Лекция № 6. Организация наблюдений за поверхностными водными объектами

Организация наблюдений за поверхностными водными объектами

Для проведения мониторинга вод суши организуются:

- стационарная сеть пунктов наблюдений за естественным составом и загрязнением поверхностных вод;

- специализированная сеть пунктов для решения научно-исследовательских задач;

- временная экспедиционная сеть пунктов.

Основные задачи систематических наблюдений за качеством поверхностных вод:

• систематическое получение как отдельных, так и осредненных во времени и пространстве данных о качестве воды;

• обеспечение хозяйственных органов, а также заинтересованных организаций систематической информацией и прогнозами изменения гидрохимического режима и качества воды водоемов и водотоков и экстренной информацией о резких изменениях загрязненности воды.

К задачам специальных наблюдений и исследований, определяемым в каждом конкретном случае, относятся:

• установление основных закономерностей процессов самоочищения;

• определение влияния накопленных в донных отложениях загрязняющих веществ на качество воды;

• составление балансов химических веществ водоемов или участков водотоков;

• оценка выноса химических веществ через замыкающий створ рек;

• оценка выноса химических веществ с коллекторно-дренажными водами и др.

В основе организации и проведения наблюдений за качеством поверхностных вод лежат следующие принципы: комплексность и систематичность наблюдений, согласованность сроков их проведения с характерными фазами гидрологического режима (весеннее половодье, летнюю межень, летние и осенние дождевые паводки, ледостав, зимнюю межень), определение показателей качества воды едиными методами.

Установление местоположения створов в пунктах наблюдений

Под пунктом наблюдения следует понимать место на водоеме или водотоке, в котором производят комплекс работ для получения данных о качестве воды.

Пункты наблюдений организуют в первую очередь на водоемах и водотоках, имеющих большое народнохозяйственное значение, а также подверженных значительному загрязнению промышленными, хозяйственно-бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами. На не загрязненных сточными водами водоемах и водотоках или их участках создаются пункты для фоновых наблюдений.

Пункты наблюдений организуют на водоемах и водотоках в районах:

- расположения городов и крупных поселков, сточные воды которых сбрасываются в водоемы и водотоки;

- сброса сточных вод отдельно стоящими крупными промышленными предприятиями, территориально производственными комплексами, организованного сброса сельскохозяйственных сточных вод;

- мест нереста и зимовья ценных и особо ценных видов промысловых организмов;

- предплотинных участков рек, являющихся важными для рыбного хозяйства;

- пересечения реками государственных границ;

- замыкающих створов больших и средних рек;

- устьев загрязненных притоков больших водоемов и водотоков.

В пунктах наблюдений организуют один или несколько створов. Под створом понимают условное поперечное сечение водоема или водотока, в котором производится комплекс работ для получения данных о качестве воды. Местоположение створов устанавливают с учетом гидрометеорологических и морфологических особенностей водного объекта, расположения источников загрязнения, количества, состава и свойств сбрасываемых сточных вод, интересов водопользователей и водопотребителей.

Один створ устанавливают на водотоках при отсутствии организованного сброса сточных вод в устьях загрязненных притоков, на незагрязненных участках водотоков, на предплотинных участках рек, на замыкающих участках рек, в местах пересечения государственной границы.

При наличии организованного сброса сточных вод устанавливают на водотоках два створа и более. Один из них располагают выше источника загрязнения (вне влияния рассматриваемых сточных вод), другие – ниже источника (или группы источников) загрязнения в месте полного смешения. Химический состав воды в пробе, отобранной в створе выше источника загрязнения, характеризует фоновые показатели качества воды водотока в данном пункте. Сравнение фоновых показателей с показателями качества воды в пробе, отобранной ниже источника загрязнения, позволяет судить о характере и степени загрязненности воды под влиянием источников загрязнения данного пункта. Изменение химического состава воды в пробах, отобранных в первом после сброса сточных вод створе и в расположенных ниже створах, дает возможность оценить самоочищающую способность водотока.

Верхний (первый) фоновый створ устанавливают в 1 км выше первого источника загрязнения. Выбор створов ниже источника (или группы источников) загрязнения осуществляют с учетом комплекса условий, влияющих на характер распространения загрязняющих веществ в водотоке. Необходимо, чтобы нижний створ характеризовал состав воды в целом по сечению, т.е. был расположен в месте достаточно полного (не менее 80%) смешения сточных вод с водой водотока.

При наличии группы источников загрязнения верхний (фоновый) створ располагают выше первого источника, нижний – ниже последнего.

Количество горизонтов на вертикали определяется глубиной водоема или водотока в месте измерения: при глубине до 5 м устанавливается один горизонт (у поверхности – в 0,2–0,3 м от поверхности воды летом и у нижней поверхности льда зимой), при глубине от 5 до 10 м – два (у поверхности и в 0,5 м от дна), а при глубине более 10 м – три (дополнительно промежуточный, расположенный на половине глубины).

Программы наблюдений за качеством воды

Параметры, определение которых предусмотрено обязательной программой наблюдений за качеством поверхностных вод по гидрохимическим и гидрологическим показателям, приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Параметры обязательной программы наблюдений

Параметры Единицы измерения

Расход воды (на водотоках) м3/с

Скорость течения воды

(на водотоках) м/с

Уровень воды (на водоемах) м

Визуальные наблюдения -

Температура °С

Цветность градусы

Прозрачность см

Запах баллы

Кислород мг/дм3

Диоксид углерода мг/дм3

Взвешенные вещества мг/дм3

Водородный показатель (рH) -

Окислительно-восстановительный потенциал (Еh) мВ

Хлориды (Cl-) мг/дм3

Сульфаты (SO42-) мг/дм3

Гидрокарбонаты (HCO3-) мг/дм3

Кальций (Ca2+) мг/дм3

Магний (Mg2+) мг/дм3

Натрий (Na+) мг/дм3

Калий (К+) мг/дм3

Сумма ионов (Sи) мг/дм3

Аммонийный азот (NH4+) мг/дм3

Нитритный азот (NO2-) мг/дм3

Нитратный азот (NO3-) мг/дм3

Минеральный фосфор (PO43-) мг/дм3

Железо общее мг/дм3

Кремний мг/дм3

БПК5 мгО2/дм3

ХПК мгО/дм3

Нефтепродукты мг/дм3

СПАВ мг/дм3

Фенолы (летучие) мг/дм3

Пестициды мг/дм3

Тяжелые металлы мг/дм3

Сокращенную программу наблюдений за качеством поверхностных вод по гидрологическим и гидрохимическим показателям подразделяют на три вида:

• Первая программа предусматривает определение расхода воды (на водотоках), уровня воды (на водоемах), температуры, концентрации растворенного кислорода, удельной электропроводности, визуальные наблюдения.

• Вторая программа предусматривает определение расхода воды (на водотоках), уровня воды (на водоемах), температуры, рН, удельной электропроводности, концентрации взвешенных веществ, ХПК, БПК5, концентрации 2–3 загрязняющих веществ, основных для воды в данном пункте контроля, визуальные наблюдения.

• Третья программа предусматривает определение расхода воды, скорости течения (на водотоках), уровня воды (на водоемах), температуры, рН, концентрации взвешенных веществ, концентрации растворенного кислорода, БПК5, концентрации всех загрязняющих воду в данном пункте контроля веществ, визуальные наблюдения.

Гидрохимические показатели качества природных вод в пунктах контроля сопоставляют с установленными нормами качества воды.

Программы и периодичность наблюдений по гидрохимическим показателям для пунктов различных категорий приведены в табл. 2.

Таблица 2. Программы и периодичность наблюдений для пунктов различных категорий

Периодичность проведения контроля Категория пунктов наблюдения

I II III IV

Ежедневно Сокращенная программа 1 Визуальные наблюдения - -

Ежедекадно Сокращенная программа 2 Сокращенная программа 1 - -

Ежемесячно Сокращенная программа 3 -

В основные фазы водного режима Обязательная программа

Классификация вод по интегральным показателям качества

К категории наиболее часто используемых показателей для оценки качества водных объектов относят гидрохимический индекс загрязнения воды ИЗВ. Индекс загрязнения воды, как правило, рассчитывают по шести–семи показателям, которые можно считать гидрохимическими; часть из них (концентрация растворенного кислорода, водородный показатель рН, биологическое потребление кислорода БПК5) является обязательной.

, где

Ci – концентрация компонента (в ряде случаев – значение параметра);

N – число показателей, используемых для расчета индекса;

ПДКi – установленная величина для соответствующего типа водного объекта.

В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяют на классы (табл.3). Индексы загрязнения воды сравнивают для водных объектов сходного типа, для одного и того же водотока (по течению, во времени, и так далее).

Таблица 3

Классы качества вод в зависимости от значения индекса загрязнения воды

Воды Значения ИЗВ Классы качества вод

Очень чистые до 0,2 1

Чистые 0,2–1,0 2

Умеренно загрязненные 1,0–2,0 3

Загрязненные 2,0–4,0 4

Грязные 4,0–6,0 5

Очень грязные 6,0–10,0 6

Чрезвычайно грязные >10,0 7

Индекс загрязнения воды следует отнести к интегральным характеристикам состояния.