Определение гидрохимического индекса загрязнения воды (ИЗВ)

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД

Цель работы

1) Определить гидрохимический показатель загрязнения воды (ИЗВ).

 

Определение гидрохимического индекса загрязнения воды (ИЗВ)

Гидрохимический ИЗВ является аддитивным показателем и представляет собой среднюю долю превышения ПДК по строго лимитированному числу индивидуальных ингредиентов и вычисляется по формуле:

(1)

где n – число показателей, используемых для расчета индекса; С_i – концентрация химического вещества в воде, мг/л; ПДК_i – предельно допустимая концентрация вещества в воде, мг/л.

При определении ИЗВ для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового видов водопользования расчет ведут по величине ПДК_в для шести компонентов, имеющих наибольшую кратность превышения (С/ПДК_в), т.е. n = 6. В число шести основных, так называемых «лимитируемых» показателей, входят в обязательном порядке концентрация растворенного кислорода и значение БПК₅.

Учитывая, что показатель биохимического потребления кислорода (БПК₅) является интегральным показателем наличия легкоокисляемых органических веществ (ПДК для БПК_полн − 3 мг О₂/л), а также то, что с увеличением содержания легкоокисляемых органических веществ (уменьшением содержания растворенного кислорода) качество вод снижается более резко.

Внимание! Для кислорода находится отношение ПДК_i к C_i.

В зависимости от категории водоема величина БПК5 регламентируется следующим образом: не более 3 мгO₂/дм³ для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования и не более 6 мгO2 /дм3 для водоемов хозяйственно-бытового и культурного водопользования. Для морей (I и II категории рыбохозяйственного водопользования) пятисуточная потребность в кислороде (БПК5) при 20оС не должна превышать 2 мгO2/дм3.

Величины БПК5 в водоемах с различной степенью загрязненности [17].

Степень загрязнения (классы водоемов)	БПК5
Очень чистые	0.5 - 1.0
Чистые	1.1 - 1.9
Умеренно загрязненные	2.0 - 2.9
Загрязненные	3.0 - 3.9
Грязные	4.0 - 10.0
Очень грязные	> 10.0

Для водоемов, загрязненных преимущественно хозяйственно-бытовыми сточными водами, БПК5 составляет обычно около 70% БПКполн..

Физико-географическая зональность природных вод

Окисляемость	мгО/л	Зона
Очень малая	0 - 2	Высокогорье
Малая	2 - 5	Горные районы
Средняя	5 - 10	Зоны широколиственных лесов, степи, полупустыни и пустыни, а также тундра
Повышенная	15 – 20	Северная и южная тайга

Окисляемость подвержена закономерным сезонным колебаниям. Их характер определяется, с одной стороны, гидрологическим режимом и зависящим от него поступлением органических веществ с водосбора и, с другой,- гидробиологическим режимом.

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого водопользования величина ХПК не должна превышать 15 мгО/дм3; в зонах рекреации в водных объектах допускается величина ХПК до 30 мгО/дм3.

Классификация качества, состояние водных ресурсов и возможности использования воды отражены в табл. 1.

Таблица 1

Классификация качества и возможности использования воды в водоемах

различного вида водопользования

Классы качества вод	Качественное состояние воды	Водопользование
хозяйственно-питьевое	культурно-бытовое
	Очень чистые	Пригодна с обеззараживанием	Вполне пригодна
	Чистые	Пригодна с хлорированием	Вполне пригодна
	Умеренно загрязненные	Пригодна со стандартной очисткой	Пригодна
	Загрязненные	Пригодна только со специальной очисткой в случае технико-экономической целесообразности	Использование сомнительно
	Грязные	Непригодна	Непригодна
	Очень грязные	Непригодна	Непригодна
	Чрезвычайно грязные	Непригодна	Непригодна

 

В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяются по качеству на 7 классов, представленных в табл. 2.

 

Таблица 2

Классификация качества воды водоемов в зависимости от комплексного ИЗВ

Качественное состояние воды	Значения ИЗВ	Класс качества воды
Очень чистые	< 0,2
Чистые	0,2 – <1,0
Умеренно загрязненные	1,0 – <2,0
Загрязненные	2,0 – 4<,0
Грязные	4,0 – <6,0
Очень грязные	6,0 – <10,0
Чрезвычайно грязные	≥ 10,0

Задание к работе

Река Т. используется по многоцелевому назначению. На различных участках реки вода используется для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд населения. Загрязнение воды может быть от недостаточно очищенных сбросов сточных вод различных предприятий, а также от смыва с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты. Необходимо определить экологическое состояние и пригодность водоема для указанных видов водопользования, а также предложить способы решения возникающих проблем.

В табл. 3 и 4 приведены данные химического анализа воды по содержанию в ней токсичных металлов и справочные данные для определения величины ИЗВ.

 

Таблица 3

Результаты химического анализа воды по содержанию в ней катионов токсичных металлов

№ вар	БПК5, мгO2/дм3	ХПК, мгO2/дм3	Концентрация С, мг/л
Al3+	As3+	Cu2+	Fe3+	Hg2+	Mn2+	Ni2+	Pb2+	Zn2+
			0,15	0,03	2,0	0,1	0,001	0,05	0,35	0,05	0,2
	2,5		0,03	0,02	1,0	0,2	0,001	0,07	0,16	0,70	0,1
			0,02	0,01	0,5	0,1	0,001	0,20	0,25	0,05	1,0
			0,02	0,07	0,5	0,2	0,001	0,30	0,46	0,02	2,0
	1,7		0,30	0,01	2,0	0,5	0,001	0,05	0,34	0,02	0,05
	2,2		0,02	0,10	0,2	0,1	0,001	0,05	0,33	0,02	0,5
	3,1	5,5	0,01	0,02	0,1	0,2	0,001	0,07	0,08	0,05	7,0
	2,4	6,5	0,002	0,01	0,5	0,1	0,003	0,03	0,37	0,03	2,0
	3,2	7,5	0,01	0,03	2,0	2,0	0,001	0,50	0,03	0,05	0,5
	3,3	8,5	0,02	0,02	0,1	0,1	0,001	0,05	0,05	0,02	0,5
	4,2	9,5	0,03	0,05	1,5	0,6	0,001	0,30	0,31	0,05	1,5
	1,9	10,5	0,01	0,10	1,8	0,2	0,002	0,05	0,25	0,03	1,0
	2,6		0,02	0,05	0,5	0,15	0,001	0,10	0,10	0,07	0,5
	2,7		0,01	0,02	0,1	0,3	0,001	0,03	0,48	0,02	1,0
	2,8		0,30	0,03	0,3	1,6	0,001	0,25	0,36	0,03	0,5

 

Таблица 4

Предельно допустимые концентрации и класс опасности катионов металлов в воде

Показатель	Металлы
Al3+	As3+	Cu2+	Fe3+	Hg2+	Mn2+	Ni2+	Pb2+	Zn2+
ПДКв, мг/л	0,5	0,05		0,3	0,0005	0,1	0,1	0,3
Класс опасности