Оцінювання і прогнозування якості води

Для вирішення багатьох водоохоронних завдань не­обхідна узагальнена інформація про стан водних об'єк­тів, яка дає змогу комплексно оцінювати як ступінь їх забрудненості, так і здатність до самоочищення. Оціню­вання і класифікація якості води базуються на системі контрольних показників, з якими порівнюється якість досліджуваної води. Застосовують одиничні, опосеред­ковані (непрямі) та комплексні оцінки забрудненості поверхневих вод за гідрохімічними показниками. Саме комплексні оцінки дають точнішу і об'єктивнішу ін­формацію про якість поверхневих вод.

Комплексне оцінювання забрудненості поверхневих вод — ін­формація про забруднення або про якість води, виражена за до­помогою певних систем показників або обмеженої сукупності ха­рактеристик її складу і властивостей, які порівнюються з критері­ями якості води чи нормами для певного виду водокористування чи водоспоживання.

Оцінювання проводять не тільки з метою встанов­лення ступеня забрудненості вод або аналізу придатності їх для певних видів водокористування, а і з метою прогнозування змін її хімічного складу.

Прогнозування якості поверхневих вод — наукова діяльність, спрямована на виявлення і вивчення можливих альтернатив май­бутнього розвитку загального стану та змін якісних і кількісних ха­рактеристик води.

Прогнозування хімічного складу природних вод має надзвичайно важливе значення для розвитку усіх галу­зей водогосподарського комплексу, промисловості, сільського господарства, рекреаційних зон, екологіч­них заходів.

Оцінювання якості води в річках і водоймищах в умовах антропогенної дії

При використанні водного об'єкта з конкретною ме­тою необхідно оцінити властивості та склад води з точки зору їх придатності для водокористування, тобто оціни­ти кількість та якість води. Багаторічні та сезонні коли­вання річкового стоку і запасів прісних вод у водоймах зумовлюють нерівномірність розподілу в часі обсягу вод­них ресурсів. Проблеми з водозабезпеченням виникають у маловодні періоди, коли на річках спостерігається різке зменшення витрат води, а на озерах — падіння рівня. Меженний період на річках може продовжуватись протягом літньо-осінньо-зимового періодів, що становить 6—8 місяців. Меженний стік у десятки і навіть сотні ра­зів менший від стоку повені і паводків. Мінімальний стік територією розподіляється дуже нерівномірно. Це лімітує водоспоживання, що разом зі збільшенням об'єму стічних вод зумовлює необхідність комплексно­го вирішення проблеми водозабезпечення, тому інфор­мація про формування якості води в період низького стоку особливо важлива.

Відповідно до Водного кодексу України оцінка якос­ті води здійснюється на основі нормативів екологічної безпеки водокористування та екологічних нормативів якості води водних об'єктів.

Оцінка якості води на основі нормативів екологічної безпеки водокористування. Діючі нормативи дають змогу оцінити якість води, яка використовується для комунально-побутового, господарсько-питного та рибогосподарського водокористування.

До комунально-побутового водокористування належить застосування водних об'єктів для купання, занять спортом та відпочинку.

Господарсько-питне водокористування охоплює використання водних об'єктів як джерел господарсько-питного водопостачання та для водопостачання підпри­ємств харчової промисловості.

До рибогосподарського водокористування відносять експлуатацію водних об'єктів як середовища існування риб та інших водних організмів. Водні об'єкти рибогосподарського призначення поділяють на об'єкти вищої категорії — місця розміщення нерестилищ, масового нагулу та зимуваль­них ям особливо цінних видів риб та інших промисло­вих водних організмів, а також охоронні зони господарств будь-якого типу для штучного розведення та ви­рощування риб, інших водних рослин і тварин; об'єкти першої категорії — водні об'єкти для збереження і від­творення цінних видів риб, що мають високу чутливість до вмісту кисню та об'єкти другої категорії — водні об'єкти, що використовуються для інших водогосподар­ських цілей. Різні ділянки одного водного об'єкта можуть належати до різних категорій водокористування.

Придатність води для забезпечення народногосподарських потреб визначається через оцінювання її хі­мічного, фізичного та біологічного показників. Ці показники є диференційованими, оскільки вимоги до якості води визначаються видом водокористування. Найбільш жорсткі норми якості води передбачені при використанні її для питних потреб.

Нормативна база оцінки якості води формується на основі загальних вимог до складу та властивостей води і значень гранично допустимих концентрацій речовин у воді водних об'єктів. Загальні вимоги визначають допус­тимі склад та властивості води, які оцінюються найваж­ливішими фізичними, бактеріологічними та узагальне­ними хімічними показниками. Вони можуть задаватися у вигляді певної величини, зміни значення показника в результаті впливу зовнішніх факторів або у вигляді якісної характеристики показника.

Гранично допустима концентрація (ГДК) — рівень концентрації речовин у воді, за перевищення якого вона вважається непридат­ною для певного виду водокористування.

Усі речовини за характером негативного впливу по­діляють на 5 груп. Кожна група об'єднує речовини одна­кової ознаки впливу, яку називають ознакою шкідли­вості. Одна і та ж сама речовина у різних концентраціях може спричинювати різні ознаки шкідливості.

Лімітуюча ознака шкідливості (ЛОШ) — ознака шкідливості, яка з'являється при найменшій концентрації речовини.

До І групи віднесені речовини, до яких висуваються загальні вимоги щодо обсягу розчиненого кисню, БСК₅, зважених речовин, водневого показника (рН), мінералі­зації; ознака шкідливості — загальносанітарна. У II групу увійшли речовини із санітарно-токсикологічни­ми лімітуючими ознаками шкідливості: SO₄, СІ, Са, Mg, Na, K, NO₃, Cr; ознака шкідливості — санітарно-токси­кологічна. До III групи належать речовини токсикологічної ЛОШ (N — NH₄, N — NO₂, СПАВ, Cu, Zn, Ni); оз­нака шкідливості — токсикологічна. До IV групи відно­сять речовини рибогосподарських ЛОШ: феноли, нафтопродукти; ознака шкідливості — рибогосподарська. V група охоплює речовини з органолептичними ЛОШ: Fe₃ та ін.; ознака шкідливості — органолептична.

Оцінюючи якість води у водоймах комунально-побутового та господарсько-питного водокористування, з'ясовують також клас шкідливості речовини. Його визначають залежно від токсичності, кумулятивності, мутагенності та ЛОШ речовини. Розрізняють чотири класи шкідливості речовин: перший — надзвичайно шкідливі; другий — високошкідливі; третій — шкідливі; четвертий — помірно шкідливі.

При оцінюванні якості води використовують прин­цип адитивності — односпрямованої дії, відповідно до якого належність кількох речовин до однієї і тієї самої ЛОШ виявляється у підсумовуванні їх негативного впливу.

Екологічна оцінка якості поверхневих вод суші та естуаріїв України. Екологічні нормативи якості води для оцінки стану водних об'єктів визначають на основі екологічної класифікації поверхневих вод. Залежно від значень параметрів якості води поверхневі води відно­сять до певної категорії та класу якості води, які з'ясо­вують за певною методикою.

В Україні у 1994 р. Міністерством охорони навколишнього природного середовища та ядерної безпеки України було розроблено і запроваджено «Екологічну оцінку якості поверхневих вод суші та естуаріїв України» (КНД 211.1.4.010-94). Цей документ є основою для оцінки якості поверхневих вод суші та естуаріїв (діля­нок гідросфери, які є перехідними зонами між повер­хневими водами суші та морями) України з екологічних позицій і отримання інформації про стан екосистем вод­них об'єктів.

Екологічна оцінка якості вод — віднесення води до певного кла­су, категорії згідно з екологічною класифікацією на підставі аналі­зу значень показників її складу і властивостей.

Екологічна оцінка якості вод дає інформацію про воду як складову водної екосистеми, життєве середовище гідробіонтів і важливу частину природного середовища людини.

Водна екосистема — екологічна система водного об'єкта, в якій нерозривно поєднуються неживе середовище та біота (складний комплекс угруповань і популяцій рослин, тварин, мікроорганізмів).

Екологічну характеристику якості поверхневих вод суші та естуаріїв України надають за екосистемним принципом. її об'єктивність забезпечує широкий ком­плекс показників, які характеризують абіотичну і біо­тичну складові водних екосистем.

Екологічна оцінка якості є основою для з'ясування тенденцій її змін в часі і просторі, визначення впливу антропогенного навантаження на екосистеми водних об'єктів, оцінки змін стану водних ресурсів, вирішення економічних і соціальних питань, пов'язаних із забез­печенням охорони довкілля, інформування громадськості, а також оцінювання обсягів впливу людської діяльності на навколишнє середовище, визначення певних водоохоронних регламентів і застережень (сто­совно кожного водного об'єкта окремо), планування і здійснення водоохоронних заходів та оцінки їх ефективності.

Комплекс показників для оцінки якості поверхневих вод формують загальні та специфічні показники. Загальні показники, до яких належать показники сольово­го складу і трофо-сапробності вод (еколого-санітарні), характеризують звичайні властиві водним екосистемам інгредієнти, концентрації яких можуть змінюватися під впливом господарської діяльності. Специфічні показники характеризують вміст у воді забруднюючих речовин токсичної і радіаційної дії.

Система оцінки якості поверхневих вод суші та естуаріїв України охоплює три блоки показників:

—блок показників сольового складу;

—блок трофо-сапробіологічних (еколого-санітарних) показників;

—блок специфічних показників токсичної і радіаційної дії.

Оцінка сольового складу поверхневих вод передбачає:

1) визначення мінералізації, або галинності (від гр. hals — сіль) вод (табл. 4. 8);

2) визначення класу, групи і типу вод за йонним складом (співвідношенням основних йонів)

Ступінь мінералізації вод, г/дм

Прісні води	Солонуваті води	Солоні води, %
гапогалинні	олігогалинні	мезогалинні	полі-галинні	евга-линні	ультра-галинні
β	α	β	α	β	α
< 0,10	0,10— 0,50	0,51— 0,75	0,76— 1,00	1,01— 5,00	5,01— 18,00	18,01— 30,00	30,01— 40,00	> 40,0

Класифікація води за йонним складом

Клас

Гідрокарбонатні (С)

Сульфатні (S)

Хлоридні (СІ)

Група

Са

Mg

Na

Са

Mg

Na

Са

Mg

Na

Тип

І

ІІ

ІІІ

І

ІІ

ІІІ

І

ІІ

ІІІ

ІІ

ІІІ

IV

ІІ

ІІІ

IV

І

ІІ

ІІІ

ІІ

ІІІ

IV

ІІ

ІІІ

IV

І

ІІ

ІІІ

3) клас води визначають за переважаючими аніона­ми, групу — за переважаючими катіонами, тип води — за співвідношенням між йонами (в еквівалентах):

I. НСО^-₃ > Ca²⁺ + Mg²⁺

II. НСО^-₃< Ca²⁺ + Mg²⁺< НСО^-₃ + SO^2-₄

III. НСО^-₃ + SO^2-₄ < Ca²⁺ + Mg²⁺ або Cl > Na

IV.НСО^-₃ = 0

4) оцінку якості прісних вод за вмістом компонентів сольового складу, що відображає ступінь їх антропоген­ного забруднення хлоридами, сульфатами та іншими йонами

Дата добавления: 2014-01-11