але застосування цього методу можливе тільки при наявності у дослідників відповідних знань.

Біологічний метод застосовується також для попередньої оцінки екологічного стану річки з наступним хімічним та бактеріологічним аналізом води. Великою перевагою біологічного методу над іншими є те, що його застосування дає можливість отримати інформацію як про населення річки в цілому, так і про організми окремих біотопів. Разом з тим, слід вказати, що біологічний метод є більш суб'єктивний, ніж інші методи, які включають вивчення забруднення річок, але він більш чітко визначає не лише якість води, а і загальний стан екосистеми річки.

Санітарно-бактеріологічний. Цей напрям має переважно вузькопрактичне застосування, зокрема для визначення якості питної води, або рівня епідемічної небезпеки поверхневих вод. В основі його - дослідження та облік бактеріального населення водойм. При оцінці якості води цим методом використовуються як кількісні так і якісні показники. В останньому випадку, визначається видовий склад бактерій, що зустрічаються у воді. Кількісні показники особливо широко використовуються для порівняльної характеристики якості води в різних річках, або в одній і тій же річці, але на різних її ділянках.

З допомогою кількісного методу можна визначити ступінь бактеріального забруднення води в річці, хід та направленість процесів самоочищення в річці, їх інтенсивність тощо. Кількісний бактеріологічний метод особливо практикується для оцінки роботи фільтрів, на водопровідних станціях, оцінки роботи біофільтрів, ефективності роботи заходів з очищення поверхневого стоку, що надходить до річки з площі водозбору тощо [17, 30].

Якісні бактеріологічні дослідження води в річках проводяться переважно для характеристики фекального забруднення, індикатором якого є наявність у воді кишкової палички, або близьких до неї форм бактерій.

Екологічна класифікація якості води. Для різних практичних потреб суспільства потрібна глибоко наукова, але доступна практична методика оцінки якості води, що ґрунтується на природних властивостях і особливостях водних об'єктів. В інституті гідробіології НАН України були розроблені принципи побудови екологічної класифікації якості води. Згідно цієї класифікації якість води у переважній більшості малих річок України за даними проф. А.В. Яцика належить до 4-6 класів. Тобто, від "забрудненої" до "дуже забрудненої".

Аналіз сучасного стану якості води в річках з урахуванням економічного розвитку регіонів України та впливу на них господарської діяльності дозволив А.В. Яцику зробити розрахунки з визначення мінімальних змін забруднень з тим, щоб якість води в річках Карпат і Полісся повернулась до 3 класу, а для річок Лісостепу та Степу до 4 класу. В лісостеповій зоні якість води в річках відноситься до 6 класу. Щоб цей показник знизити до 5 класу, необхідно, наприклад, в річці Гнила Липа (басейн Південного Бугу) зменшити концентрацію нафтопродуктів з 0,45 до 0,30 мг/л.

Особливо низька якість води у степових річках. Якщо в річках лісостепу та Полісся якість води можна відновити шляхом зниження концентрації у воді невеликої групи забруднюючих елементів, то, наприклад, для відновлення якості води до 4 класу в р. Кальчик (басейн Азовського моря) необхідно значно знизити вміст сульфатів, хлоридів, нітратів, нітритів, цинку нафтопродуктів і це ще не повний перелік.

2.2 Еколого-гідробіологічні дослідження малих річок

Річка це особливе природне утворення неоднорідне, як по довжині, так і на окремих ділянках. Тому вивчення її біоти (живого населення) і якості води проводиться на протязі усієї річки - від витоку до гирла, або на окремих ділянках. Такі ділянки виділяються на різних ділянках річки - у верхній течії, середній та нижній.

Мета еколого-гідробіологічних досліджень малих річок полягає у вивченні водних організмів - бактерій, рослин, безхребетних та хребетних тварин в єдності з умовами їх існування. Предметом цих досліджень є не тільки окремі організми та їх угрупування, біоценози і усе населення річки в цілому. Вивчається також біологічна продуктивність річок на основі досліджень продуктивності окремих видів чи груп організмів при порівнянні умов: тих чи інших значень антропогенного навантаження, солоності, температури, прозорості води та інших факторів середовища.

Вивчаючи в різних напрямках річку та аналізуючи отримані результати, можна чітко охарактеризувати гідробіологічний, гідрохімічний і гідрологічний режими річки, а також процеси, які в ній відбуваються і пов'язані з формуванням якості води. Комплексність досліджень дає змогу оцінити екологічний стан річки в цілому.

Таким чином, головними напрямками екологічних досліджень річок можуть бути:

- дослідження біоти річок, умов її існування, специфіки розподілу її в структурних складових річки,

- вивчення впливу різних факторів на розподіл біоти в системі річки;

- дослідження реакції біоти на різнобічні забруднення річок;

- вивчення можливостей використання функціональної активності біоти для інтенсифікації процесів самоочищення річок та формування якості води в них;

- використання біоти як індикатора стану екосистем річки та якості води в ній;

- визначення комплексу заходів (у річці і у заплаві), необхідних для покращення процесів самоочищення.

Дослідження у вказаних напрямках можуть проводились як безпосередньо на річці, так і в лабораторних умовах в залежності від поставлених завдань [17, 31].

Початковою ланкою таких досліджень був збір відомостей про річку, її фізико-географічне розташування, характеристика витоку, наявність притоків, заплавних озер, швидкість течії в руслі, глибинах тощо. Далі ми приступили безпосередньо до загальної оцінки стану екосистеми річки.

Основні групи показників та критерії для різних еколого-гідробіологічних досліджень та оцінок представлені відповідно у додатку 1 і 2.

Запропоновані показники оцінки екологічного стану річки не потребують складних інструментальних досліджень і можуть бути одержані безпосередньо, на річці, що дає певну перевагу перед дослідженням річок з допомогою складних приладів, користування якими у польових умовах є неможливим. Разом з тим слід зазначити, що такий підхід дає тільки загальну картину стану екосистеми річки і є початковим етапом досліджень її екосистеми.

Для більш глибокої оцінки стану річки, аналізу процесів, які відбуваються в ній, зокрема самоочищення річки та формування якості води в ній, потрібні більш глибокі дослідження, як по характеру так і за інструментальним забезпеченням.

Отже, розпочинаючи дослідження, ми спочатку проводимо звичайний огляд річки, а також можемо довідатися деяку інформацію від місцевих жителів. Вже перший огляд річки, найдоступніші спостереження дають багато інформації про річку, її особливості, її проблеми, розуміння можливих шляхів покращення стану річки.

Наприклад, річний стік річки Стир відповідає природному, річка не пересихає влітку і не промерзає до дна взимку, об'єм стоку навіть у маловодні роки не викликає критичних ситуацій для біоти і забезпечує в достатній мірі водокористування. Отже, водний режим річки оцінюється як екологічно благополучний.

Проте, для річки Сапалаївка характерний значний нерівномірний стік, річка пересихає влітку, глибоко промерзає взимку, отже, водний режим оцінюється як екологічно неблагополучний.

2.3 Визначення фізичних властивостей природних вод

Визначення температури води та повітря під час відбору проб є невід'ємною частиною аналізу. Температуру води вимірюють завжди одночасно з відбором проб ртутним термометром з поділками від 0,1-0,5°С. Там де є можливість і дозволяють умови, температуру природних та стічних вод вимірюють шляхом занурення термометра у воду. Якщо це неможливо, то температуру вимірюють у посудині зразу після відбору проби. При цьому вона не повинна освітлюватися сонцем.

Прозорість води залежить від її кольоровості та мутності. Тому для її визначення можна застосувати білу квадратну, або круглу дошку з довжиною сторони, або діаметром 20 см. Дошку на шнурку занурюють у воду до тих пір, поки вона стане невидимою. За допомогою мірної рейки або шнурка визначають товщину прозорого шару води в см.

Кольоровість води обумовлена присутністю у ній гумінових речовин та трьохвалентного заліза. Кольоровість води в якій присутні завислі частки визначають після відстоювання. Це відбувається всього через 2 години після відбору проби. Пробу наливають у циліндр висотою стовпчика 10 см. Розглядають пробу на білому фоні на розсіяному денному світлі. Результат визначення описується словесно з зазначенням відтінку та інтенсивності забарвлення (слаба, сильна).

Мутність води обумовлена вмістом у воді нерозчинних і колоїдних речовин неорганічного та органічного походження. Причиною мутності є мулисті частки, кремнієва кислота, гідроокиси заліза та алюмінію, органічні колоїди, мікроорганізми та планктон. Мутність води визначається різними методами, але зупинимось на характеристиці найбільш доступного.

Візуальне визначення мутності проводиться з допомогою двох циліндрів об'ємом до 200 мл. В один із них наливаємо досліджувану воду висотою стовпчика 20, 30 або 40 см в залежності від мутності. До іншого циліндру доливаємо дистильовану воду до половини його об'єму і добавляємо із бюретки розбавлену стандартну суспензію SiО2. Чим більше мутність, тим більшої концентрації виготовляють стандартний розчин SiО2. Для визначення незначної мутності використовують стандартну суспензію, що містить 0,1 мг SiО2 в 1 мл. При аналізі проб, мутність яких складає вище 50мл SiО2, в 1л використовують суспензію 1мг SiО2 в 1 мл. Стандартну суспензію доливають до тих пір, поки вода в обох циліндрах стане однакової мутності. Після цього до обох циліндрів доливають дистильовану воду до 200 мл, тобто до висоти стовпчика води в циліндрах (40 см). При необхідності в один із циліндрів добавляють стандартну суспензію SiО2 до менш мутного циліндру. Записують об'єм проби та об'єм стандартної суспензії SiО2, що добавили до циліндру з дистильованою водою. Далі усі розрахунки виконують за формулою:

Мутність води (х) у мг SiО2/л

С - концентрація стандартної суспензії мг/мл;

V1 - об'єм стандартної суспензії мл;

V2 - об'єм проби мл;

Результати округляють з точністю до 1 мг/л.

Визначення змулених речовин. Визначаються змулені речовини зважуванням. Для визначення змулених речовин застосовується фільтрування. Фільтрують через раніше зважений тигель Гука, або фільтруючий скляний тигель, чи воронку. Висушують у термостаті при температурі 105°С, охолоджують і зважують. При відсутності тиглів Гука змулені речовини визначають за допомогою доведених до сталої ваги безколірних паперових фільтрів. При цьому обов'язково проводять сухий дослід, пропускаючи через такий же фільтр дистильовану воду в такому ж об'ємі, потім фільтр сушать до сталої ваги і знайдену таким способом поправку віднімають [17, 35].

При великій кількості змулених речовин беруть води для визначення менше літра при малій - більше літра. Кількість змулених речовин у досліджуваній воді в мг/л визначають за формулою:

m - вага тигля із змуленою речовиною,

n - вага пустого тигля,

V - кількість взятої води для визначення.

Смакові якості води обумовлюються присутністю речовин природного походження, або речовин, які надходять до річки разом з забрудненням. Розрізняють наступні смакові якості: солоний, солодкий, гіркий, кислий. Крім того можна виділяти і деякі присмаки: металічний, лужний тощо.

Результат визначення цього показника залежить від смакового сприйняття та досвіду дослідника. Для уникнення помилки у визначенні смаку води цю роботу проводять зразу кілька дослідників під час відбору проби.

Визначення запаху. Чиста вода не має ніякого запаху: Вона має запах лише тоді, коли в ній відбуваються ті чи інші процеси, зокрема хімічні, біохімічні тощо. Запах води у річці викликають леткі речовини, що утворюються в ній природнім шляхом, або попадають до неї зі стічними водами.

Спочатку визначають природу запаху (болотний, гнилісний т.п.), а потім визначають його інтенсивність по п'ятибальній шкалі. Для визначення запаху у конічну колбу наливають 250 мл проби води при t до 20°С. Колбу закривають пробкою, кілька разів збовтують і, відкривши, визначають характер запаху та його інтенсивність. До іншої колби також наливають 250 мл води, накривають годинниковим склом і підігрівають до t 60°C і таким же способом встановлюють характер та інтенсивність запаху.

Основні запахи, які може мати річкова вода: А - ароматичний, Б -болотний, Г - гнилісний, Д - деревний, 3 - земляний, П - пліснявий, Р -рибний, С - сірководневий, Т - трав'янистий, О - огірковий Н - невизначений, тощо.

Запахи, створені речовинами штучного походження, називають за відповідними речовинами: фенольний, камфорний, гасовий хлоридний тощо. Інтенсивність запаху оцінюють за п'ятибальною шкалою (таблиця 2.1).

Таблиця 2.1 Визначення інтенсивність запаху води

Інтенсивність	Характер запаху	Прояви запаху
0	Ніякого захисту	Відсутність суттєвого запаху, запаху не відчувається
1	Дуже слабкий	Запах невизначений, але є.
2	Слабкий	Запах визначений, звертає на себе увагу
3	Помітний	Запах легко виявляється і визначається
4	Чітко виражений	Запах добре помітний, звертає на себе увагу і змушує утримуватися від пиття
5	Дуже сильний	Запах настільки сильний, що викликає у дослідника негативні відчуття, вода непридатна для пиття

Таким чином, ми охарактеризували прості та доступні способи визначення деяких властивостей води, що у певній мірі характеризують її якість у річці. Але у кожному конкретному випадку, в залежності від мети та завдань досліджень слід використовувати інші більш складні та трудомісткі методи: визначення кисню, вуглекислоти, окислювальних процесів, вміст окремих мінеральних та органічних речовин, тощо.

2.4 Відбір проб води для гідрохімічних досліджень

При застосуванні хімічних методів аналізу води велике значення відводиться правильному відбору проб води.

Існують загальні вимоги до відбору проб: проба повинна відображати умови, місце та мету її відбору; відбір, зберігання та доставка проб до лабораторії повинні забезпечувати незмінність у вмісті відповідних хімічних компонентів; об'єм проби повинен бути достатнім для наступного її аналізу. Останнє визначається повнотою хімічного аналізу проби. Для неповного аналізу - визначають тільки кілька компонентів, або окремі властивості води досить відібрати 1л, а для більш широкого аналізу відбирають 2л води.

Місце для відбору проб вибирається у відповідності з метою аналізу на основі вивчення місцевості. Визначаючи місце відбору проб води для хімічного аналізу, особливо ретельно потрібно обстежити притоки річки та джерела їх забруднень, що знаходяться вище місця відбору проби.

Разові проби відбирають один раз у відповідному місці і розглядають як результат одного аналізу, якого досить для з'ясування стану якості води на даний час та у даному місці.

Розрізняють дві основні проби: просту та змішану. Проста - це коли з одного місця разово відбирається увесь об'єм потрібної проби. Змішану пробу одержують шляхом злиття простих проб води, відібраних з одного і того ж місця через відповідні проміжки часу, або відібрані одночасно на різних ділянках річки. Ця проба відображає середній хімічний склад води із урахуванням як місця, так і часу відбору. У більшості випадків цей вид проб застосовується для характеристики якості води у заплавних озерах річок. Необхідно пам'ятати, що змішану пробу не можна використовувати для визначення компонентів якості води, які легко змінюються (наприклад рН, розчинні у воді гази тощо). Ці компоненти визначають у кожній окремо взятій пробі.

Для зберігання проб використовують попередньо ретельно вимитий скляний або поліетиленовий посуд відповідного об'єму. Перед відбором проб посуд слід кілька разів сполоснути тією ж водою, з якої береться проба. Ємкості з пробами потрібно підписати, або пронумерувати та зареєструвати у щоденнику.

Відбір проб здійснюється шляхом занурення ємкості у воду, заповнюючи посуд до верху і при можливості уникати контакту води з повітрям.

Середню пробу води з річок відбирають у місці де найбільша течія, краще на фарватері. Відбирають пробу під поверхнею води (як правило 20-30 см). Проби відбирають одночасно, або серійно, прості або змішані. Якщо є необхідність відібрати пробу в місці надходження до річки стічних вод, то здійснюють це там, де стічні води повністю змішуються з річковою водою. Але при цьому потрібно враховувати, що річкова вода і стічні води мають різну щільність, тому процес змішування може проходити досить повільно. Як правило, процес змішування вод відбувається на відстані від сотень метрів до кількох кілометрів. У свою чергу місце відбору проб не повинно бути дуже віддаленим від місця поступання у річку забруднених вод.

Хімічні характеристики у відібраній пробі з часом можуть мінятись. Наприклад, досить швидко може змінитись рН, температура, вміст розчинених у воді газів тощо. Кисень, двоокис вуглецю, сірководень, хлор тощо можуть або з'явитись у пробі, або зникнути з неї. Ці та подібні їм показники потрібно визначити на місці відбору проб, або пробу води зафіксувати. Зміна величини рН, вмісту кисню, карбонатів, вільного двоокису вуглецю і т.д. може викликати зміну властивостей інших компонентів, які містяться у пробі. Деякі із них можуть випасти в осад, або навпаки із нерозчиненої форми перейти до розчину. Це відноситься особливо до солей заліза, марганцю та кальцію. У нефіксованій пробі проходять різні біохімічні процеси за участю мікроорганізмів, водоростей тощо. Ці процеси у відібраній пробі проходять не так, як у природному середовищі річки і приводять до окислення або відновлення деяких компонентів проби: нітрати відновлюються до нітритів, або амонію, сульфати до сульфітів, витрачається кисень або навпаки, відбувається окислення сульфідів, до сульфітів заліза (II), ціанідів тощо. Вплив різних факторів на зміну компонентів, які знаходяться у воді, може бути як прямим так і опосередкованим.

2.5 Визначення гідрохімічних характеристик природних вод

Застосування хімічних показників для характеристики якості води обумовлено тим, що інші методи не завжди дають точні кількісні показники забруднень. За допомогою ж хімічних методів можна встановити не тільки вплив забруднень на життєві функції водяних організмів, а і хімічну природу забруднень, їх розсіювання у товщі води, характер процесів у водному середовищі, на проходження яких вони впливають тощо.

Для простого гідрохімічного обстеження річки може бути достатньо:

- три дуже чисто вимиті майонезні склянки;

- чисті пляшки з пробками місткістю 0,5-1,0 л, які можна використати і для відбору, тимчасової консервації та транспортування проб води;

- індикаторні набори для виміру рН, нітратів та жорсткості води тощо. Інструкції з їх практичного застосування завжди надаються у комплекті.

Кислотність води Визначення в польових умовах загальної кислотності води у річці. Для цього на місці відбору проб в колбу для титрування відбирають 100 мл води. В пробу добавляють (3 каплі) розчину фенолфталеїну і титрують на білому фоні 0,1 н розчином їдкого калію до появи рожевого кольору. Розраховують загальну кислотність за формулою:

Р = (вк 0,1 1000) / V = (вк 100) / V

де Р - кислотність,

в - об'єм 0,1 н їдкого калію, що витрачено на титрування;

к - коефіцієнт для проведення концентрації розчину NaOH до 0,1 н

V - об'єм проби взятої для титрування.

Розчинний кисень Для якості води у річці важливе значення має її газовий режим і особливо вміст розчиненого кисню. Для його визначення використовують різні методи. Найбільш поширені це йодометричний метод Вінклера, пірофосфатний метод та полярографічний. Найбільш доступний є метод Вінклера. В його основі реакція розчиненого кисню з гідроокисом марганцю двохвалентного і на йодометричному визначенні сполук вищих за ступенем окислення, що утворились в результаті реакції. Проби для визначення розчинного у воді кисню відбирають у так звані кисневі склянки (пляшечки з притертою пробкою). Під час відбору проб їх повністю занурюють у воду і там же закривають пробкою.

Для фіксації проби у склянку, в залежності від її об'єму, доливають від 0,5 до 2 мл розчину сульфату (або хлориду) марганцю. Другою піпеткою додають стільки ж розчину їдкого калію. Потім склянку обережно закривають пробкою так, щоб не було бульбашок повітря. Горло склянки обмивають водою і добре перемішують перевертаючи склянку до утворення осаду, якому дають можливість зібратися на дні склянки. Для подальшого визначення вмісту розчиненого у пробі кисню необхідно розчинити осад. Для розчинення осаду у склянку додають 5мл розбавленої сірчаної кислоти (розведення 1:4). Склянку закривають і перемішують вміст. Через 5 хвилин вміст склянки переносять до конічної колби і титрують 0,01 норм розчином тіосульфату натрію до переходу буро-коричневого забарвлення проби в солом'яно жовте. Після цього добавляють кілька капель розчину крохмалю і продовжують титрувати до знебарвлення синього кольору.

Вміст розчиненого кисню (X) в мг/л вираховують за формулою:



де: а - об'єм 0,01 норм розчину тіосульфату натрію витраченого на титрування, мл;

К - коефіцієнт поправки до концентрації титрувального розчину тіосульфату натрію;

N - концентрація (нормальність) розчину тіосульфату;

8 - еквівалент кисню;

V1 - об'єм проби (кисневої склянки);

V2 - загальний об'єм реактивів, які доливають в кисневу склянку при фіксації кисню.

Насичення води киснем (Y) у відсотках вираховують по формулі:

де: С1 - визначена концентрація кисню мг/л,

С2 - рівноважна концентрація кисню визначена згідно таблиці для температури води зафіксованої під час відбору проби

Для інших значень атмосферного тиску рівноважні концентрації вираховуються згідно формули:

С1 = С2*Р/760

де: С1 - концентрація кисню, що визначається при тиску Р, мг/л.

С2 - величина рівноважної концентрації кисню, знайдена згідно таблиці при відповідній t води, мг/л;

Р - атмосферний тиск, мм. рт.ст.

Вплив розчинених у воді солей виражається у зменшенні розчиненого кисню (на кожні 1000 мг солей віл води).

Температура (С°) 0 10 20 30

Зниження розчинності кисню мг/л 0,08405 0,06217 0,04777 0,04085

Біологічне споживання кисню Важливим показником якості води є вміст у ній органічної речовини. Природні води здатні окислювати органічні речовини, що виражається у зменшенні кисню у воді. Найбільш повно цей показник можна визначити при використанні для аналізів біхромату калію, його звичайно, називають хімічним споживанням кисню (ХСК) і для питної води він не повинен перевищувати 15 мг/л кисню.

Особлива роль належить розчиненому у воді кисню в анаеробному біохімічному розщепленні органічної речовини, що присутня у природній воді. Кількісно цей процес виражається величиною хімічного поглинання кисню і називають біохімічним споживанням кисню (БСК). БСК у природних водах не повинен перевищувати 3 мг/л кисню при 20°С.

Суть методу оцінки БСК полягає у визначенні різниці між вмістом кисню до і після інкубації проб у стандартних умовах. Стандартні умови - це термін інкубації проби 5 днів при 20°С без доступу повітря і світла. Споживання кисню при цих умовах зветься БСК5. Час експозиції проби може бути і одна, або три доби і навіть 10. У цих випадках ми одержуємо БСК1, або БСК3, і т.д. в залежності від часу експозиції проби. Усю роботу з підготовки проби для визначення БСК проводять на місці її відбору. Проба не фільтрується. В лабораторних умовах перед визначенням БСК пробу добре перемішують. В разі, коли у пробі БСК5 досягає 6 мг/л, її розбавляють. Для цього використовується штучно приготовлена вода, яка містить мінеральні поживні елементи в кількості достатній для того, щоб біохімічні процеси, які відбуваються в аеробних умовах, протікали зі звичною для них інтенсивністю. Добавку використовують, зважаючи на характер проби та мету визначення БСК.

За визначеною в стандартних умовах величиною БСК5 можна робити оцінку ступеню забруднення даної водойми чи ділянки річки (див. таблицю 2.2).

Для визначення показника БСК потрібно мати три кисневі склянки ємністю 100-300 мл. Кожну склянку споліскують відібраною пробою і заповнюють до верху так, щоб при закриванні під пробкою не залишилися бульбашки повітря. Якщо підготовлена для визначення БСК проба містить завислі речовини її перемішують перед кожним заповненням склянки. У одній із склянок зразу ж після заповнення визначають вміст кисню. Час між розведенням проби водою та визначенням кисню в ній не повинен перевищувати 15 хв.

Інші дві склянки ставлять до термостату У такому стані при t 20°С склянки зберігаються у темноті протягом 1, 2, 3, 4, 5 чи більше діб. Потім у кожній із них визначають вміст розчинного кисню.

П'ятидобове біохімічне споживання кисню нерозведёними пробами, розведеними водою, або водою з домішуванням інших речовин у мг/л (відповідно х, у, z), вираховують за наступними формулами:

х = а - в; у = (а-в) / R; z = (а-в-cd) / R

де а - концентрація кисню у пробі до експозиції склянок у термостаті (проба 1), мг/л;

в - концентрація кисню у пробі після експозиції у термостаті (проба 1 та 2), мг/л.

с - біохімічне споживання кисню 1 мл добавки (БСК5 добавки у мг/л помножена на 0,001);

d - об'єм добавки у 1л підготовленої проби, розведеної водою з добавками.

R - розведення, тобто об'єм проби в літрі суміші проби і розведеної води.

Таблиця 2.2 Значення БСК5 у водоймах з різним ступенем забруднення

Ступінь забруднення	БСК5, мгО2/л
Дуже чисті	0,5-1,0
Чисті	1,1-1,9
Помірно забруднені	2,0-2,9
Забруднені	3,0-3,9
Брудні	4,0-10,0
Дуже брудні	>10,0

Перманганатна і біхроматна окислюваність. Скидання до річок стічних вод різного характеру та походження приводить до збільшення у річковій воді концентрації різноманітних органічних речовин. Також на різних ділянках річки може бути різна природна продуктивність водойми, яка виражається у різній кількості автохтонної органічної речовини у воді. Дія цих речовин, особливо забруднюючих, на біоту річок може бути як позитивна, так і негативна. У зв'язку з цим бажано знати концентрацію органічних речовин у воді для оцінки впливу можливої їхньої дії на водні організми. Але, на жаль, визначити окремі складові органічного забруднення звичайними доступними методами не має можливості. Тому у практиці гідробіологічних досліджень частіше всього визначають загальний вміст органічних речовин. Для цього використовують опосередковані методи, засновані на характеристиці величин окислення води.

В залежності від використовуваного окислювача розрізняють окислення перманганатне і біхроматне і інше. У розрахунках отриману кількість кисню, що пішов у складі окислювача на окислення органічної речовини, називається окисленням (окислюваність).

Біхроматне окислення. Найбільш повне окислення досягається з допомогою біхромату і називається хімічне поглинання кисню (ХПК). Цим методом окислюються більшість органічних речовин, зокрема і нерозчинних, а також деякі неорганічні сполуки. Для більш повного окислення органічної речовини у воді в якості каталізатора використовують сульфат срібла. Після окислення надлишок біхромату відтитровують розчином солі Мора.

Для аналізу відбирають 20 мл води в круглодонну колбу для кип'ятіння. В пробу додають 10 мл 0,25 норм розчину біхромату калію, 0,4 г сульфату срібла, скляні кульки, або кусочок заліза. Суміш перемішують і обережно доливаяють 30 мл концентрованої сірчаної кислоти. Колбу закривають зворотним холодильником, або маленькою вороночкою і кип'ятять протягом 2 годин. Після чого пробу охолоджують і додають 100 мл дистильованої води. Суміш знову охолоджують, додають 2-3 каплі розчину фенолу, або 5 капель розчину N-фенолфталеїнової кислоти і відтитровують залишок біхромату калію сіллю Мора до зміни кольору. Паралельно проводять холостий дослід з 20 мл. дистильованої води. Розрахунок біхроматного окислення виконують за формулою:

X = ((а- в)К * 0,25 * 8 * 1000) / V = (2000 (а- в) К) / V,

де а - об'єм розчину солі Мора, який витрачений на титрування холостої проби в мл.

в - об'єм розчину солі Мора, який витрачено на титрування проби води, мл.

К - коефіцієнт для приведення концентрації розчину солі Мора до 0,25 н.

V - об'єм проби взятої для аналізу мл.

8 - еквівалент кисню.

Більш доступним методом визначення біхроматної окислюваності є спрощений метод її визначення. Головна його особливість - використання підвищення температури внаслідок екзотермічної реакції води з концентрованою сірчаною кислотою. До 20 мл проби долити 2,5 мл, 0,25 норм розчину біхромату калію та 0,22 г сульфату ртуті і при перемішуванні долити концентровану сірчану кислоту (7,5 мл на 1 мл проби, 15 мл на 5 мл проби). При цьому температура піднімається вище 100°С Через 2 хв розчин охолоджують до кімнатної температури. Добавляють 100 мл дистильованої води і відтитровують надлишок біхромату калію як описано вище. Розрахунок проводять за формулою приведеною раніше.

Перманганатне окислення ґрунтується на використанні перманганату калію у сірчанокислому середовищі. Цим методом визначаються переважно розчинні легко окислювані органічні речовини. Для аналізу у конічну колбу відбирають 100 мл води (після 2-х годинного відстоювання). В колбу поміщають кілька скляних кульок, додають 5 мл сірчаної кислоти (розведення 1:3) і 20 мл 0,01н розчину перманганату калію. Суміш нагрівають і кип'ятять 10 хв. На слабкому вогні. До гарячої суміші додають 20 мл 0,01н розчину щавелевої кислоти. Безколірний гарячий розчин титрують 0.01н розчином перманганату калію до слаборожевого кольору.

Одночасно проводять холостий дослід в такій же послідовності. Розрахунок окислюваності в мг/л О2 виконують за формулою:

X = [(а-в)* к * 0,01 * 8 * 1000] V = [(а- в) * К * 80] / V

де а - об'єм 0,01н розчину перманганату калію витраченого на титрування в мл;

в - об'єм 0,01 н розчину перманганату калію витраченого на титрування холостої проби в мл;

К - поправочний коефіцієнт до нормальності розчину перманганату калію;

V - об'єм проби, взятої для аналізу;

8 - еквівалент кисню.

Описані методи визначення окислюваності води пов'язані із застосуванням стаціонарного лабораторного обладнання і в польових умовах не завжди придатні для застосування.

Азот органічної речовини Для характеристики органічної речовини також можна використати інші методи. В основі одного з них лежить визначення азоту органічної речовини. У поверхневих водах органічно зв'язаний азот з'являється як продукт біологічних процесів, або надходить до них разом зі стічними водами комунальних сільськогосподарських та промислових підприємств. Кількісний вміст азоту в таких стоках свідчить про ступінь забруднення води в річці. З іншого боку вміст азоту органічної речовини може характеризувати процеси самоочищення, що йдуть у річці.

Органічний азот у поверхневих стокових водах визначають шляхом реєстрації аміаку після розпаду органічної речовини проби шляхом її нагрівання з сірчаною кислотою в присутності каталізатора (ртутної солі) цей метод дістав назву - метод Кьельдаля. Далі відганяють аміак при рН 7,4. Кубовий залишок нагрівають разом з сумішшю сірчаної кислоти і сульфату калію при 345-370°С. Зв'язаний азот переходить при каталітичній дії сульфату ртуті в гідросульфат амонію. Далі аміак шляхом відгонки переміщають в колбу з кислотою та визначають шляхом титрування або колориметрично. Якщо органічний азот не визначають під час відбору проби, то її консервують сірчаною кислотою, або 2-4 мл хлороформу на 1л проби. Результати виражають в міліграмах азоту в 1л проби. Вміст органічного азоту визначають за формулою:

х = с*0,78,

де с - концентрація в мг/л результату титрування азоту.

Хід визначення загального вмісту азоту: до колби Кьельдаля наливають 5 мл розбавленої сірчаної кислоти (1:3) і близько 0,5 г порошку заліза. Суміш нагрівають на водяній бані до тих пір, поки в колбі залишиться тільки незначна кількість заліза. Після охолодження добавляють 50мл суміші (сірчана кислота сульфат калію і сульфат ртуті. Розчиняють 134 г K2SO4 у 600 мл двічі дистильованої води (бідистилят) і змішують з 200 мл концентрованої H2SO4 і потім додають розчин сульфату ртуті, виготовлений шляхом розчинення 2 г окису ртуті (HgO) в 25 мл 20% розчину сірчаної кислоти. В якості каталізатора можна використати і чисту ртуть. Після охолодження суміші об'єм проби доводять до 1 л дистильованого водню) для мінералізації. Після цього суміш кип'ятять на слабкому вогні. Мінералізація вважається закінченою через 20-30 хв коли суміш просвітліє. Залишок в колбі розбавляють бідистилятом приблизно до об'єму 300 мл. Додають кілька капель фенолфталеїну і нейтралізують розчином для зміни рН до лужного (розчиняють 500 г NaOH і 25г Na2SО4 в бідистильованій воді і доводять до об'єму 1л. З колби відганяють біля 200 мл розчину у приймальник з кислотою.

Відміряють 50 мл проби добавляють до неї 1-2 каплі розчину сегнетової солі і ретельно перемішують. Потім до проби вносять 1 мл реактиву Неслера і знову перемішують. Далі на колориметрі визначають оптичну густину розчину. Вміст NH4+ в мг/л за формулою:

х = (с * 50) / V,

де: с - знайдена концетрація NH4 в мг/л;

V - об'єм проби взятої для аналізу в мл;

50 - об'єм проби в мл.

Визначення різних форм азоту у воді. На практиці часто користуються простими та доступними методами визначення вмісту у воді різних форм азоту, які, на жаль, дають тільки якісні показники.

Присутність у воді іонів амонію та аміаку можна виявити шляхом додавання до проби води об'ємом 10 мл кількох кристалів сегнетової солі і 0.5 мл реактиву Неслера. Жовтий колір розчину, помутніння, або випадання жовтого осаду свідчить про присутність у воді аміаку. У присутності підвищеної концентрації органічних речовин, особливо гумінових кислот, які створюють коричневий колір, після підвищення рН необхідно провести холостий дослід, добавивши сегнетову сіль і 0,5 мл 15% розчину їдкого натрію.

Останнім часом про нітрати все частіше говорять як про забруднювачі і це справедливо стосовно їх підвищеного вмісту. Наприклад, у питній воді. Але не треба забувати, що нітрати, як поживні речовини, потрібні рослинам, які живуть у природних водоймах. Нижче пропонується шкала відносної корисності-шкоди різних концентрацій нітратів у воді.

* 0 мг/л- відсутність нітратів доступних для рослин;

* 10 мг/л- низький рівень вмісту нітратів у воді;

* 45 мг/л - гранично допустима концентрація нітратів у природних водоймах рибогосподарського значення;

* 50 мг/л - стандарт європейської спілки для питної води;

* 500 мг/л - надзвичайно високий рівень вмісту нітратів.

Присутність у воді нітратів можна визначити шляхом поміщення у пробірку 3-5 мл концентрованої сірчаної кислоти, далі, постійно перемішуючи, по каплях додають 2 мл проби води. Після цього додають незначну кількість твердого бруцину (обережно, сильна отрута) і суміш знову перемішують. Жовтий, або коричнево-червоний колір, що з'явився свідчить про наявність у воді нітратів. За інтенсивністю забарвлення можна орієнтуватися у загальній концентрації нітратів. Чутливість реакції 1 мг і більше NО3 в 1л води.

Для визначення наявності у воді нітритів потрібно взяти 10 мл проби води, добавити 1 мл розчину сульфанілової кислоти і 1 мл розчину а-нафтіламіну. При наявності нітритів з'являється розовий або червоно-фіолетовий колір. Визначення можливе або чутливість методу складає біля 0,01 мг нітритів в 1л води.

Для приготування розчину а-нафтиламіну потрібно 1,2 г цієї речовини розчинити у дистильованій воді, добавляти 50 мл льодяної (нерозведеної) оцтової кислоти і довести дистильованою водою до об'єму 200 мл. Коли утворилась муть, розчин фільтрують через бавовняну тканину промиту, дистильованою водою, отримаємо 0,6% розчин, який зберігається 2-3 місяці.

Визначення фосфору. Поверхневі води іноді містять значну кількість фосфору, який надходить до них із грунту, різних стічних вод, або з органічної маси рослин і тварин, що розпадаються. Останні десятиліття значним джерелом забруднення річок фосфором стали пральні порошки.

Під терміном "загальний фосфор" розуміють усі види фосфатів, які знаходяться у воді - у розчинній і нерозчинній формі, неорганічні і органічні їх сполуки. У поверхневих водах фосфор присутній переважно у формі неорганічних розчинних фосфатів. Для їх визначення рекомендується використовувати колориметричний метод із застосуванням молібдату і солі сурми, а комплексні сполуки, що утворюються, відновлюють з допомогою аскорбінової кислоти. Реакцію проводять при кімнатній температурі. При цьому поліфосфати не гідролізуються, а органічні фосфати не розкладаються.

Усі види фосфору, в тому числі і загальний, потрібно, по можливості, визначити безпосередньо після відбору проби води. Біохімічні процеси в пробі можна призупинити додаванням до проби 2-4 мл хлороформу на 1л води. Консервувати пробу кислотами не можна. Для визначення розчинних ортофосфатів та поліфосфатів пробу на місці відбору фільтрують через щільний паперовий фільтр. Результати визначення фосфатів та поліфосфатів виражають в мг РО або в міліграм-еквівалентах відповідної іншої форми на 1л води. Результати визначення загального фосфору виражають в мг фосфат іонів (РО) на 1л води.

Для визначення загального фосфору у воді проводять мокре спалювання проби води в присутності сірчаної кислоти та перекису водню. При цьому усі види фосфатів у пробі переводять у розчині неорганічні ортофосфати, які визначають в подальшому молібдатом та аскорбіновою кислотою.

Для аналізу відміряють в стакан чи іншу посудину з хімічно-стійкого скла 50 мл нефільтрованої, добре перемішаної проби. До цієї проби додають 0,15 мл (3 каплі) перекису водню і точно 1,0 мл 37% розчину сірчаної кислоти. Паралельно проводять холостий дослід з 50 мл дистильованої води. Суміш нагрівають до 160° С, і випаровують протягом 6 год. Мінералізована проба повинна бути чистою і безколірною інакше потрібно все повторяти. Після охолодження пробу доводять до об'єму 30 мл дистильованою водою, деякий час кип'ятять, охолоджують і кількісно переносять в колбу, доводячи об'єм до 50 мл. Після цього починають визначати ортофосфат іони. Для цього до проби додають 2 мл розчину аскорбінової кислоти. Суміш перемішують. Далі вимірюють оптичну густину в проміжку часу від 5 до 15 хв. Від знайденої величини віднімають значення оптичної густини холостого досліду. Вміст загального фосфору (X) в мг/л знаходять згідно формули:

X - (с * 50) / V

де: с - концентрація РО знайдена на калібровальній кривій, мг/г;

V - об'єм проби взятої для визначення мл;

50 - об'єм проби, до якої була розведена проба, мл.

Калібрувальна крива: В ряд колб наливають 0; 1,0; 2,5; 5,0; 10,0; 25,0; 50,0; робочого стандартного розчину, який виготовляють шляхом розчинення фосфату калію (КН2РО4) - 0,7165 в дистильованій воді, добавляючи 2 мл хлороформу і доводячи об'єм дистильованою водою до 1 л. 1 мл такого розчину містить 0,5 мг РО.

10 мл стандартного розчину доводять дистильованою водою до об'єму 1 л. Цей розчин містить уже 0,05 мг РО 50 мл цього розчину доводять до об'єму 250 мл дистильованою водою і вміст РО в ньому буде становити уже 0,01 мг/л РО

Об'єм розчинів в усіх колбах доводять до 50 мл дистильованою водою. В одержаних розчинах, концентрації, яких відповідають 0; 0,02; 0,05; 0,10; 0,20; 0,50; 1,00 РО- визначають оптичну густину і будують калібрувальну криву в координатах: оптична щільність - концентрація фосфат іонів.

Визначення присутності у воді іонів металів та інших речовин. Залізо постійно присутнє у поверхневих водах. Концентрація його залежить від геологічної будови і гідрологічних умов басейну річки. Високий вміст заліза у воді свідчить про її забруднення шахтними або промисловими стічними водами, особливо водами металообробних підприємств, протравлювальних цехів тощо. Надлишок вмісту заліза у воді іноді приводить до зміни її споживчої якості. Тому слід час від часу слідкувати за вмістом заліза у відповідних водних об'єктах. Для цього можна використати простий доступний метод його визначення на місці відбору проб. В пробірку наливають 10 мл проби, додають каплю концентрованої азотної кислоти декілька капель 5 % розчину роданіду калію. При концентрації заліза біля 0,1 мг/г появляється рожеве забарвлення розчину, а при більш високій концентрації - червоне.

Таким же доступним способом можна визначити і вміст у воді марганцю: пробу об'ємом 10-50 мг підкислюють декількома каплями 25% розчину азотної кислоти. Потім, по каплях, добавляють 5% розчин нітрату срібла до тих пір, поки розчин помутніє. Після цього добавляють біля 0,5 г персульфату амонію або калію і нагрівають до кипіння. В присутності марганцю в кількості 0,1 мг/л і вище розчин забарвлюється у блідо-рожевий колір.

Для визначення наявності цинку у воді відбирають пробу об'ємом 50 мл., добавляють кілька капель концентрованої соляної кислоти і, після переміщування, приблизно 20 мл ацетатного буферного розчину - 3 мл розчину тіосульфату натрію (50 г Na2S2О3 * 5Н2О в 30 мл дистильованої води) і 3 мл розчину дістізону; суміш добре перемішують. У присутності цинку колір органічного шару переходить у фіолетовий, або червоний.

Для визначення присутності в річковій воді сульфатів необхідно взяти близько 10 мл проби, підкислити її кількома каплями соляної кислоти і додати 0,5 мл 10% розчину хлориду барію. При концентрації у воді сульфатів 5-50 мг/л виникає опалесценція, або слабке помутніння, при більш високій концентрації випадає осад.

Якісно можна визначити присутність у водах також фенольних сполук. Для цього до конічної колби об'ємом 200 мл наливають 100 мл проби, добавляють розчин хлорного вапна, або хлорну воду у такому ж об'ємі, що було внесено 0,05 мг активного хлору. Через 10 хв. визначають (спочатку на холоді, потім при нагріванні) наявність характерного "аптечного запаху".

Часто приходиться мати справу з забрудненням річкової води жировими компонентами стічних вод. Для того, щоб бути впевненому, що існує саме таке забруднення потрібно взяти невеликий кусочок камфори (або п-фенілендіаміну) величиною з рисове зерно і внести на поверхню проби води. У присутності масел камфора залишається на тому ж місці. При відсутності масел камфора швидко переміщується по поверхні води.

Отже, для визначення придатності води для тих чи інших своїх потреб, суспільство користується поняттям якість води. Це поняття вбирає в себе кількісну і якісну характеристики хімічного складу та фізичних властивостей води.

Розділ 3. Дослідження якості води в басейні річки Стир

3.1 Загальна характеристика басейну річки Стир

Річка Стир бере початок із заболоченої балки на південно-східній окраїні с. Пониква Бродівського району Львівської області, тече Малим Поліссям, Волинською височиною і Поліською низовиною. Напрям течії річки з півдня на північ зумовлений загальним зниженням у цьому напрямку висотних відміток. У верхній та середній течії звужені трапецієвидні ділянки (0,2-0,5 км) чергуються з коритоподібними розширеними (до 3-5 км); у пониззі долина річки невиразна.

Заплава двохстороння (шириною від 50-100 м у верхній частині до 1,5 - 2,0 км у пониззі), заболочена, із численними старицями.

Загальна довжина річки становить 494 км (у т. ч. в межах України - 445 км, в межах Волинської області -235 км). Площа басейну - 12900 км2, в т.ч. вище м. Луцька - 7200 км. Загальне падіння річки - 119,4 м (0,21 м/км), похил - 0,34 м/км, лісистість басейну - 22 %, заболоченість - 14%. Стир має понад 10 приток, із них основні: Слонівка, Іква, Кормин, Стубла (праві); Липа. Чорногузка, Сірна, Річиця (ліві).

Русло звивисте, місцями каналізоване, в нижній течії розгалужене. Ширина: у верхів'ї - 2-10 м; у пониззі - 30-50 м. Глибина: на плесах - 2,0-3,5 м, на перекатах - 0,5-1,5 м. Швидкість течії становить 0,2-0,5 м/с. Дно річки переважно рівне, на плесах - мулисто-піщане; на окремих перекатах - нерівне, кам'янисте.

За гідрологічним режимом р. Стир належить до східноєвропейського типу. Живлення річки мішане, із переважанням снігового. Режим характеризується яскраво вираженою повінню та досить тривалим меженним періодом. Весняний підйом рівня води припадає на першу декаду березня і проходить інтенсивно. Найвищий рівень підйому становить 0,3-2,5 м у верхній течії та 1,5-2,3 м у нижній. Інтенсивність підйому води становить 0,2-0,5 м/добу, але були й випадки з інтенсивністю до 1 м/добу. Найвищий рівень води при високій повені досягає 3,8-4,5 м ум. (над умовним рівнем водомірного посту Луцьк). Абсолютний максимум рівня води був відмічений 7-8 квітня 1932 р. (5,15 м). Найчастіше повінь має 1 пік, але якщо в цей час відбувається чергове різке похолодання або значні опади, то може мати і 2 піки. Загальна тривалість повені становить 50-90 днів. Тривалість меженного періоду влітку становить 130-150 днів. Літня межень триває з травня до листопада, а зимова - із грудня до лютого. Абсолютні мінімуми рівня води при літній межені - 0,27 м ум. (13 серпня 1963 p.), а взимку - 0,08 м ум. (13 грудня 1961 p.). Під час межені на річці спостерігаються дощові паводки. Висота рівня води може досягати на 2,0-2,6 м ум. Максимум відмічено 2 липня 1948 р. (4,24 м ум.). Найвищі рівні паводків значно нижчі, ніж найвищі рівні весняної повені. Стир починає замерзати на початку грудня з появою заберегів і "сала". Льодостав установлюється приблизно 1 січня, хоча бувають роки, коли річка практично не замерзає. В середині березня відбувається відкриття ріки від льоду. Спочатку з'являються промоїни і закраїни. Льодохід триває 2-10 днів.