Поверхностные воды. Современные проблемы науки и образования Качество поверхностных вод
Качество воды определяется ее физическими, химическими и биологическими характеристиками, от которых зависит пригодность воды для того или иного вида ее использования. Химическое загрязнение природных вод, в первую очередь, зависит от количества и состава сточных вод промышленных предприятий и коммунального хозяйства, сбрасываемых в водные объекты. Значительная часть загрязняющих веществ поступает в водные объекты также в результате их смыва талыми и дождевыми водами с территорий населенных пунктов, промплощадок, сельскохозяйственных полей, животноводческих ферм. Низкое качество воды может быть вызвано и естественными факторами (геологические условия, питание рек водами с большим содержанием органики и т.п.).
Из всех видов поступления загрязняющих веществ в водные объекты, количественной оценке поддаются лишь регистрируемые сбросы сточных вод. На карте фоном показан годовой сброс растворенных загрязняющих веществ в составе сточных вод (в условных тоннах), приходящийся на 1 кв. км территории соответствующего водохозяйственного участка, каковым чаще всего являются водосбор средней по размеру реки или отдельные части бассейна крупной реки, иногда – водосбор озера. Условные тонны определяются с учетом вредности (опасности) отдельных загрязняющих веществ путем введения весового коэффициента для каждого вещества, который численно равен обратной величине предельно допустимой концентрации этого вещества. Наиболее распространенные загрязняющие вещества с большими весовыми коэффициентами (100–1000) – , фенолы, нитриты и др. Хлориды и сульфаты, образующие наряду с органикой основную массу веществ, содержащихся в сточных водах, отличаются наиболее низкими весовыми коэффициентами (0,3–0,5).
Наибольшим поступлением массы растворенных веществ в составе сточных вод характеризуются водохозяйственные участки, в пределах которых расположено несколько городов со значительным объемом сточных вод. Аналогичный результат получается при сравнительно небольшом объеме сточных вод, но с загрязняющими веществами, отличающимися большими весовыми коэффициентами. Малой интенсивностью поступления в водные объекты загрязняющих веществ в составе сточных вод отличается, в основном, север Сибири и Дальнего Востока, за исключением участка, в пределах которого расположен г. Норильск.
Основным критерием качеством воды в реках и водоемах является осредненная кратность превышения предельно допустимой концентрации основных загрязняющих веществ их фактическим содержанием в воде, определяемым на Государственной сети наблюдения управлениями по гидрометеорологии и мониторигу окружающей среды Росгидромета.
На водных объектах, не имеющих пунктов стационарного наблюдения за качеством воды, оно определено по аналогии с водными объектами, на которых ведутся такие наблюдения, или на основании экспертной оценки влияния на качество воды комплекса факторов, прежде всего, наличия источников загрязнения природных вод, а также разбавляющей способности водных объектов.
«Чрезвычайно грязные» воды отмечаются в основном в малых реках с низкой разбавляющей способностью. При сбросе в них даже сравнительно небольшого объема сточных вод среднегодовая концентрация отдельных загрязняющих веществ может превышать предельно допустимую концентрацию в 30–50, а иногда более, чем в 100 раз. Данный класс присущ некоторым рекам среднего размера (например, Чусовая), в которую сбрасываются сточные воды с большим содержанием наиболее опасных загрязняющих веществ.
К классу «грязных» относятся водные объекты со среднегодовыми концентрациями отдельных загрязняющих веществ до 10–25 предельно допустимой концентрации. Такая ситуация может наблюдаться как на малых, так и на крупных реках или отдельных их участках. Загрязнение некоторых крупных рек (например, Иртыш) связано с судоходством.
«Значительно загрязненные» водные объекты характеризуются среднегодовыми концентрациями загрязняющих веществ до 7–10 предельно допустимой концентрации. Они типичны для многих водных объектов, расположенных в наиболее экономически развитых районах Европейской части России и Урала. Загрязнение рек связано, в основном, с добычей , реки – с золотодобывающей промышленностью, рек и Нижняя Тунгуска - со смывом загрязняющих веществ с территорий береговых хозяйственных объектов. Источником загрязнения рек, протекающих в залесенной местности, может служить сплав леса, особенно молевой.
В «слабо загрязненных» водных объектах среднегодовые концентрации отдельных загрязняющих веществ в 2–6 раз превышают предельно допустимую концентрацию, а в «условно чистых» – это может наблюдаться лишь в короткие периоды времени.
Водные объекты “слабо загрязненных” и “условно чистых” рек преобладают на севере Европейской части России, и Дальнего Востока.
Несмотря на то, что объемы сброса загрязненных сточных вод в целом по России в 2000-е гг., по сравнению с началом 1990-х гг., уменьшились на 20–25%, улучшения качества воды не наблюдается, а нередко отмечается даже его ухудшение. Это объясняется рядом причин, в том числе значительным накоплением загрязняющих веществ в донных отложениях рек и , а также, в почвах и грунтах их бассейнов, снижением эффективности работы очистных сооружений, участившимися случаями аварийного загрязнения природных вод. Отчасти ухудшение показателей качества воды связано с ужесточением предельно допустимой концентрации для некоторых веществ (например, железа).
Среди загрязняющих веществ, содержащихся в поверхностных водах, наиболее часто (в 50-80% проб) значения предельно допустимой концентрации превышает содержание меди (Сu) и железа (Fe), а также значение биологического потребления кислорода, характеризующее содержание легкорастворимых органических веществ. 10-кратное превышение предельно допустимой концентрации более, чем в 10% проб отмечено для тех же веществ. Для отдельных регионов России характерно наличие в водных объектах специфических загрязняющих веществ: лигнина, лигносульфанатов, сульфидов, сероводорода, хлорорганических , метанола, соединений ртути. Некоторые загрязняющие вещества переходят из водной среды в донные отложения и могут служить источником вторичного загрязнения вод.
В целом качество воды поверхностных водных объектов в черте города Москвы соответствует нормативам, установленным для водных объектов культурно-бытового назначения (за исключением участка реки Москвы ниже сбросов сточных вод Курьяновских очистных сооружений).
Условно «по качеству» реку Москву в черте города можно разбить на три характерных участка, это:
участок верхнего течения реки - традиционно является наиболее чистым участком в городе Москве, по большинству показателей качество воды стабильно в течение года и очень незначительно изменяется по течению реки. Среднегодовые концентрации анализируемых показателей не превышают установленных нормативов культурно-бытового водопользования.
участок центральной части города -один и самых нестабильных по качеству. Высокая плотность автодорожной сети, городской застройки и огромное количество водовыпусков приводят к тому, что качество воды в реке нестабильно по металлам, взвешенным веществам и нефтепродуктам.
Кроме того, отмечаются существенные колебания концентраций анализируемых показателей как в течение года, так и вдоль реки, что свидетельствует о влиянии наиболее загрязненных притоков и выпусков промышленных сточных вод на данном участке (около 700 - более половины всех водовыпусков). Основным источником загрязнения на данном участке является поверхностный сток с территории автодорожной сети и городской застройки. Однако среднегодовые концентрации анализируемых показателей не превышают установленных нормативов культурно-бытового водопользования.
участок нижнего течения реки - на данном участке наибольшее влияние на экологическое состояние р. Москвы оказывают Курьяновские очистные сооружения (КОС), после выпуска которых в р. Москва резко увеличивается концентрация прежде всего биогенных элементов - ионов аммония, нитритов, фосфатов
Анализ результатов наблюдений в 2012 году показал, что качество воды в р.Москва по среднегодовым концентрациям анализируемых показателей соответствовало нормативам, установленным для водных объектов культурно-бытового назначения* за исключением содержания в воде органического загрязнения. Уровень содержания труднорасстворимой
органики (по ХПК) во всех створах наблюдения находился на уровне ПДК
">ПДК к-б. Уровень содержания иона аммония в нижнем течении реки Москвы в черте города по среднегодовым концентрациям составил 3,97 ПДК — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в среде — концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущее поколение, не снижающее работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. Величины ПДК приведены в мг/ 3 (л, кг).">ПДК к-б.В отдельных пробах зафиксированы превышения допустимого содержания органического загрязнения (до 2 ПДКк-б по ХПК
">ХПК , до 8,5 ПДКк-б по аммонию), металлов (железа до 4,2ПДКк-б, марганца до 1,6 ПДКк-б, никеля до 1,4 ПДКк-б, свинца до 1,2 ПДКк-б, алюминия до 3,6 ПДКк-б, кадмия до 5 ПДКк-б), нефтепродуктов до 5 ПДКк-б, и формальдегида до 4,2 ПДКк-б.В сравнении с предыдущим 2011 годом в р. Москва в черте города отмечено увеличение содержание органического загрязнения (по ХПК — бихроматная окисляемость, наиболее высокая степень окисления; величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых одним из сильнейших химических окислителей. В водоёмах и водотоках подверженных сильному воздействию хозяйственной деятельности человека, изменение окисляемости выступает, как характеристика, отражающая режим поступления сточных вод.
">ХПК и аммонию). В 2011 году среднегодовые значения показателя ХПК — бихроматная окисляемость, наиболее высокая степень окисления; величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых одним из сильнейших химических окислителей. В водоёмах и водотоках подверженных сильному воздействию хозяйственной деятельности человека, изменение окисляемости выступает, как характеристика, отражающая режим поступления сточных вод.">ХПК превышали допустимые нормативы в трех створах наблюдения, в 2012 году - уже в восьми створах наблюдения. Среднегодовая концентрация аммония в нижнем течении р. Москвы увеличилась с 2,92 ПДКк-б в 2011 году до 3,9 ПДК — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в среде — концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущее поколение, не снижающее работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. Величины ПДК приведены в мг/ 3 (л, кг).">ПДК к-б в 2012 году. Также в 2012 году отмечено увеличение содержания в воде формальдегида. В 2011 году среднегодовые концентрации формальдегида во всех створах наблюдения соответствовали установленным нормативам, по итогам 2012 года превышения нормативов были отмечены в четырех створах наблюдения.Кроме того по среднегодовым концентрациям железа и марганца превышения нормативов, наблюдавшиеся в 2010, 2009 годах в 2012 году также как и 2011 году не зафиксированы. Также в 2012 не зафиксированы превышения нормативов культурно-бытового водопользования по среднегодовым концентрациям нефтепродуктов (в предыдущем 2011 году превышения были зафиксированы в двух створах наблюдения.
В течение всего рассматриваемого периода качество воды соответствовало нормативам по содержанию во всех отобранных пробах хлоридов, сульфатов, натрия, сухого остатка, нитратов, нитритов, меди, цинка, кобальта, фенолов, АПАВ, сульфидов, мышьяка, общего и шестивалентного хрома, магния, селена, фторидов и молибдена.
*Для оценки загрязнения снега использовались нормативы содержания загрязняющих веществ в поверхностных водных объектах, установленные для водных объектов культурно-бытового водопользования в соответствии с ГН 2.1. 5. 1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»
Принимаемые меры по улучшению качества поверхностных вод
Важнейшей задачей с точки зрения сохранения благополучного состояния водных объектов является максимально возможная очистка всех городских стоков.
На сегодняшний день мы достигли того, что эффективность очистки, к примеру, поверхностного стока с территорий крупных автодорог (МКАД, 3-е транспортное кольцо) по нефтепродуктам на сооружениях тонкой очистки достигает 97 %. Объем коммунального стока (ОАО «Мосводоканал») за последние 5 лет ежегодно снижается на 5%. Реализуются мероприятия по реконструкции очистных сооружений коммунально-бытовой канализации с переходом на наилучшие технологии удаления биогенных элементов.
Повышенное внимание ежегодно уделяется санитарному состоянию водосборных территорий. Повышение эффективности уборки и очистки водоохранных зон привело с снижению концентраций в реке Москва взвешенных веществ, некоторых металлов и нефтепродуктов. В центральной части города их концентрации стали минимальными за последние пять лет наблюдений. В 2012 году 3 малых реки (Нищенка, Ваганьковский Студенец, Пресня) улучшили свой «класс качества» - интегральный показатель загрязнения по совокупности загрязнителей.
Город всегда уделял большое внимание мероприятиям по снижению негативного воздействия на водные объекты, хотя согласно федеральному законодательству река Москва и ее притоки относятся к собственности Российской Федерации, и полномочия Москвы как субъекта федерации по государственному контролю и надзору за их состоянием ограничены. В двух государственных программах города Москвы - Развитие индустрии отдыха и туризма и Развитие коммунально-инженерной инфраструктуры - предусмотрены мероприятия по модернизации очистных сооружений коммунально-бытовой канализации, реконструкции более 500 км канализационных и водосточных сетей, строительство 14 очистных сооружений дождевой канализации жилой застройки, реабилитации водоемов города Москвы (29 водных объектов) и участков малых рек. Целевыми показателями программ являются увеличение доли сточных вод хозяйственно-бытовой канализации, очищенных до нормативных значений с 80 до 100%, увеличение доли сточных вод дождевой канализации, очищенных до нормативных значений, в общем объеме сточных вод дождевой канализации с 55 до 75%, увеличение площади города, обеспеченной сетями водостока, с 89,4 до 91,6%, снижение загрязнения поверхностного стока нефтепродуктами и взвешенными веществами на 25% и 17% соответственно.
Приоритетными задачами улучшения качества являются:
1. Снижение загрязнения реки Москвы в центральной части города металлами и нефтепродуктами;
2. Снижение загрязнения реки Москвы органикой на выходе из города;
3. Повышение качества воды в малых реках (оно хуже чем в р. Москве вследствие антропогенной трансформации большинства притоков, заключения их в коллектора, нарушения естественной экосистемы и снижения процессов самоочищения водотоков).
По первой проблеме
Основной мерой является повышение эффективности санитарного содержания и уборки территории. Это систематическая работа. Результаты видны: отмечено снижение загрязнения реки Москвы по нефтепродуктам и отдельным металлам (железо, марганец). Среднегодовая концентрация нефтепродуктов в 2012 году в центральной части города стала минимальной за последние пять лет наблюдений.
Первое полугодие 2013 года подтверждает положительную динамику по содержанию в реке Москве нефтепродуктов и металлов в центральной части города.
По второй проблеме
Сброс сточных вод очистными сооружениями коммунально-бытовой канализации приводит к возрастанию концентраций биогенных элементов (аммония, нитритов, фосфатов) в реке Москве ниже по течению. По данным прошедшего 2012 года среднегодовая концентрация аммония на выходе из города составила 3,5 ПДК — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в среде — концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущее поколение, не снижающее работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. Величины ПДК приведены в мг/ 3 (л, кг).
">ПДК к-б.Для улучшения качества очистки сточных вод и совершенствования технологии удаления биогенных элементов ОАО «Мосводоканал» реализуются мероприятия по реконструкции очистных сооружений с использованием современных технологий удаления азота и фосфора и внедрения систем обеззараживания ультрафиолетом .
Комплексная реконструкция очистных сооружений позволит существенно улучшить экологическое состояние основного водотока города - реки Москва.
По третьей проблеме
Малые реки - притоки реки Москвы традиционно отличаются более низким качеством воды, вследствие заключения их в коллектора, снижению интенсивности процессов самоочищения и нарушения экосистемы.
Анализ результатов наблюдений в 2012 году свидетельствует об улучшении качества воды в большинстве притоков р. Москвы (за счет качественной и своевременной санитарной уборки территории). В сравнении с предыдущим 2011 годом отмечено повышение класса качества для рек Неглинка (ЦАО), Нищенка (ЮВАО), и ручей Ваганьковский студенец (ЦАО).
Среднегодовая концентрация железа и марганца в устьях большинства малых рек впервые за последние пять лет наблюдений соответствовала нормативам культурно-бытового водопользования.
Однако проблемы тоже все равно остаются: за прошедший период 2013 года в малых реках отмечалось несоответствие нормативам по содержанию таких металлов как свинец, кадмий, отмечалось повышенное содержание органического загрязнения и взвешенных веществ.
10. Новиков Ю.В., Плитман С.И., Ласточкина К.С. и др. Оценка качества воды по комплексным показателям // Гигиена и санит. 1987. № 10. С. 7-11.
11. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений / Под ред. В.А. Абакумова. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 239 с.
12. Шлычков А.П., Жданова Г.Н., Яковлева О.Г. Использование коэффициента стока загрязняющих веществ для оценки состояния рек // Мониторинг. 1996. №2.
Поступила в редакцию 03.05.05.
The survey of methods of a complex estimation of quality of surface waters
The survey of methods of a complex estimation of quality of surface waters is resulted. The opportunity of use of some of them for an estimation of quality of water objects of Udmurtiya is considered.
Гагарина Ольга Вячеславовна Удмуртский государственный университет 426034, Россия, г. Ижевск, ул. Университетская, 1 (корп. 4)
E-mail:ogagarina@udm. ru
источником питьевого водоснабжения, характеризующегося слабопроточным режимом и подверженного процессам эфтрофирования, необходима оценка качества воды, сочетающая гидрохимические, бактериологические и гидробиологические показатели. В данном случае отдаем предпочтение методам первой группы.
Кроме всего прочего, оценка качества поверхностных вод также зависит и от целей исследования. Если мы хотим получить приближенную картину химического загрязнения природных вод, то нам действительно достаточно оценки качества воды с помощью ИЗВ. Если же перед нами стоит цель охарактеризовать водный объект как экосистему, то одних гидрохимических характеристик недостаточно, необходимо вводить и гидробиологические показатели.
В завершение стоит заметить, что применение какой-либо выбранной комплексной оценки качества воды в каждом конкретном случае требует дополнительных исследований для более полной разработки практичной и универсальной системы оценки качества природных вод.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Белогуров В.П., Лозанский В.Р., Песина С.А. Применение обобщенных показателей для оценки загрязненности водных объектов // Комплексные оценки качества поверхностных вод. Л., 1984. С. 33-43.
2. Былинкина А.А., Драчев С.М., Ицкова А.И. О приемах графического изображения аналитических данных о состоянии водоемов // Материалы 16-го гидрохим. совещ. Новочеркасск, 1962. С. 8 - 15.
3. Временные методические указания по комплексной оценке качества поверхностных и морских вод. Утв. Госкомгидрометом СССР 22.09.1986 г.
4. № 250-1163. М., 1986. 5 с.
5. Гурарий В.И., Шайн А.С. Комплексная оценка качества воды // Проблемы охраны вод. Харьков, 1975. Вып.6. С. 143-150.
6. Драчев С.М. Борьба с загрязнением рек, озер, водохранилищ промышленными и бытовыми стоками. М.; Л.: Наука, 1964. 274 с.
7. Емельянова В.П., Данилова Г.Н., Колесникова Т.Х. Оценка качества поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям //Гидрохимические материалы. Л.:Гидрометеоиздат, 1983. Т.88. С. 119-129.
8. Жукинский В.Н., Оксиюк О.П., Олейник Г.Н., Кошелева С.И. Критерии комплексной оценки качества поверхностных пресных вод // Самоочищение и биоиндикация загрязненных вод. М.: Наука, 1980. С. 57 - 63.
9. Методические основы оценки антропогенного влияния на качество поверхностных вод / Под ред. А.В. Караушева. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 175 с.
В зависимости от значений комплексных оценок W авторы предлагают 4 уровня загрязнения водоемов (см. табл. 4).
Таблица 4
Степень загрязнения водоемов в зависимости от значений комплексных показателей W, рассчитанных по лимитирующим признакам вредности
Уровень загрязнения Критерий загрязнения по величинам комплексных оценок
Органо- лепти- ческий W) Санитар- ный режим ТО Санитарно-токсикологический ^ст) Эпидемо- логический ТО
Допустимый 1 1 1 1
Умеренный 1,0 - 1,5 1,0 - 3,0 1,0 - 3,0 1,0 - 10,0
Высокий,0 2, 1 ,5 3,0 - 6,0 3,0 - 10,0 10,0 - 100,0
Чрезвычайно высокий > 2,0 > 6,0 > 10,0 > 100,0
Достоинством данной методики является не только более полный учет гидрохимических показателей качества воды, но и то, что в отличие от вышеперечисленных показателей ИЗВ и КИЗ в данном случае учитываются еще и бактериологические показатели. Это особенно важно для водоемов хозяйственно-питьевого и рекреационного назначения. Однако при оценке качества воды по данной методике обращают на себя внимание два момента: во-первых, отсутствует четкое определение приоритетных показателей микробного загрязнения. Вероятнее всего, для водоемов, являющихся источниками питьевого водоснабжения, такого как Ижевский пруд, в качестве таковых можно предложить следующие: число термотолерантных колиформных бактерий, число колифагов, наличие возбудителей кишечных инфекций. Каждый из этих показателей уже в отдельности может выступать в качестве эпидемиологического критерия. Во-вторых, авторы предлагают всего 4 градации уровня загрязнения, что не всегда достаточно при работе с водными объектами (или их участками), отличающимися разным уровнем антропогенной нагрузки.
В заключение хочется подчеркнуть, что при разработке комплексных показателей качества воды надо исходить из особенностей гидрологического режима, климатических, почвенных условий водосбора, а также вида водопользования. Так, для Ижевского водохранилища, являющегося
класс качества воды. Таким образом, возникает непонятная ситуация - или мы вводим в расчет все гидрохимические показатели, по которым имеются анализы воды, или только 5-6 особенно «наболевших» для данного водоема.
Практический опыт показывает, что такой субъективный фактор, как количество ингредиентов, по которым производится оценка качества воды, может оказать влияние на результат. Для водных объектов, испытывающих значительное антропогенное влияние, с введением в расчет КИЗ большего количества ингредиентов класс качества воды ухудшается.
По нашему мнению, более верный подход к оценке качества воды, который бы позволил избежать субъективизма, сводится к методам, где в расчетах участвуют обязательные показатели, объединенные в группы по лимитирующему показателю вредности (ЛПВ). Одним из таковых является метод оценки качества воды Ю.В.Новикова с соавторами , которые предлагают рассчитывать комплексную оценку уровня загрязнения по каждому лимитирующему признаку вредности. При этом используются четыре критерия вредности, по каждому из которых сформирована определенная группа веществ и специфических показателей качества воды:
Критерий санитарного режима (Wc), когда учитывают растворенный кислород, БПК5, ХПК и специфические загрязнения, нормируемые по влиянию на санитарный режим;
Критерий органолептических свойств (^ф), когда учитывают запах, взвешенные вещества, ХПК и специфические загрязнения, нормируемые по органолептическому признаку вредности;
Критерий опасности санитарно-токсикологического загрязнения (Wcm): учитывают ХПК и специфические загрязнения, нормируемые по санитарно-токсикологическому признаку;
Эпидемиологический критерий (W,), учитывающий опасность микробного загрязнения.
Одни и те же показатели могут входить одновременно в несколько групп. Комплексная оценка вычисляется отдельно для каждого лимитирующего признака вредности (ЛПВ) Wc, W,/,. Wcm и W, по формуле
W= 1 + ^---------------
где W - комплексная оценка уровня загрязнения воды по данному ЛПВ,я -число показателей, используемых в расчете; N - нормативное значение единичного показателя (чаще всего N = ПДКг). Если 6 i < 1, то есть концентрация менее нормативной, то принимается 6 i = 1.
Таблица 3
Классификация качества воды водотоков по величине комбинаторного индекса загрязненности
Класс каче- ства Разряд класса качеств а Характе ристика состоян ия загрязн енности Величина комбинаторного индекса загрязненности (КИЗ)
без учета числа лимитирующих показателей загрязненности (ЛПЗ) с учетом числа лимитирующих показателей загрязненности
1 ЛПЗ (k=0,9) 2 ЛПЗ (k=0,8) 3 ЛПЗ (k=0,7) 4 ЛПЗ (k=0,6) 5 ЛПЗ (k=0,5)
I слабо загрязн енная
II - загрязн енная (1п; 2п] (0,9n; 1,Bn] (0,Bn; 1,6n] (0,7n; 1,4n] (0,6n; 1,2n] (0,5n; 1,0n]
III грязная (2п; 4п] (1,Bn; 3,6n] (1,6n; 3,2n (1,4n; 2,Bn] (1,2n; 2,4n] (1,0n; 1,5n]
III а грязная (2п; 3п] (1,Bn; 2,7n] (1,6n; 2,4n] (1,4n; 2,1n] (1,2n; 1,Bn] (1,0n; 1,5n]
III б грязная (3п; 4п] (2,7n; 3,6n] (2,4n; 3,2n] (2,1n; 2,Bn] (1,Bn; 2,4n] (1,5n; 2,0n]
IV очень грязная (4п; 11п] (3,6n; 9,9n] (3,2n; B,Bn] (2,Bn; 7,7n] (2,4n; 6,6n] (2,0n; 5,5n]
IV а очень грязная (4п; 6п] (3,6n; 5,4n] (3,2n; 4,Bn] (2,Bn; 4,2n] (2,4n; 3,6n] (2,0n; 3,0n]
IV б очень грязная (6п; 8п] (5,4n; 7,2n] (4,Bn; 6,4n] (4,2n; 5,6n] (3,6n; 4,Bn] (3,0n; 4,0n]
IV в очень грязная (8п; 10п] (7,2n; 9,0n] (6,4n; B,0n] (5,6n; 7,0n] (4,8n; 6,0n] (4,0n; 5,0n]
IV г очень грязная (10п; 11п] (9,0n; 9,9n] (B,0n; B,Bn] (7,0n; 7,7n] (6,0n; 6,6n] (5,0n; 5,5n]
Далее производится суммирование обобщенных оценочных баллов всех определяемых в створе загрязняющих веществ. Так как при этом учитываются различные комбинации концентраций загрязняющих веществ в условиях их одновременного присутствия, В.П.Емельянова с соавторами и назвали этот комплексный показатель комбинаторным индексом загрязненности.
По величине комбинаторного индекса загрязненности и числу учтенных в оценке ингредиентов качества воды воду относят к тому или иному классу качества. Выделяют четыре класса качества воды: слабо загрязненная, загрязненная, грязная, очень грязная. Поскольку третий и четвертый классы качества воды характеризуются более широкими, чем первый и второй, диапазонами колебаний величины КИЗ и значительно различающаяся загрязненность воды оценивается одинаково, попадая в один и тот же класс, авторы вводят в эти классы разряды качества (табл.3).
Ингредиенты, для которых величина общего оценочного балла больше или равна 11, выделяются как лимитирующие показатели загрязненности (ЛПЗ).
В тех случаях, когда вода очень сильно загрязнена одним или несколькими веществами, но имеет удовлетворительные характеристики по остальным, при получении КИЗ происходит сглаживание высоких величин одних показателей за счет низких величин по другим показателям. Для устранения этого в градации качества вводится коэффициент запаса к, которым преднамеренно занижаются количественные выражения градаций качества в зависимости от числа лимитирующих показателей загрязненности и уменьшаются с возрастанием числа последних (от 1 при отсутствии ЛПЗ до 0,5 при 5 ЛПЗ). Таким образом, при наличии в воде водного объекта лимитирующих показателей загрязненности класс качества воды определяется с учетом коэффициента запаса. В случае присутствия в воде более пяти ЛПЗ, либо при величине КИЗ более 11 п вода характеризуется как «недопустимо грязная» и рассматривается вне предлагаемой классификации.
Итак, при расчете КИЗ по сравнению с ИЗВ, кроме кратности превышения ПДК, учитывается еще повторяемость превышения ПДК. Это весьма важное дополнение хотя и усложняет оценку качества воды (при простоте расчетов требуется значительная обработка материала), но делает логически завершенным представление о загрязненности водного объекта.
Однако, как было указано выше, авторы данного метода не ограничивают количество ингредиентов, участвующих в расчете КИЗ. Хотя, как показывает практический опыт, при оценке качества воды водных объектов, подверженных высокой антропогенной нагрузке (реки и водоемы в черте города), чем больше ингредиентов участвует в расчете КИЗ, тем хуже
следующий метод оценки качества воды при помощи комбинаторного индекса загрязненности (в дальнейшем - КИЗ), предложенного В.П.Емельяновой с соавторами .
Определение КИЗ осуществляется по следующей формуле:
где Ч, - обобщенный оценочный балл.
Расчет КИЗ проводится в несколько этапов. Вначале устанавливается мера устойчивости загрязненности (по повторяемости случаев превышения ПДК):
где Н - повторяемость случаев превышения ПДК по 1-му ингредиенту; NПдК -число результатов анализа, в которых содержание 1-го ингредиента превышает его предельную допустимую концентрацию; N - общее число результатов анализа по,-му ингредиенту.
По признаку повторяемости можно выделить качественные характеристики загрязненности, которым затем присуждаются количественные выражения в баллах.
Второй этап установления уровня загрязненности основан на определении показателя кратности превышения ПДК
где К - кратность превышения ПДК по і-му ингредиенту; С, - концентрация і-го ингредиента в воде водного объекта, мг/л; СПдК - предельная допустимая концентрация і-го ингредиента, мг/л.
При анализе загрязненности воды водных объектов по кратности превышения нормативов отдельным загрязняющим веществом выделяются качественные характеристики загрязненности, которым присваиваются количественные выражения градаций в баллах.
Сочетая первую и вторую ступени классификации воды по каждому из учитываемых ингредиентов, получаем обобщенные характеристики загрязненности, условно соответствующие мере их влияния на качество воды за определенный промежуток времени. Качественным обобщенным характеристикам присвоены обобщенные оценочные баллы Б, полученные как произведение оценок по отдельным характеристикам.
Таблица 2
Классы качества вод в зависимости от значения индекса загрязнения
Воды Значения ИЗВ Классы качества вод
Очень чистые до 0,2 I
Чистые 0,2-1,0 II
Умеренно загрязненные 1,0-2,0 III
Загрязненные 2,0-4,0 IV
Г рязные 4,0-6,0 V
Очень грязные 6,0-10,0 VI
Чрезвычайно грязные >10,0 VII
Относительно последнего условия хотелось бы отметить следующее. В середине 90-х гг. А.П. Шлычковым с соавторами был предложен ИЗВ с учетом водности (в дальнейшем - ИЗВ*). Расчет ИЗВ* производится по следующей формуле:
А Х"™4 * Х-"факт
ИЗВ * = ИЗВ К = - £
Числитель в данном выражении представляет собой наблюдаемый сток ингредиентов, вносящих основной вклад в загрязнение, а знаменатель -его предельно допустимый сток в средний по водности год. И если загрязненность зарегулированных речных систем (пример - р. Иж) может быть охарактеризована с помощью ИЗВ, то на реках, характеризующихся постоянным определением расходов, расчет степени загрязненности водного объекта за год должен идти с поправкой на водность в данном году. Наблюдения показывают, что на реках, попадающих под основное влияние неорганизованных источников загрязнения, находящихся на водосборе, в многоводные годы и сезоны года (весна) ИЗВ* превышает просто ИЗВ. Другая картина характерна для рек, принимающих организованные сбросы сточных вод или загрязненные притоки (для которых опять-таки основной источник загрязнения - организованное отведение стоков). В этом случае ИЗВ* в многоводные годы, наоборот, ниже, чем ИЗВ. Объясняется это лучшим разбавлением организованно поступающих в русла рек загрязнителей от постоянных источников загрязнения.
Явное преимущество ИЗВ - быстрота расчетов, сделавшая этот показатель одним из наиболее распространенных. Однако, основываясь только на гидрохимических показателях, он может использоваться для приближенной оценки современного состояния водного объекта, как и
Однако в действующем варианте СанПиН 2.1.5.980-00 такая гигиеническая классификация уже отсутствует.
Вторую группу методов по оценке качества воды составляют методы, основанные на использовании обобщенных числовых характеристик -комплексных индексов качества воды. Одним из наиболее часто применяемых в системе оценки качества поверхностных вод является гидрохимический индекс загрязнения воды (ИЗВ), установленный Госкомгидрометом СССР . Этот индекс представляет собой среднюю долю превышения ПДК по строго лимитированному числу индивидуальных ингредиентов (как правило, их 6):
где С - концентрация компонента (в ряде случаев - значение физикохимического параметра); п - число показателей, используемых для расчета индекса, п = 6; ПДК - установленная величина норматива для
соответствующего типа водного объекта.
Таким образом, ИЗВ рассчитывается как среднее из 6 индексов: О2, БПК5 и четырем загрязнителям, чаще всего превышающим ПДК. Вызвано это тем, что загрязнение водного объекта может быть обусловлено превышением ПДК одним-двумя веществами, а содержание других по сравнению с ними незначительно, и в результате усреднения мы можем получить заниженные значения ИЗВ. Для устранения этого недостатка надо учитывать именно приоритетные загрязнители водных объектов. Для водных объектов Удмуртии они представлены содержанием органического вещества, железа общего, азота аммонийного, нефтепродуктов, меди, цинка. Одним из постоянных индексов при расчете ИЗВ является содержание растворенного кислорода. Оно нормируется с точностью до наоборот: вместо отношения С/ПДКг- подставляется обратная величина. В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяют на классы (табл. 2).
При этом устанавливается требование, чтобы индексы загрязнения воды сравнивались для водных объектов одной биогеохимической провинции и сходного типа, для одного и того же водотока (по течению, во времени и т.д.), а также с учетом фактической водности текущего года.
Биомасса фитопланктона - структурный гидробиологический показатель; при величинах 5,0 г/м3 фитопланктон способствует самоочищению вод; более высокие значения характерны для массового развития фитопланктона («цветение» воды), последствиями которого является ухудшение санитарно-биологического состояния и качества вод.
Фитомасса нитчатых водорослей дает представление о реальной и потенциальной возможности ухудшения качества вод, так как разложение фитомассы нитчатых водорослей является причиной загрязнения вод органическими веществами, повышения численности бактерий . Оценивается по величинам для всей площади, на которой развиваются эти водоросли.
Индекс самоочищения / самозагрязнения (Л/Я). Отношение валовой продукции к суммарной деструкции планктона за сутки является функциональным гидробиологическим показателем. Низкие значения индекса (менее 1) свидетельствуют о превышении потребления кислорода над его продуцированием, в результате чего создается неблагоприятный для переработки загрязнений кислородный режим. Значения выше единицы характеризуют интенсивно идущие процессы окисления органического вещества. Вместе с тем при регулярном превышении продукции над деструкцией (Л/Я>1) происходит биологическое загрязнение за счет первично продуцированного остаточного органического вещества.
Для выявления влияния на качество воды водоемов производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод в комплексную оценку В.Н. Жукинским с соавторами была включена схема биотического индекса оценки качества воды, принятая в Англии. «Большими
достоинствами последней являются: комбинированный учет видового
разнообразия организмов, преобразование качественных характеристик в количественные (баллы или индексы), чувствительность к загрязнениям невыясненного происхождения и простота использования; недостатком -ограничение таксонов-индикаторов... В связи с этим в предлагаемой системе не заполнена графа ’’Таксоны-индикаторы’’» . При использовании этой оценки качества воды применительно к Ижевскому пруду требуется подбор специфичных для данного водоема таксонов-индикаторов, что, впрочем, является сферой деятельности гидробиологов и требует специального рассмотрения.
Довольно удачная попытка дать классификацию воды по степени загрязненности для водоемов хозяйственно-питьевого и рекреационного назначения предпринималась и на уровне нормативных документов. Так, в СанПиН 4630-88 приводится гигиеническая классификация водных объектов.
комплексной оценки качества воды водоемов, и дополнив их, тем самым расширить рамки оценки качества воды. Одной из наиболее успешных в этой области является разработка комплексной оценки качества поверхностных пресных вод (ранний вариант), предложенная В.Н. Жукинским с соавторами . Оценивается в ней степень загрязненности водоема с учетом эфтрофирования водоемов, что актуально для Ижевского водохранилища. В данной классификации наряду с гидрохимическими показателями качества воды (рН, азот аммонийный, нитратный, фосфаты, процент насыщения воды растворенным кислородом, окисляемость перманганатная и бихроматная, БПК5) используются и бактериологические показатели: биомасса
фитопланктона и нитчатых водорослей, индекс самоочищения. Остановимся на характеристике этих важных показателей.
Таблица 1
Система коэффициентов для выведения общего значения показателя
Наименование показателя Степень загрязнения
Очень чистые Чистые Уме- ренно загряз- ненные Загряз- ненные Гряз- ные Очень грязные
Азот аммонийный 0 і 3 6 12 15
БПК5 и токсические вещества 0 і 5 8 12 15
Радиоактивность общая 0 і 3 5 15 25
Титр кишечной палочки 0 2 4 10 15 30
Запах 0 і 2 8 10 20
Внешний вид 0 і 2 6 8 10
Средне- суммарный коэффициент загрязнения 0-1 2 3-4 5-7 8-10 >10
некоторых тяжелых металлов (марганец, хром), нефтепродукты, азот аммонийный, фосфаты, БПК5, коли-индекс, запах воды.
Таким образом, авторы вышеприведенной классификации качества воды выявили те показатели, которые, по их мнению, чаще всего должны использоваться при изучении водоемов. Весьма необходимыми (можно даже сказать насущными) являются эти показатели и для характеристики санитарного состояния водных объектов Удмуртии, особенно тех, что находятся в сельской местности, где основными источниками загрязнения являются либо неорганизованные источники - поверхностный сток с объектов животноводства и от села, либо организованные - отведение в водные объекты неочищенных хозяйственно-бытовых сточных вод.
Весьма важным показателем санитарного состояния водоемов является содержание токсических веществ. «В качестве показателя степени загрязнения водоемов по содержанию токсических веществ можно принять отношение количества токсических веществ, найденных аналитически, к допустимым концентрациям, согласно существующим нормативам» .
К сожалению, С.М.Драчев не уточняет, какие именно токсические вещества могут выступать в качестве показательных, вероятнее всего, те, по которым отмечаются более частые превышения санитарно-гигиенических нормативов. Относительно водных объектов нашей республики таковым может являться содержание железа общего, меди, цинка, хрома.
Каждому из показателей авторами данного метода придается приоритет - цифровое значение, соответствующее важности и значимости данного фактора. Если по различным показателям классификация водоема неоднозначна (одно и то же состояние воды по разным показателям может быть отнесено к различным классам качества, что является недостатком данных методов), то необходимо рассчитать общий показатель загрязнения путем усреднения числовых значений условных приоритетов. Коэффициенты для подсчета общего показателя и группировка водоемов по сумме признаков приведены в табл. 1.
Несмотря на то что с помощью данной классификации попытались дать оценку санитарного состояния воды водоемов (пока речь еще не идет о комплексной оценке качества воды), нельзя не признать удачным выбор приоритетных показателей: титр кишечной палочки, запах, БПК5, азот аммонийный и внешний вид водоема у места взятия проб (по степени загрязнения нефтью). Естественно, что почти за полвека, прошедших после появления данной классификации, расширились и знания в этой области и технические средства проведения мониторинга качества воды. Поэтому все перечисленные показатели можно взять лишь за основу при разработке
принятый в международном стандарте качества питьевой воды (1958 г.). Последний показатель представляет собой отношение количества одноклеточных организмов, не содержащих хлорофилла (В), к общему количеству организмов, включая содержащие хлорофилл (А), выраженное в процентах : БПЗ = 100* В / (А + В); органолептических показателей (прозрачность, содержание взвешенных веществ, запах воды, внешний вид поверхности воды).
показателем может быть взята суммарная ^-активность, поскольку в отношении данного определения имеется наибольшее количество аналитических материалов” .
В качестве главных показателей А.А. Былинкиной с соавторами были рекомендованы пять следующих показателей: титр кишечной палочки, запах, БПК5, азот аммонийный и внешний вид водоема у места взятия проб (по степени загрязнения нефтью).
Впоследствии в литературе появилось много предложений по выбору основных показателей для оценки качества воды. Одни авторы предлагали использовать все показатели, для которых установлены ПДК. Другие использовали в расчетах ограниченное число показателей (в среднем 9 - 16) .
Идеальным вариантом было бы использование всех показателей, но это невыполнимо в реальных условиях. Необходимо выбрать показатели для обязательного наблюдения. Почти все авторы с небольшими вариациями сходятся на следующей группе: взвешенные вещества, растворенный
кислород, биохимическое потребление кислорода (БПК), рН, коли-индекс, №+, N0^, хлориды, сульфаты.
Предложения комплексной оценки качества воды на основе такого сокращения списка (или какого-либо из его расширенных вариантов) базируются на использовании принципа репрезентативности , согласно которому загрязняющие вещества делят на две группы: репрезентативные и фоновые. Первую группу определяют систематически, а вторую - относительно редко. В число репрезентативных специально отбираются загрязнения, концентрации по которым, исходя из местных условий, могут значительно превышать ПДК. В качестве фона рассматриваются вещества обязательной группы (их может быть 15-20). Например, для Ижевского водохранилища, расположенного в черте города и принимающего производственные и бытовые сточные воды, а также поверхностный сток с городской черты, в число репрезентативных следует включать соединения
УДК 504.4.054 О.В. Гагарина
ОБЗОР МЕТОДОВ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД
Приводится обзор методов комплексной оценки качества поверхностных вод. Рассматривается возможность использования некоторых из них для оценки качества водных объектов Удмуртии.
Ключевые слова: качество воды, оценка качества воды, показатели качества воды, классы качества воды.
Существующие на сегодняшний день методы комплексной оценки загрязненности поверхностных вод принципиально разделяют на две группы: к первой относят методы, позволяющие оценивать качество воды по совокупности гидрохимических, гидрофизических, гидробиологических, микробиологических показателей; ко второй группе - методы, связанные с расчетом комплексных индексов загрязненности воды.
В первом случае вода по качеству разделяется на классы с различной степенью загрязнения. Этот метод в оценке состояния водоемов имеет давнюю историю. Еще в 1912 г. в Англии подобная классификация была предложена Королевской комиссией по сточным водам. Правда, тогда были использованы в основном химические показатели. Согласно внешним признакам загрязнения водоемы были разделены на шесть групп: очень чистые, чистые, довольно чистые, сравнительно чистые, сомнительные и плохие. В качестве показателей тогда были взяты БПК5, окисляемость, аммонийный, альбуминоидный и нитратный азот, взвешенные вещества, хлор-ион и растворенный кислород. Кроме того, учитывались запах, мутность воды, наличие или отсутствие рыб, характер водной растительности. Наибольшее значение придавалось величине БПК.
В 1962 г. в СССР А. А. Былинкиной с соавторами была предложена классификация водоемов по химическим, бактериологическим и гидробиологическим признакам и физическим свойствам. Она явилась первой наиболее совершенной разработкой в этом направлении, заложившей основы широко распространившейся шестибалльной шкалы классификации водоемов. Оценка качества воды осуществляется с использованием химических показателей (содержание растворенного кислорода, рН, БПК5, окисляемость, аммонийный азот, содержание токсичных веществ); бактериологических и гидробиологических показателей (коли-титр, коли-индекс, количество сапрофитных организмов, количество яиц гельминтов, сапробность и биологический показатель загрязнения, или индекс Хорасавы,
Общая характеристика качества поверхностных вод
Характеристика качества рек Вологодской области выполнена на основании материалов, полученных в результате проведения гидрохимического мониторинга в 50 пунктах, контроль на которых осуществляет Вологодский ЦГМС, и 1 пункте производственного контроля (ОАО "Северсталь") на водных объектах Вологодской области:
29 реках, Кубенском озере, Рыбинском и Шекснинском (включая оз. Белое) водохранилищах.
Оценка качества вод производилась в соответствии с разработанными Гидрохимическим институтом и введённоми в действие в 2002 г. РД 52.24.643-2002 "Методические указания. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям, с применением программного комплекса "УКИЗВ – сеть".
По анализу проб, отобранных в 2010 г., можно сделать вывод о том, что поверхностные воды области в основном относятся к 3 классу (категория "загрязненная") – 60 % пунктов наблюдений, к 4 классу (категория "грязная") – 36%, к 5 классу (категория "экстремально грязная") – 2 % пунктов, что объясняется природным происхождением и фоновым характером повышенного содержания в поверхностных водах области железа, меди и цинка, а также химического потребления кислорода (ХПК), которые в основном и определяют величину УКИЗВ. При этом антропогенная составляющая загрязнения четко прослеживается лишь на водотоках, естественный сток которых значительно меньше объемов поступающих в них сточных вод (рр. Пельшма, Кошта, Вологда, Содема, Шограш). Ко 2 классу (категория «слабо загрязненная» относится 2% пунктов (рисунок 1.2. и таблица 1.2.).
По сравнению с 2009 годом произошло уменьшение числа водных объектов, отнесенных к 3 классу качества (категория «загрязненная») с одновременным увеличением числа объектов, отнесенных к 4 классу (категория «грязная»).
Анализ возможных причин показал:
В 2010 году по сравнению с 2009 годом снизился объем загрязненных сточных вод на 2,3 млн. м3, масса загрязняющих веществ уменьшилась на 0,6 тыс. тонн;
Ухудшение качества воды коснулось в большинстве случаев водных объектов, антропогенное влияние на которые незначительно, либо вовсе отсутствует.
Таким образом, можно сделать вывод, что ухудшение качества воды в водных объектах области связано с аномально высокой температурой и дефицитом осадков в период летней межени 2010 г, что привело к усилению окислительных процессов и увеличению доли подземных вод в формировании стока. Вследствие этого произошло увеличение содержания в воде веществ азотной группы, а также веществ, характерных для водовмещающих грунтов (медь, цинк, алюминий, марганец).
Таблица 1.2.
Сравнение качества поверхностных вод области на основе Комплексного показателя УКИЗВ за 2009 и 2010 годы.
| 2009 год | 2010 год | ||||
| УКИЗВ | УКИЗВ | класс, разряд (категория) качества воды | |||
| Беломорский бассейн | |||||
| оз. Кубенское – д. Коробово | 2,32 | 3А (загрязненная) | 3,17 | 3Б (очень загрязненная) | Cu (3,6 ПДК), ХПК (2,6 ПДК), Fe (1,3 ПДК), БПК5 (1,7 ПДК) |
| р. Уфтюга – д. Богородское | 4,68 | 4А (грязная) | 3,68 | 3Б (очень загрязненная) | Fe (1,9 ПДК), Cu (2,0 ПДК), ХПК (1,3 ПДК), БПК5 (2,5 ПДК), SO4 (1,2 ПДК) |
| р. Большая Ельма – д. Филютино | 2,72 | 3А (загрязненная) | 3,60 | 3Б (очень загрязненная) | Cu (5,1 ПДК), Fe (1,4 ПДК), ХПК (2,1 ПДК), БПК5 (1,5 ПДК), SO4 (1,2 ПДК) |
| р. Сямжена – с. Сямжа | 3,50 | 3Б (очень загрязненная) | 4,66 | 4А (грязная) | Fe (4,9 ПДК), Cu (11,0 ПДК), ХПК (3,6 ПДК), Zn (2,2 ПДК), нефтепродукты (1,9 ПДК), NO2 (1,1 ПДК) |
| р. Кубена – д. Савинская | 3,13 | 3Б (очень загрязненная) | 4,86 | 4Б (грязная) | Cu (28,3 ПДК), Fe (2,9 ПДК), ХПК (2,2 ПДК), Zn (6,9 ПДК), NH4 (1,0 ПДК), нефтепродукты (1,0 ПДК) |
| р. Кубена – д. ТроицеЕнальское | 3,34 | 3Б (очень загрязненная) | 2,26 | 3А (загрязненная) | Fe (2,7 ПДК), Cu (3,0 ПДК), ХПК (1,5 ПДК) |
| р. Сухона – 1 км выше г. Сокола | 3,62 | 3Б (очень загрязненная) | 3,57 | 3Б (очень загрязненная) | Cu (4,9 ПДК), ХПК (2,5 ПДК), Fe (1,1 ПДК), БПК5 (1,3 ПДК), фенолы (1,8 ПДК), Ni (1,4 ПДК), Mn (1,0 ПДК) |
| р. Сухона – 2 км ниже г. Сокола | 4,00 | 3Б (очень загрязненная) | 4,34 | 4А (грязная) | Cu (5,3 ПДК), ХПК (2,5 ПДК), Fe (1,7 ПДК), БПК5 (1,3 ПДК), фенолы (1,8 ПДК), Ni (1,4 ПДК), Mn (1,0 ПДК) |
| р. Тошня – д. Светилки | 3,36 | 3Б (очень загрязненная) | ХПК (2,4 ПДК), БПК5 (1,6 ПДК) | ||
| р. Тошня – г. Вологда, водозабор ПЗ | 4,39 | 4А (грязная) | 4,48 | 4А (грязная) | Cu (4.8 ПДК), ХПК (1,8 ПДК), БПК5 (1,7 ПДК), NH4 (1,1 ПДК), NO2 (1,3 ПДК) |
| р. Вологда – 1 км выше г. Вологды | 4,54 | 4А (грязная) | 4,32 | 4А (грязная) | Cu (8,0 ПДК), ХПК (2,3 ПДК), Fe (1,9 ПДК), БПК5 (1,4 ПДК), Ni (1,3 ПДК), Mn (1,5 ПДК), фенолы (1,2 ПДК) |
| р. Содема – г. Вологда | 7,43 | 4В (очень грязная) | 7,64 | 4В (очень грязная) | БПК5 (2,8 ПДК), NO2 (3,8 ПДК), ХПК (2,7 ПДК), NH4 (2,2 ПДК), нефтепродукты (4,3 ПДК), фенолы (2,5 ПДК) |
| р. Шограш – г. Вологда | 8,40 | 4В (очень грязная) | 7,45 | 4Г (очень грязная) | NН4 (4,5 ПДК), БПК5 (2,5 ПДК), ХПК (2,2 ПДК), NO2 (3,6 ПДК), нефтепродукты (1,2 ПДК), фенолы (2,5 ПДК) |
| р. Вологда – 2 км ниже г. Вологды | 5,54 | 4Б (грязная) | 6,02 | 4В (очень грязная) | NO2 (4.2 ПДК), NH4 (4.1 ПДК), Cu (4,4 ПДК), БПК5 (3,3 ПДК), ХПК (2,7 ПДК), Fe (2.3 ПДК), фенолы (1,4 ПДК), Ni (1,5 ПДК), Mn (1,5 ПДК) |
| р. Лежа – д. Зимняк | 3,26 | 3Б (очень загрязненная) | 2,92 | 3А (загрязненная) | Cu (5,4 ПДК), Fe (2.6 ПДК), БПК5 (1,5 ПДК), ХПК (2.4 ПДК) |
| р. Сухона – 1 км выше устья р. Пельшмы | 2,70 | 3А (загрязненная) | 2,68 | 3А (загрязненная) | ХПК (2,2 ПДК), Fe (1,2 ПДК), Ni (1,5 ПДК), NO2 (1,7 ПДК) |
| Водный объект – населенный пункт | 2009 год | 2010 год | |||
| УКИЗВ | класс, разряд (категория) качества воды | УКИЗВ | класс, разряд (категория) качества воды | показатели, превышающие ПДК (Сср / ПДК) | |
| р. Пельшма | 7,29 | 5 (экстремально грязная) | 7,89 | 5 (экстремально грязная) | Fe (4,3 ПДК), БПК5 (20,5 ПДК), лигносульфонаты (14,6 ПДК), фенолы (15,3 ПДК), ХПК (11,9 ПДК), NH4 (2,4 ПДК), NO2 (1,2 ПДК), кислород (1,0 ПДК) |
| р. Сухона – 1 км ниже устья р. Пельшмы | 2,70 | 3А (загрязненная) | 2,81 | 3А (загрязненная) | ХПК (2,2 ПДК), Fe (1,2 ПДК), фенолы (1,1 ПДК), Ni (1,4 ПДК) |
| р. Сухона – с. Наремы | 3,06 | 3Б (очень загрязненная) | 3,76 | 3Б (очень загрязненная) | ХПК (3,0 ПДК), Cu (6,1 ПДК), Fe (2,5 ПДК), БПК5 (1,9 ПДК), Mn (1,0 ПДК), Ni (1,2 ПДК) |
| р. Двиница – д. Котлакса | 3,17 | 3Б (очень загрязненная) | 3,68 | 3Б (очень загрязненная) | Fe (3,5 ПДК), Cu (6,4 ПДК), нефтепродукты (1,1 ПДК), ХПК (2.9 ПДК), БПК5 (1,0 ПДК), NH4 (1,0 ПДК) |
| р. Сухона – выше г. Тотьмы | 2,74 | 3А (загрязненная) | 3,06 | 3Б очень (загрязненная) | Fe (3,4 ПДК), ХПК (2,9 ПДК), Cu (3,8 ПДК) |
| р. Сухона – ниже г. Тотьмы | 3,98 | 3Б (очень загрязненная) | 3,33 | 3Б (очень загрязненная) | Fe (2,9 ПДК), ХПК (2.9 ПДК), Cu (3.6 ПДК), NO2 (1,5 ПДК) |
| р. Леденьга – д. Юрманга | 4,01 | 4А (грязная) | 5,06 | 4А (грязная) | Cl (1,1 ПДК), Fe (2,2 ПДК), ХПК (2,7 ПДК), SO4 (3,4 ПДК), Cu (3,5 ПДК), БПК5 (1,4 ПДК) |
| р. Старая Тотьма – д. Демьяновский Погост | 3,71 | 3Б (очень загрязненная) | 3,05 | 3Б (очень загрязненная) | ХПК (1,6 ПДК), Fe (1,5 ПДК), Cu (2,1 ПДК), БПК5 (1,2 ПДК), SO4 (1,5 ПДК) |
| р. Верхняя Ерга – д. Пихтово | 3,67 | 3Б (очень загрязненная) | 3,29 | 3Б (очень загрязненная) | Fe (2,6 ПДК), Cu (4,2 ПДК), ХПК (1,8 ПДК) |
| р. Сухона – 3 км выше г. Великого Устюга | 3,01 | 3Б (очень загрязненная) | 3,51 | 3Б (очень загрязненная) | Cu (5.4 ПДК), ХПК (2,2 ПДК), Fe (2.6 ПДК), Ni (1,4 ПДК), Mn (1,2 ПДК) |
| р. Кичменьга – д. Захарово | 2,74 | 3А (загрязненная) | 3,61 | 3Б (очень загрязненная) | Fe (2,0 ПДК), ХПК (1,8 ПДК), Cu (3,6 ПДК) |
| р. Юг – д. Пермас | 3,03 | 3Б (очень загрязненная) | 1,98 | 2 (слабо загрязненная) | ХПК (1,8 ПДК), Fe (3,6 ПДК), Cu (2,9 ПДК) |
| р. Юг – д. Стрелка | 3,36 | 3Б (очень загрязненная) | 3,24 | 3Б (очень загрязненная) | Fe (4.7 ПДК), ХПК (1,7 ПДК), Cu (5.4 ПДК), Zn (1,0 ПДК) |
| р. М. Северная Двина – ниже г. Великого Устюга (Кузино) | 3,39 | 3Б (очень загрязненная) | 3,78 | 3Б (очень загрязненная) | Fe (4,3 ПДК), Cu (7,1 ПДК), ХПК (2,0 ПДК), Ni (1,4 ПДК), Zn (1,1 ПДК), Mn (1,2 ПДК) |
| р. М. Северная Двина – 1 км выше г. Красавино (Медведки) | 3,75 | 3Б (очень загрязненная) | 3,43 | 3Б (очень загрязненная) | Fe (3,3 ПДК), Cu (5.8 ПДК), ХПК (2,1 ПДК), Zn (1,2 ПДК), БПК5 (1,0 ПДК) |
| р. М. Северная Двина – 3,5 км ниже г. Красавино | 3,41 | 3Б (очень загрязненная) | 4,02 | 4А (грязная) | Fe (3,2 ПДК), ХПК (2,4 ПДК), Cu (6,3 ПДК), Zn (1,1 ПДК), Ni (1,7 ПДК), БПК5 (1,0 ПДК), Mn (1,5 ПДК) |
| р. Вага – д. Глуборецкая | 3,53 | 3Б (очень загрязненная) | 4,36 | 4А (грязная) | Cu (3,5 ПДК), Fe (3,3 ПДК), ХПК (2,6 ПДК), БПК5 (1,1 ПДК), нефтепродукты (1,6 ПДК) |
| р. Вага – ниже с. Верховажье | 4,72 | 4А (грязная) | 3,66 | 3Б (очень загрязненная) | ХПК (1,6 ПДК), Fe (1,8 ПДК), Cu (3,2 ПДК), SO4 (1,3 ПДК), NO2 (1,5 ПДК), БПК5 (1,4 ПДК) |
| Каспийский бассейн | |||||
| р. Кема – д. Поповка | 2,49 | 3А (загрязненная) | 3,08 | 3Б (очень загрязненная) | Fe (3,9 ПДК), ХПК (1.6 ПДК), Cu (2,0 ПДК), NH4 (1,0 ПДК) |
| р. Куность – д. Ростани | 2,77 | 3А (загрязненная) | 2,97 | 3А (загрязненная) | Fe (2,2 ПДК), Cu (4,1 ПДК), ХПК (2,1 ПДК) |
| оз. Белое – д. Киснема | 2,77 | 3А (загрязненная) | 3,04 | 3Б (загрязненная) | Fe (5,8 ПДК), Cu (2,9 ПДК), ХПК (2,9 ПДК), NH4 (1,1 ПДК) |
| оз. Белое – г. Белозерск | 3,35 | 3Б (очень загрязненная) | 3,07 | 3Б (очень загрязненная) | Fe (4,5 ПДК), ХПК (2,8 ПДК), Cu (2,7 ПДК) |
| Шекснинское вдхр. – д. Крохино | 2,58 | 3А (загрязненная) | 2,11 | 3А (загрязненная) | Fe (5,7 ПДК), Cu (5,0 ПДК), ХПК (2,6 ПДК) |
| Шекснинское вдхр. – с. Иванов Бор | 3,23 | 3Б (загрязненная) | 4,28 | 4А (грязная) | Fe (6,2 ПДК), Cu (3,7 ПДК), ХПК (2,5 ПДК), нефтепродукты (1,0 ПДК), NO2 (1,7 ПДК) |
| р. Ягорба – д. Мостовая | 4,93 | 4А (грязная) | 5,00 | 4А (грязная) | Fe (1,1 ПДК), ХПК (1,8 ПДК), БПК5 (2,0 ПДК), SO4 (4.3 ПДК), Cu (2,3 ПДК), Ni (1,4 ПДК), нефтепродукты (1,6 ПДК), NH4 (1,1 ПДК), NO2 (1.5 ПДК), Mn (1,0 ПДК) |
| р. Ягорба – г. Череповец, 0,5 км выше устья | 3,75 | 3Б (очень загрязненная) | 4,41 | 4А (грязная) | Cu (3,6 ПДК), Fe (2,2 ПДК), ХПК (2,7 ПДК), Ni (1,7 ПДК), БПК5 (1,4 ПДК), Mn (1,3 ПДК) |
| р. Кошта – г. Череповец | 6,29 | 4Б (грязная) | 6,11 | 4Б (грязная) | NO2 (5,7 ПДК), Cu (6.6 ПДК), Zn (2,8 ПДК), SO4 (1,9 ПДК), Ni (1.7 ПДК), ХПК (2,7 ПДК), БПК5 (2.0 ПДК), Fe (2.0 ПДК), Mn (1,8 ПДК), NH4 (3,6 ПДК) |
| р. Андога – д. Никольское | 3,67 | 3Б (очень загрязненная) | 3,33 | 3Б (очень загрязненная) | Fe (4,2 ПДК), Cu (3,7 ПДК), ХПК (3,1 ПДК), нефтепродукты (1,9 ПДК) |
| р. Суда – д. БорисовоСудское | 4,29 | 4А (грязная) | 4,54 | 4А (грязная) | Fe (3,8 ПДК), Cu (9,0 ПДК), ХПК (1,3 ПДК), Zn (1,5 ПДК), БПК5 (1,6 ПДК), NH4 (1,1 ПДК) , NO2 (1,3 ПДК) |
| р. Чагодоща – д. Мегрино | 2,72 | 3А (загрязненная) | 2,69 | 3А (загрязненная) | Fe (4.6 ПДК), Cu (2,8 ПДК), ХПК (1.8 ПДК) |
| р. Молога – выше г. Устюжны | 2,89 | 3А (загрязненная) | 3,15 | 3Б (очень загрязненная) | Fe (3,2 ПДК), ХПК (1,8 ПДК), Cu (3,1 ПДК), БПК5 (1,1 ПДК) |
| р. Молога – ниже г. Устюжны | 2,71 | 3А (загрязненная) | 3,53 | 3Б (загрязненная) | Fe (3,0 ПДК), ХПК (1,8 ПДК), Cu (4,3 ПДК), Zn (1,0 ПДК), БПК5 (1,2 ПДК) |
| Рыбинское вдхр. – 2 км выше г. Череповца | 3,16 | 3Б (очень загрязненная) | 3,85 | 3Б (очень загрязненная) | Cu (4,1 ПДК), ХПК (2,2 ПДК), Fe (1,9 ПДК), Ni (1,0 ПДК), БПК5 (1,0 ПДК) |
| Рыбинское вдхр. – 0,2 км ниже г. Череповца | 3,31 | 3Б (очень загрязненная) | 4,26 | 4А (грязная) | Cu (3,5 ПДК), ХПК (2,6 ПДК), Fe (2,3 ПДК), Ni (1,6 ПДК), NO2 (1,0 ПДК), БПК5 (1,3 ПДК), Mn (1,3 ПДК) |
| Рыбинское вдхр. – с. Мякса | 3,74 | 3Б (очень загрязненная) | 3,24 | 3Б (очень загрязненная) | Cu (3,8 ПДК), ХПК (2,4 ПДК), Fe (2,6 ПДК), NH4 (1,1 ПДК) |
| Балтийский бассейн | |||||
| р. Андома – д. Рубцово | 3,67 | 3Б (очень загрязненная) | 3,27 | 3Б (очень загрязненная) | Fe (7,5 ПДК), ХПК (2,3 ПДК), Cu (2,9 ПДК), NH4 (1,0 ПДК) |
Рисунок 1.2
Рисунок 1.3.
Изменение качества воды по длине оз.Кубенское - р.Сухона -
р.Малая Северная Двина в 2009- 2010 гг.
Рисунок 1.4
Изменение качества воды по длине оз.Белое - Шекснинское вдхр. -
Рыбинское вдхр. в 2009-2010 гг.
Р. Пельшма
Качество воды р. Пельшмы за 2010 год (рисунок 1.5.) ухудшилось в пределах категории 5 "экстремально грязная" - УКИЗВ = 7,89 (в 2009 г. УКИЗВ = 7,29).
Основными ингредиентами-загрязнителями являются лигносульфонаты и фенолы, среднее содержание которых составило соответственно 14,6 ПДК и 15,3 ПДК. Максимальные значения биохимического потребления кислорода (БПК5) отмечались летом и составили 83,0 ПДК. Максимальное содержание фенолов и лигносульфонатов также отмечалось зимой и составило 22,3 и 21,06 ПДК соответственно.
Рисунок 1.5.
Качество воды р. Пельшмы в 2003 - 2010 гг.
Р. Сухона в районе г. Сокола и устья р. Пельшмы
Качество воды р. Сухоны выше г. Сокол по сравнению с 2009 г. улучшилось в пределах категории 3Б "очень загрязненная" (УКИЗВ равно 3,57), ниже г. Сокол – ухудшилось с переходом из категории 3Б "очень загрязненная" в категорию 4А «грязная» (УКИЗВ равно 4,34) (рисунок 1.6.).
Рисунок 1.6.
Качество воды р. Сухоны в районе г. Сокола в 2003 - 2010 гг.
Выше устья р. Пельшмы качество воды р. Сухоны осталось в пределах категории 3А "загрязненная": УКИЗВ2010 = 2,68, УКИЗВ2009 = 2,70.
Ниже устья р. Пельшмы качество воды р. Сухоны также осталось в пределах категории 3А «загрязненная» (УКИЗВ2010 = 2,70, УКИЗВ2009 = 2,81) (рисунок 1.7.).
Рисунок 1.7.
Качество воды р. Сухоны в районе устья р. Пельшмы и с. Наремы в 2003 - 2010 гг.
Р. Вологда. Вода в реке выше города (рисунок 1.8.) по сравнению с предыдущим годом в 2010 г.осталась в категории 4А "грязная" (УКИЗВ2010 = 4,32, УКИЗВ2009 = 4,54).
Ниже г. Вологды в 2010 г. качество воды по сравнению с 2009 годом ухудшилось с переходом из категории 4Б «грязная» в 4В «очень грязная» (УКИЗВ2010 = 6,02, УКИЗВ2009 = 5,54).
Рисунок 1.8.
Изменение качества р. Вологды в районе г. Вологды в 2003 - 2010 гг.
К лимитируемому числу показателей, определяющих загрязнение воды р. Вологды ниже города и обусловливающих УКИЗВ относятся азот аммонийный (4,1 ПДК) и азот нитритный (4,2 ПДК), БПК5 (3,3 ПДК), фенолы (1,4 ПДК), ионы меди (4,4 ПДК), никеля (1,5 ПДК), железа (2,3 ПДК), марганца (1,5 ПДК).
Рыбинское водохранилище
Качество воды Рыбинского вдхр. по показателю УКИЗВ выше г. Череповца ухудшилось в пределах категории 3Б «очень загрязненная» (УКИЗВ = 3,85) (рисунок 1.9.).
Качество воды ниже г. Череповца (д. Якунино) ухудшилось с переходом из категории 3Б «очень загрязненная» в категорию 4А «грязная»: УКИЗВ2009 = 3,31, УКИЗВ2010 = 4,26.
В районе с. Мякса качество воды улучшилось в пределах категории 3Б «очень загрязненная»: УКИЗВ2009 = 3,74, УКИЗВ2010 = 3,24.
Основными веществами, определяющими величину УКИЗВ Рыбинского водохранилища являются ионы меди, железа, а также ХПК, имеющие природное происхождение и фоновый характер. В районе с. Мякса отмечен азот аммонийный (1,1 ПДК), д. Якунино БПК5 (1,3 ПДК), июны марганца (1,3 ПДК).
Рисунок 1.9.
Изменение качества Рыбинс кого вдхр. в районе г. Череповца в 2003 - 2010 гг.
Р. Кошта
В 2010 году качество воды в р. Коште (рисунок 1.10.) по сравнению с 2009 годом осталось в пределах категории 4Б «вода грязная» при УКИЗВ 6,11 (в 2009 г. УКИЗВ = 6,29).
Основными веществами, загрязняющими воду р. Кошты, явились ХПК (2,7 ПДК), азот нитритный (5,7 ПДК) и аммонийный (3,6 ПДК), сульфаты (1,9 ПДК), БПК5 (2,0 ПДК), ионы никеля (1,7 ПДК), цинка (2,8 ПДК), меди (6,6 ПДК), железа (2,0ПДК) и марганца (1,8 ПДК).
Рисунок 1.10.
Качество воды р. Кошты в районе г. Череповца в 200 3 - 2010 гг.
Р. Ягорба
Вода р. Ягорбы (рисунок 1.11.) в 2009 г. выше г. Череповца (д. Мостовая) относилась к категории 4А "грязная" (УКИЗВ = 5,00), что незначительно выше уровня 2009 г. (УКИЗВ = 4,93). В черте г. Череповца качество воды ухудшилось с переходом из категории 3Б "очень загрязненная" в категорию 4А «грязная»: УКИЗВ2009 = 3,75, УКИЗВ2010 = 4,41.
К числу основных ингредиентов-загрязнителей воды р. Ягорбы относятся: ионы никеля (1,4 - 1,7 ПДК), меди (2,3 – 3,6 ПДК), железа (1,1 – 2,2 ПДК), марганца (1,0 – 1,3 ПДК), БПК5 (1,4 - 2,0 ПДК), ХПК (1,8 – 2,7), азот аммонийный ((1,1 ПДК) и нитритный (1,5 ПДК), сульфаты (4,3 ПДК) и нефтепродукты (1,6 ПДК).
Рисунок 1.11
Качество воды р. Ягорбы в 2003 - 2010 гг.
С целью оценки и выявления влияния хозяйственной деятельности на качество поверхностных вод проводился также расчет индекса загрязненности вод (ИЗВ), при котором концентрации веществ с повышенными природными значениями не учитывались.
Оценка качества поверхностных вод по комплексному показателю "Индекс загрязнения воды (ИЗВ)" показала, что в 60 % пунктов наблюдений в 2010 году вода относилась к категории "чистая", в 34 % - "умеренно загрязненная", в 4 % (р. Кошта – 3 км выше устья, р. Вологда – ниже г. Вологды) - загрязненная, в 2 % (р. Пельшма) – "чрезвычайно грязная" (таблица 1.3.).
Наибольшую антропогенную нагрузку в области испытывают реки Пельшма, Кошта, Вологда ниже г. Вологды, Содема, Шограш.
Наиболее чистыми водными объектами области являются реки Юг, Кубена, Чагода, Лежа, Куность, Молога, Кема, Старая Тотьма, Б. Ельма, Сямжена, Леденьга, В. Ерга, Андога, Андома, оз. Белое, оз. Кубенское, Шекснинское вдхр.
Таблица 1.3. Сравнение качества поверхностных вод области за 2009 и 2010 годы.
| Водоем | Населенный пункт | 2009 год | 2010 год | ||
| ИЗВ | качество воды | ИЗВ | качество воды | ||
| Беломорский бассейн | |||||
| оз. Кубенское | д. Коробово | 0,51 | чистая | 0,75 | чистая |
| р. Уфтюга | д. Богородское | 1,11 | умеренно загрязненная | 1,04 | умеренно загрязненная |
| р. Б. Ельма | д. Филютино | 0,64 | чистая | 0,76 | чистая |
| р. Сямжена | в черте с. Сямжа | 0,57 | чистая | 0,86 | чистая |
| р. Кубена | д. Савинская | 0,54 | чистая | 0,69 | чистая |
| р. Кубена | д. Троице-Енальское | 0,56 | чистая | 0,46 | чистая |
| р. Сухона | 1 км выше г. Сокола | 1,28 | умеренно загрязненная | 1,01 | умеренно загрязненная |
| р. Сухона | 2 км ниже г. Сокола | 1,21 | умеренно загрязненная | 1,07 | умеренно загрязненная |
| р. Тошня | 1 км выше устья | 1,02 | умеренно загрязненная | 0,90 | чистая |
| р. Вологда | 1 км выше г. Вологды, 1 км выше впадения р. Тошни | 1,23 | умеренно загрязненная | 1,19 | умеренно загрязненная |
| р. Вологда | 2 км ниже г. Вологды, 2 км ниже сброса сточных вод МУП ЖКХ "Вологдагорводоканал" | 4,15 | грязная | 3,5 | загрязненная |
| р. Лежа | д. Зимняк | 0,68 | чистая | 0,74 | чистая |
| р. Сухона | выше впадения Пельшмы | 0,88 | чистая | 1,21 | умеренно загрязненная |
| р. Пельшма | 5 км к востоку от г. Сокола, у а/д моста на п. Кадников, 37 км выше устья, 1 км ниже сброса сточных вод Сокольских ООСК | 15,98 | чрезвычайно грязная | 12,26 | чрезвычайно грязная |
| р. Сухона | 1 км ниже впадения р. Пельшмы | 1,34 | умеренно загрязненная | 1,12 | умеренно загрязненная |
| р. Сухона | с. Наремы | 0,94 | чистая | 1,14 | умеренно загрязненная |
| р. Двиница | д. Котлакса | 0,59 | чистая | 0,72 | чистая |
| р. Сухона | 1 км выше г. Тотьмы | 0,57 | чистая | 0,60 | чистая |
| р. Сухона | 1 км ниже г. Тотьмы | 0,78 | чистая | 0,78 | чистая |
| р. Леденьга | д. Юрманга | 0,99 | чистая | 1,49 | умеренно загрязненная |
| р. Старая Тотьма | д. Демьяновский Погост | 0,92 | чистая | 0,74 | чистая |
| р. Верхняя Ерга | д. Пихтово | 0,68 | чистая | 0,56 | чистая |
| р. Кичменьга | д. Захарово | 0,85 | чистая | 1,08 | умеренно загрязненная |
| р. Сухона | 3 км выше г. Великого Устюга, 0,5 км ниже впадения р. Воздвиженки | 0,88 | чистая | 1,06 | умеренно загрязненная |
| р. Юг | д. Пермас | 0,55 | чистая | 0,39 | чистая |
| р. Юг | д. Стрелка | 0,57 | чистая | 0,49 | чистая |
| р. М. Сев. Двина | 0,1 км ниже г. Великого Устюга, 1,5 км ниже слияния рек Сухоны и Юг, 0,5 км ниже сброса сточных вод судоремонтного завода | 0,83 | чистая | 1,05 | умеренно загрязненная |
| р. М. Сев. Двина | 1 км выше г. Красавино, в черте д. Медведки; 1 км выше впадения р. Лапинка | 0,62 | чистая | 1,03 | умеренно загрязненная |
| р. М. Сев. Двина | 3,5 км ниже г. Красавино, 9 км ниже впадения реки Лапинка, 1 км ниже сброса сточных вод льнокомбината | 0,79 | чистая | 1,16 | умеренно загрязненная |
| р. Вага | выше с. Верховажье | 0,93 | чистая | ||
| Водоем | Населенный пункт | 2009 год | 2010 год | ||
| ИЗВ | качество воды | ИЗВ | качество воды | ||
| р. Вага | д. Глуборецкая | 0,76 | чистая | 0,88 | чистая |
| р. Вага | ниже с. Верховажье | 1,05 | умеренно загрязненная | 1,04 | умеренно загрязненная |
| Каспийский бассейн | |||||
| р. Кема | д. Поповка | 0,49 | чистая | 0,58 | чистая |
| р. Куность | д. Ростани | 0,61 | чистая | 0,57 | чистая |
| оз. Белое | д. Киснема | 0,53 | чистая | 0,54 | чистая |
| оз. Белое | г. Белозерск | 0,64 | чистая | 0,53 | чистая |
| Шекснинское вдхр. | д. Крохино | 0,50 | чистая | 0,40 | чистая |
| Шекснинское вдхр. | д. Иванов Бор | 0,66 | чистая | 0,89 | чистая |
| р. Ягорба | д. Мостовая | 1,65 | умеренно загрязненная | 2,13 | умеренно загрязненная |
| р. Ягорба | в черте г. Череповца | 0,93 | чистая | 1,18 | умеренно загрязненная |
| р. Кошта | в черте г. Череповца, 3 км выше устья | 3,02 | загрязненная | 2,58 | загрязненная |
| р. Андога | д. Никольское | 0,66 | чистая | 0,73 | чистая |
| р. Суда | д. Борисово-Судское | 0,69 | чистая | 0,97 | чистая |
| р. Молога | 1 км выше г. Устюжны | 0,53 | чистая | 0,57 | чистая |
| р. Молога | 1 км ниже г. Устюжны | 0,56 | чистая | 0,59 | чистая |
| Рыбинское вдхр. | 2 км выше г. Череповца, в черте д. Якунино | 0,70 | чистая | 0,85 | чистая |
| Рыбинское вдхр. | 0,5 км ниже сброса сточных вод очистных сооружений г. Череповца | 0,85 | чистая | - | - |
| Рыбинское вдхр. | 0,2 км ниже г. Череповца, 1 км ниже впадения р.Кошты | 0,89 | чистая | 0,96 | чистая |
| Рыбинское вдхр. | б/о Торово | 0,84 | чистая | 1,21 | умеренно загрязненная |
| Рыбинское вдхр. | с.Мякса | 0,96 | чистая | 0,64 | чистая |
| Балтийский бассейн | |||||
| р. Андома | д. Рубцово | 0,68 | чистая | 0,67 | чистая |
Поверхностные воды суши - воды, которые текут (водотоки) или собираются на поверхности земли (водоёмы). Различаются морские, озерные, речные, болотные и другие воды. Поверхностные воды постоянно или временно находятся в поверхностных водных объектах. Объектами поверхностных вод являются: моря, озёра, реки, болота и другие водотоки и водоёмы. Различают солёные и пресные воды суш.
Образование поверхностных вод - сложный процесс. Потоки, низвергающиеся с неба в виде дождя или снега - это испарившаяся из морей и океанов вода. От характера местности, по которой она течет под действием силы тяжести (одновременно вода является сильнейшим разрушителем той части земной коры, находящейся выше уровня моря), зависит маршрут, по которому она, собираясь в ручьи и реки, устремляется снова к морю. Таким образом, завершается одна крупная фаза гидрологического цикла.
Стекая по поверхности, вода захватывает и переносит нерастворимые минеральные частицы песка и почвы, часть из них она оставляет по дороге, часть переносит к морю, а какие-то вещества растворяются в ней.
Поверхностные воды, проходя по неровной местности и падая со скал, насыщаются кислородом воздуха, его соединения с органическими и неорганическими веществами, вымытыми из суши конкретной местности и солнечный свет поддерживают большое разнообразие форм жизни в виде водорослей, грибов, бактерий, мелких ракообразных и рыб.
Кроме того, русла многих рек бывают покрыты деревьями, тех районов, по которым они протекают, если берега рек покрыты лесами. Опавшие листья и хвоя деревьев попадают в реки, они играют большую роль в наполнении воды биологическим содержанием. После попадания в воду они растворяются в ней. Именно этот материал в дальнейшем становится основной причиной загрязнения ионообменных смол, которые используют для очистки воды.
Физические и химические свойства загрязнений поверхностных вод постепенно меняются с течением времени. Внезапные природные катаклизмы могут привести к резкому изменению в короткий срок состава поверхностных источников воды. Химия поверхностных вод меняется также в зависимости от сезона, например, в периоды сильных дождей и таяния снега (период большого паводка, когда уровень в реках резко поднимается). Это может оказать благоприятное или неблагоприятное влияние на характеристики воды, в зависимости от геохимии и биологии местности.
Химия поверхностных вод также меняется в течение года в несколько циклов засухи и дождей. Длительные периоды засухи серьезно влияют на нехватку воды для промышленного использования. В местах, где реки впадают в моря, возможно попадание соленой воды в реку в период засухи, что создает дополнительные проблемы. Промышленные пользователи должны ориентироваться на изменчивость поверхностных вод, обязательно учитывать при проектировании очистных сооружений и разработке других программ.
Качество поверхностных вод зависит от сочетания климатических и геологических факторов. Основным климатическим фактором является количество и частота осадков, а также экологическая ситуация в регионе. Выпадающие осадки несут с собой определенное количество нерастворенных частиц, таких как пыль, вулканический пепел, пыльца растений, бактерии, грибковые споры, а иногда и более крупные микроорганизмы. Океан является источником разных солей, растворенных в дождевой воде. В ней можно обнаружить ионы хлорида, сульфата, натрия, магния, кальция и калия. Промышленные выбросы в атмосферу также "обогащают" химическую палитру, в основном за счет органических растворителей и оксидов азота и серы, являющихся причиной выпадения "кислотных дождей". Вносят свою лепту и химикаты, применяемые в сельском хозяйстве. К числу геологических факторов относится структура русла рек. Если русло образовано известняковыми породами, то вода в реке, как правило, прозрачная и жесткая. Если же русло из непроницаемых пород, например гранита, то вода будет мягкой, но мутной за счет большого количества взвешенных частиц органического и неорганического происхождения. В целом поверхностные воды характеризуются относительной мягкостью, высоким содержанием органики и наличием микроорганизмов.
К поверхностным водам относят водотоки, водоемы, болота и ледники. В водотоках естественных (реки, ручьи) и искусственных (каналы), происходит движение воды по руслу в направлении общего уклона поверхности. Водотоки могут быть постоянными или временными (пересыхающими или перемерзающими).
Водоем - это скопление вод в естественной (озеро) или искусственной (водохранилище, пруд) впадине, сток из которой отсутствует или замедлен. Лишь малая часть гидросферы содержится в реках, примерно в четыре раза меньше, чем в болотах, и в шестьдесят раз менее, чем в озерах.
Значение рек в водном круговороте неизмеримо больше, чем воды в них содержится, поскольку вода в реках обновляется в среднем каждые 19 дней.
Для сравнения - в болотах полное обновление воды происходит за 5 лет, в озерах – за 17 лет.
Благодаря проточности воды реки лучше насыщаются кислородом и качество воды здесь лучше. Именно по берегам рек возникали и первые поселения людей.
Реки длительное время служили и основными транспортными артериями и оборонительными рубежами, были источниками воды и рыбы. Рекой обычно называют естественный постоянный водный поток, протекающий в разработанном им углублении (русле). Речные долины - вытянутые углубления на земной поверхности, выработанные постоянными водными потоками. Все речные долины имеют склоны и ровное дно. Водный поток постоянно несет множество продуктов размыва, которые откладывает в днище долины или выносит в море. Речные наносы называют аллювием. Особенно много аллювия накапливается в днищах долин в нижних течениях рек, где меньше всего уклоны поверхности. Во время таяния снега часть днища (пойма) заливается полыми водами. Речной поток всегда стремится углубить свое русло до определенного уровня. Этот уровень называется базисом эрозии. Для реки базисом эрозии служит уровень моря, озера или другой реки, куда эта река впадает. Река постоянно углубляет свое русло и наступает такое время, когда в половодье река уже не может больше затапливать свою пойму. Река начинает разрабатывать новую пойму на более низком уровне, а старая пойма превращается в террасу - высокую ступень в днище речной долины. Чем древнее и крупнее река, тем больше террас можно насчитать в ее долине.
В действительности река - это сложное природное образование (система), состоящее из множества элементов. Территория, с которой речная система собирает свои воды, называется речным бассейном. Между соседними речными бассейнами проходит граница - водораздел.
Самый большой бассейн имеет река Амазонка, она является и самой многоводной рекой (среднегодовой сток равен 220 000 куб. м/сек).
Густота речной сети зависит от многих факторов: в первую очередь, от общего увлажнения территории - чем оно больше, тем больше густота рек, как например, в тундре и лесных зонах; от рельефа и геологического строения территории - в районах распространения растворимых и трещиноватых (карстующихся) известняков речная сеть редкая, а реки, как правило, мелкие и пересыхающие.
Все реки имеют начало и конец. Начало реки, место, где появляется постоянное русло водотока, называется истоком. Истоком может быть озеро, болото, родник или ледник.
Устье - место впадения реки в море, озеро или одной реки в другую. У ряда крупных северных рек устья имеют вид узких воронкообразных заливов - они называются эстуариями. В эстуариях речные наносы под действием волн и течений выносятся в море. Крупные эстуарии имеют такие реки, как Конго в Африке, Темза и Сена в Европе, а также российские реки Енисей и Обь. В отличие от них, в дельтах, наоборот, реки буквально блуждают, впадая в море, среди собственных наносов, разбиваясь на многочисленные рукава и протоки. Крупнейшие дельты имеют реки - Амазонка, Хуанхэ, Лена, Миссисипи и др.
Рельеф местности впрямую влияет на уклон русла реки и, соответственно, на скорость течения воды. Разность отметок высот поверхности воды в реке в двух точках, расположенных на некотором расстоянии вдоль ее течения, называется падением реки. Уклон реки - отношение падения реки к ее длине. Падение воды с отвесного уступа называется водопадом.
Самый высокий водопад на Земле - Анхель (1054 м) в бассейне реки Ориноко. Самый широкий (1800 м) - Виктория на р. Замбези (его высота 120 м.). Равнинные реки обычно текут спокойно и плавно, с небольшим падением и малыми уклонами. У больших рек развиты широкие долины и они удобны для судоходства. Горные реки имеют большие уклоны и, поэтому, бурное течение, узкие порожистые глубокие долины. Вода в русле несется с бешеной скоростью, пенится, образует водовороты и водопады.
Горные реки обычно непригодны для судоходства, зато обладают большими запасами гидроэнергии и удобны для строительства ГЭС.
Для народного хозяйства (судоходства, строительства гидроэлектростанций, водоснабжения населенных пунктов, орошения полей) очень важными характеристиками рек являются расход воды (количество воды, проходящее по руслу за единицу времени) и годовой сток (расход воды в реке за год).
Величина годового стока характеризует водоносность реки и зависит, от климата (соотношения атмосферных осадков и испарения на площади речного бассейна) и рельефа (равнинный рельеф уменьшает сток, горный, наоборот, его увеличивает).
От скорости и устойчивости к размыву горных пород зависит величина переносимого водой материала, состоящего из растворенных в воде химических и биологических веществ и твердых мелких частиц - величина твердого стока. Климатические условия влияют на питание и режим рек (ледниковое, снеговое, дождевое и грунтовое). От преобладающего типа питания зависит внутригодовое распределение стока - режим рек. Режим рек - это жизнь речного потока в течение какого-то времени (суток, сезонов и года). По режиму реки подразделяются на несколько основных групп. На реках с весенним половодьем и преимущественно снеговым питанием. Относительно быстрое стаивание снежного покрова приводит к подъему и разливу воды (весеннее половодье). Летом реки переходят на дождевое питание и, хотя, осадков выпадает большое количество, из-за усиленного испарения эти реки мелеют. На реках отмечается межень - время устойчивого низкого уровня воды в русле. Зимой во время ледостава (замерзания и образования неподвижного льда) реки питаются исключительно грунтовыми водами и наблюдается зимняя межень. Поводковые режим характерен для рек с дождевым и смешанным питанием. Паводки - кратковременные (иногда очень значительные) подъемы воды в реке - в отличие от половодий могут возникать в любое время года и связаны чаще всего о обильными дождями. В теплые зимы паводки могут проявляться и в это время года.
Позднее таяние снега и ледников в горах вызывает летнее половодье. Таким режимом характеризуются, например, реки берущие начало в Альпийских горах. Реки муссонного климата, характеризуются паводковым режимом во второй половине лета и зимней меженью. Из-за маломощного снежного покрова весеннее половодье у них выражено слабо или совсем отсутствует. Муссоны нередко приносят обильные осадки, имеющие ливневой характер, что приводит к катастрофическим наводнениям. В это время под водой оказываются обширные территории с многочисленными селениями. Разрушаются здания, гибнут посевы, животные и, даже, люди. Особенно буйным нравом отличаются реки Восточной и Южной Азии: Амур, Хуанхэ, Янцзы, Ганг.
Озера различаются не только размерами и глубиной, но также цветом и свойствами воды, составом и численностью населяющих их организмов. На количество озер (озерность территории) влияет повышенная влажность климата и рельеф с многочисленными замкнутыми котловинами. Размеры, глубина, форма озер во многом зависят от происхождения их котловин. Различают котловины тектонического, ледникового, карстового, термокарстового, станичного и вулканического происхождения. Бывают еще запрудные (завальные или плотинные) озера, образующиеся в результате преграждения русла реки глыбами пород при обвалах в горах.
Тектонические озерные котловины имеют большие размеры и глубину, так как они образовались на месте опусканий, трещин и разломов земной коры. Классическими тектоническим озерами являются крупнейшие озера мира: Каспийское и Байкал в Евразии, Великие Африканские и Североамериканские озера.
Ледниковые озерные котловины формируются при выпахивающей деятельности ледников или в результате размыва или скопления ледниковых вод в районах аккумуляции ледникового материала и образования ледниковых форм рельефа. Таких озер много в Финляндии, на севере Польши, в Карелии и д.р.
Карстовые озерные котловины образуются в результате провалов, просадок и размыва, в первую очередь, легко растворимых горных пород: известняков, доломитов гипсов, солей. Термокарстовых озер много в зоне вечной мерзлоты в тундре и лесотундре. Здесь вода растворяет подземные льды.
Старинные озера – это остатки брошенных речных русел.
Вулканические озерные котловины возникли в кратерах вулканов или в понижениях лавовых полей. Это - Кроноцкое и Курильское озера, озера в Новой Зеландии. По солености воды озера делят пресные и соленые. В отличие от рек, режим озер зависит от того, вытекают из него реки - проточное озеро (Байкал) или же это бессточный водоем (Каспийское).
Болота - это участки суши с обильным, застойным или слабопроточным увлажнением грунта в течение большей части года, с характерной (болотной) растительностью, недостатком кислорода и постоянным образованием торфа (слой торфа должен достигать не менее 0,3 м, если торфа меньше - это будут заболоченные земли. Торфом называют полуразложившиеся растительные остатки. Назвать болота водоемами нельзя, так как вода в них содержится в связанном состоянии. Но болота содержат лишь 5-10 % сухого вещества (торфа), остальное - вода. Поэтому болота являются важными аккумуляторами пресной воды. Заболачиванию способствует наличие близкого водоупора и наиболее распространены они в районах с вечной мерзлотой. Наиболее распространены болота в лесах Северного полушария, а также в Бразилии и Индии. Из-за обилия болот и заболоченных лесов лесную зону в Западной Сибири называют лесоболотной. Там же находится и крупнейшее болото в мире - Васюганское. Процессы заболачивания в этом регионе продолжаются и в настоящее время. Средняя горизонтальная скорость распространения кромок болот и наступления их на окружающие леса составляет 10-15 см в год.
Способы образования болот различны. Это и зарастание, заторфовывание водоемов (озер) и застой воды в местах выхода родников и при близком залегании грунтовых вод; а также накопление влаги в понижениях и плоских участках под лесами и лугами (особенно часто заболачиваются лесные вырубки.) По источникам питания выделяют верховые (питаются атмосферными водами), низинные (грунтовое увлажнение) и переходные болота. При классификации по степени богатства субстрата они соответствуют олиготрофным (бедным), евтрофным (богатым) и мезотрофным. Низинные болота образуются преимущественно на самых низких участках рельефа (в поймах, древнеозерных котловинах).
Грунтовые воды сильно минерализованы и, поступая в болото, они обогащают его. Поэтому в низинных болотах густым сплошным покровом растут осоки, хвощи, камыши, мхи, часто встречаются заросли черной ольхи. Здесь обычно находит пристанище множество птиц, и их помет, содержащий азотистые вещества, также обогащает болото.
Торф низинных болот – прекрасное удобрение.
Верховые болота образуются чаще всего на водораздельных пространствах, увлажняются атмосферными водами, очень бедными питательными веществами, и растительность здесь совершенно иная. В основном это мхи и чахлые деревца. Торф верховых болот с бедной растительностью содержит мало золы, поэтому является горючим полезным ископаемым и используется в качестве топлива.
Болота имеют большое водоохранное значение. Накапливая огромные запасы воды, они регулируют водный режим рек и поддерживают стабильность водного баланса территории; очищают проходящие через них воды. Болота являются истоками многих рек. Растительность болот не представляет особой кормовой ценности. Но после осушения они используются под сельскохозяйственные или лесные культуры. Однако при этом часто мелеют и исчезают малые реки.
Загрязнение поверхностных вод
Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод обнаруживают тенденцию увеличения числа створов с высоким уровнем загрязненности и числа случаев экстремально высокого содержания загрязняющих веществ в водных объектах. Состояние водных источников и систем централизованного водоснабжения не может гарантировать требуемого качества питьевой воды, а в ряде регионов (Южный Урал, Кузбасс, некоторые территории Севера) это состояние достигло опасного уровня для здоровья человека. Службы санитарно-эпидемиологического надзора постоянно отмечают высокое загрязнение поверхностных вод. Около 1/3 всей массы загрязняющих веществ вносится в водоисточники с поверхностным и ливневым стоком с территорий санитарно неблагоустроенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, что влияет на сезонное, в период весеннего паводка, ухудшение качества питьевой воды, ежегодно отмечаемое в крупных городах, в том числе и в Новосибирске. В связи с этим проводится гиперхлорирование воды, что, однако небезопасно для здоровья населения в связи с образованием хлорорганических соединений.
Одним из основных загрязнителей поверхностных вод является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания.
Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.
Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества.
Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15мг/л при ПДК -0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах.
Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л. Наиболее распространенными загрязняющими веществами в поверхностных водах являются фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения меди, цинка, а в отдельных регионах страны - аммонийный и нитритный азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метил меркаптан, формальдегид и др. Огромное количество загрязняющих веществ вносится в поверхностные воды со сточными водами предприятий черной и цветной металлургии, химической, нефтехимической.
Нефтяной, газовой, угольной, лесной, целлюлозно-бумажной промышленности, предприятий сельского и коммунального хозяйства, поверхностным стоком с прилегающих территорий. Небольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения. Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями.
Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками. Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля.
Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме. Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».
Современный уровень очистки сточных вод таков, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для интенсивного эвтрофирования водоемов.
Эвтрофизация - обогащение водоема биогенами, стимулирующее рост фитопланктона. От этого вода мутнеет, гибнут бентосные растения, сокращается концентрация растворенного кислорода, задыхаются обитающие на глубине рыбы и моллюски.
Дезинфекция и обеззараживание поверхностных вод
Еще одним немаловажным блоком любой установки является блок обеззараживания и дезинфекции воды. Под дезинфекцией обычно подразумевается очистки поверхностных вод от всех типов живых микроорганизмов, в числе которых не только потенциально опасные для человеческого здоровья организмы вроде бактерий и вирусов, но и микроводоросли, способные навредить технике, трубопроводу и другим вступающим в контакт с загрязненной водой предметами. А чтобы, например, избежать попадания аналогичных вредных веществ в почву используют системы автономной загородной канализации, информацию о которой можно учесть, наверняка, весьма полезной. Сегодня существует несколько методов очистки стоков, каждый из которых обладает как своими преимуществами, так и своими недостатками, на некоторых из них мы остановимся подробнее.
Одним из наиболее распространенных методов очистки поверхностных вод от потенциально опасных микроорганизмов является их окисление при помощи тех или иных реагентов. Самым дешевым методом является хлорирование воды, так как этот реагент считается самым дешевым. Более дорогим, но более надежным и безопасным реагентом является озон, который после очистки попросту разлагается на безвредные соединения вроде воздуха, воды или углекислого газа в отличии от хлора, который остается в воде и способен нанести вред, как человеческому организму, так и бытовой или промышленной технике.
Еще одним методом очистки поверхностных вод от микроорганизмов является облучение воды ультрафиолетом, которое считается одним из наиболее эффективных и безопасных методов дезинфекции воды. При облучении воды ультрафиолет проникает в ядро живых клеток, нанося ДНК последних необратимые повреждения, которые становятся причиной потери микроорганизмом способности к репродукции. Очистка методом ультрафиолетового облучения сегодня считается одним из наиболее экологических технологий обеззараживания воды, который гарантирует высокое качество и хороший результат.
