10. Novikov Yu.V., Plitman S.I., Lastochkina K.S. et al. Hodnotenie kvality vody komplexnými ukazovateľmi // Hygiena a hygiena. 1987. Č. 10. S. 7-11.
11. Sprievodca metódami hydrobiologickej analýzy povrchových vôd a dnových sedimentov / Red. V.A. Abakumov. L.: Gidrometeoizdat, 1983,239 s.
12. Shlychkov A.P., Zhdanova G.N., Yakovleva O.G. Využitie koeficientu odtoku znečisťujúcich látok na hodnotenie stavu riek // Monitorovanie. 1996. č.
Prijaté 05.03.05.
Prieskum metód komplexného odhadu kvality povrchových vôd
Výsledkom je prieskum metód komplexného odhadu kvality povrchových vôd. Zvažuje sa možnosť využitia niektorých z nich na odhad kvality vodných objektov Udmurtiya.
Štátna univerzita Gagarina Olga Vyacheslavovna Udmurt 426034, Rusko, Iževsk, st. Universitetskaya, 1 (budova 4)
E-mail: [chránené e-mailom] ru
zdroj pitnej vody, ktorý sa vyznačuje režimom nízkeho prietoku a je predmetom eutrofizačných procesov, je potrebné hodnotenie kvality vody kombinujúce hydrochemické, bakteriologické a hydrobiologické ukazovatele. V tomto prípade uprednostňujeme metódy prvej skupiny.
Posúdenie kvality povrchovej vody závisí okrem iného aj od cieľov štúdie. Ak chceme získať približný obraz o chemickom znečistení prírodných vôd, potom skutočne musíme posúdiť kvalitu vody pomocou WPI. Ak stojíme pred cieľom charakterizovať vodný útvar ako ekosystém, potom samotné hydrochemické charakteristiky nestačia, je potrebné zaviesť hydrobiologické ukazovatele.
Na záver stojí za zmienku, že uplatnenie ktoréhokoľvek vybraného integrovaného hodnotenia kvality vody v každom konkrétnom prípade si vyžaduje ďalší výskum zameraný na úplnejší vývoj praktického a univerzálneho systému hodnotenia kvality prírodných vôd.
ZOZNAM ODKAZOV
1. Belogurov V.P., Lozansky V.R., Pesina S.A. Využitie zovšeobecnených ukazovateľov na hodnotenie znečistenia vodných útvarov // Komplexné hodnotenie kvality povrchových vôd. L., 1984 S. 33-43.
2. Bylinkina A.A., Drachev S.M., Itskova A.I. O metódach grafického znázornenia analytických údajov o stave nádrží // Materiály 16. hydrochemie. stretnutie. Novočerkassk, 1962 S. 8 - 15.
3. Dočasné usmernenia pre komplexné hodnotenie kvality povrchových a morských vôd. Schválené. Štátny výbor pre hydromet ZSSR 22. 9. 1986
4. Č. 250-1163. M., 1986,5 s.
5. Gurariy V.I., Shine A.S. Komplexné hodnotenie kvality vody // Problémy s ochranou vody. Charkov, 1975. Číslo 6. S. 143 - 150.
6. Drachev S.M. Boj proti znečisteniu riek, jazier, nádrží priemyselnou a domácou odpadovou vodou. M .; L.: Nauka, 1964,274 s.
7. Emelyanova V.P., Danilova G.N., Kolesnikova T.Kh. Hodnotenie kvality povrchových vôd pevniny pomocou hydrochemických ukazovateľov // Hydrochemické materiály. L .: Gidrometeoizdat, 1983. T.88. S. 119-129.
8. Zhukinsky V.N., Oksiyuk OP, Oleinik G.N., Kosheleva S.I. Kritériá na komplexné hodnotenie kvality povrchových sladkých vôd // Samočistenie a bioindikácia kontaminovaných vôd. Moskva: Nauka, 1980. 57 - 63.
9. Metodické podklady pre hodnotenie antropogénneho vplyvu na kvalitu povrchových vôd / Red. A.V. Karausheva. L.: Gidrometeoizdat, 1981,175 s.
V závislosti od hodnôt komplexných odhadov W autori navrhujú 4 úrovne znečistenia vodných útvarov (pozri tabuľku 4).
Tabuľka 4
Stupeň znečistenia vodných útvarov v závislosti od hodnôt komplexných ukazovateľov W, vypočítaných podľa medzných znakov nebezpečnosti
Úroveň znečistenia Kritérium znečistenia hodnotami komplexných hodnotení
Organoleptické W) Sanitárny režim TO Sanitárno-toxikologické ^ st) Epidemologická údržba
Platné 1 1 1 1
Mierne 1,0 - 1,5 1,0 - 3,0 1,0 - 3,0 1,0 - 10,0
Vysoká, 0 2, 1, 5 3,0 - 6,0 3,0 - 10,0 10,0 - 100,0
Extrémne vysoká\u003e 2,0\u003e 6,0\u003e 10,0\u003e 100,0
Výhodou tejto techniky je nielen úplnejšie započítanie hydrochemických ukazovateľov kvality vody, ale aj skutočnosť, že na rozdiel od vyššie uvedených ukazovateľov WPI a KIZ sa v tomto prípade zohľadňujú aj bakteriologické ukazovatele. To je obzvlášť dôležité pre nádrže na pitie a na rekreačné účely. Pri hodnotení kvality vody pomocou tejto metódy však na seba upozorňujú dva body: po prvé, neexistuje jasná definícia prioritných ukazovateľov mikrobiálnej kontaminácie. S najväčšou pravdepodobnosťou možno pre nádrže, ktoré sú zdrojmi pitnej vody, ako je napríklad rybník Izhevsk, navrhnúť nasledujúce: počet termotolerantných koliformných baktérií, počet kolifágov, prítomnosť patogénov črevných infekcií. Každý z týchto ukazovateľov môže pôsobiť ako epidemiologické kritérium. Po druhé, autori navrhujú iba 4 stupne úrovne znečistenia, čo nie je vždy dostatočné pri práci s vodnými útvarmi (alebo ich úsekmi) s rôznymi úrovňami antropogénneho zaťaženia.
Na záver by som chcel zdôrazniť, že pri vypracovávaní integrovaných ukazovateľov kvality vody je potrebné vychádzať z charakteristík hydrologického režimu, klimatických, pôdnych podmienok povodia, ako aj z druhu použitia vody. Takže pre nádrž Iževsk, ktorá je
trieda kvality vody. Vzniká teda nepochopiteľná situácia - buď zadáme do výpočtu všetky hydrochemické ukazovatele, pre ktoré existujú rozbory vody, alebo iba 5-6 najmä „boľavých“ pre danú nádrž.
Praktické skúsenosti ukazujú, že výsledok môže ovplyvniť taký subjektívny faktor, ako je množstvo prísad použitých na hodnotenie kvality vody. U vodných útvarov, ktoré majú výrazný antropogénny vplyv, sa trieda kvality vody zhoršuje zavedením väčšieho množstva prísad do výpočtu CIE.
Podľa nášho názoru správnejší prístup k hodnoteniu kvality vody, ktorý by umožňoval vyhnúť sa subjektivite, spočíva v metódach, pri ktorých sú do výpočtov zahrnuté povinné ukazovatele, spojené do skupín podľa ukazovateľa obmedzujúceho nebezpečenstva (LPI). Jednou z nich je metóda na hodnotenie kvality vody od Yu.V. Novikov a kol., Ktorí navrhujú výpočet komplexného hodnotenia úrovne znečistenia pre každý limitujúci znak nebezpečnosti. V tomto prípade sa používajú štyri kritériá nebezpečnosti, pre každé z ktorých bola vytvorená určitá skupina látok a špecifické ukazovatele kvality vody:
Kritérium sanitárneho režimu (Wc), keď sa berie do úvahy rozpustený kyslík, BSK5, CHSK a špecifické kontaminanty, normalizované účinkom na sanitárny režim;
Kritérium organoleptických vlastností (^ f), berúc do úvahy zápach, suspendované látky, CHSK a špecifické znečistenie, normalizované organoleptickými znakmi škodlivosti;
Kritérium nebezpečenstva sanitárneho a toxikologického znečistenia (Wcm): zohľadnite CHSK a špecifické znečistenie štandardizované sanitárnymi a toxikologickými kritériami;
Epidemiologické kritérium (W,), berúc do úvahy nebezpečenstvo mikrobiálnej kontaminácie.
Rovnaké ukazovatele možno zahrnúť súčasne do niekoľkých skupín. Komplexné hodnotenie sa počíta osobitne pre každú značku obmedzujúceho nebezpečenstva (LPV) Wc, W, /,. Wcm a W, podľa vzorca
W \u003d 1 + ^ ---------------
kde W je komplexné hodnotenie úrovne znečistenia vody pre daný LPV, i je počet ukazovateľov použitých pri výpočte; N je štandardná hodnota jedného indikátora (najčastejšie N \u003d MPCg). Ak 6 i< 1, то есть концентрация менее нормативной, то принимается 6 i = 1.
Tabuľka 3
Klasifikácia kvality vody v tokoch podľa hodnoty kombinatorického indexu znečistenia
Trieda kvality Kategória triedy kvality Charakteristiky stavu kontaminácie Hodnota indexu kombinatorickej kontaminácie (CPI)
okrem počtu limitujúcich ukazovateľov znečistenia (LPI) s prihliadnutím na počet limitujúcich ukazovateľov znečistenia
1 LPZ (k \u003d 0,9) 2 LPZ (k \u003d 0,8) 3 LPZ (k \u003d 0,7) 4 LPZ (k \u003d 0,6) 5 LPZ (k \u003d 0,5)
Mierne som znečistil
II - kontaminovaný (1n; 2n] (0,9n; 1, Bn] (0, Bn; 1,6n] (0,7n; 1,4n) (0,6n; 1,2n] (0,5n; 1,0 n]
III špinavý (2n; 4n] (1, Bn; 3,6n] (1,6n; 3,2n (1,4n; 2, Bn] (1,2n; 2,4n) (1,0n; 1,5n) ]
III špinavý (2n; 3n] (1, Bn; 2,7n] (1,6n; 2,4n] (1,4n; 2,1n) (1,2n; 1, Bn] (1,0n; 1 , 5n]
III b znečistený (3n; 4n] (2,7n; 3,6n] (2,4n; 3,2n] (2,1n; 2, Bn] (1, Bn; 2,4n) (1,5n; 2 0n]
IV veľmi znečistený (4n; 11n] (3,6n; 9,9n] (3,2n; B, Bn] (2, Bn; 7,7n) (2,4n; 6,6n] (2,0n; 5 , 5n]
IV veľmi znečistený (4n; 6n] (3,6n; 5,4n] (3,2n; 4, Bn] (2, Bn; 4,2n) (2,4n; 3,6n] (2,0n; 3,0 n]
IVb je veľmi znečistený (6n; 8n] (5,4n; 7,2n] (4, Bn; 6,4n] (4,2n; 5,6n) (3,6n; 4, Bn] (3,0n; 4,0 n]
IV veľmi znečistený (8n; 10n] (7,2n; 9,0n] (6,4n; B, 0n) (5,6n; 7,0n] (4,8n; 6,0n) (4,0n; 5,0 n]
IV d veľmi znečistený (10 n; 11n] (9,0n; 9,9n] (B, 0n; B, Bn] (7,0n; 7,7n) (6,0n; 6,6n) (5,0n; 5,5n]
Ďalej sa vykonáva sčítanie zovšeobecnených bodov hodnotenia všetkých znečisťujúcich látok určených v časti. Pretože toto zohľadňuje rôzne kombinácie koncentrácií znečisťujúcich látok v podmienkach ich súčasnej prítomnosti, V.P. Emelyanova a spoluautori označili tento komplexný indikátor za kombinatorický index znečistenia.
Hodnotou kombinatorického indexu znečistenia a počtom zložiek kvality vody, ktoré sa zohľadňujú pri hodnotení, sa voda zaraďuje do jednej alebo inej triedy kvality. Existujú štyri triedy kvality vody: mierne znečistená, znečistená, špinavá, veľmi špinavá. Pretože pre tretiu a štvrtú triedu kvality vody je charakteristická širšia ako pri prvej a druhej, hodnotia sa rovnako aj rozpätia fluktuácií hodnoty KIZ a výrazne odlišné znečistenie vody, spadajúce do rovnakej triedy, autori do týchto tried zavádzajú kategórie kvality (tabuľka 3).
Zložky, pre ktoré je hodnota celkového odhadovaného skóre rovná alebo rovná 11, sú pridelené ako ukazovatele obmedzujúceho znečistenia (LPI).
V prípadoch, keď je voda veľmi silne kontaminovaná jednou alebo viacerými látkami, ale má uspokojivé vlastnosti pre zvyšok, počas príjmu KIZ sa vysoké hodnoty niektorých ukazovateľov vyhladia kvôli nízkym hodnotám pre ďalšie ukazovatele. Aby sa to vylúčilo, zavádza sa do stupne kvality kvalitatívny faktor k, ktorý zámerne podceňuje kvantitatívne vyjadrenia stupňov kvality v závislosti od počtu limitujúcich ukazovateľov znečistenia a klesá s nárastom ich počtu (z 1 pri absencii LPZ na 0,5 pri 5 LPZ). Teda za prítomnosti limitujúcich ukazovateľov znečistenia vo vode vodného útvaru sa trieda kvality vody určuje s prihliadnutím na bezpečnostný faktor. Ak je vo vode viac ako päť LPZ alebo ak je hodnota KIZ vyššia ako 11 p, voda sa charakterizuje ako „neprijateľne znečistená“ a považuje sa za mimo navrhovanej klasifikácie.
Pri výpočte KIZ v porovnaní s WPI sa teda okrem multiplicity prebytku MPC berie do úvahy aj frekvencia prebytku MPC. Toto veľmi dôležité doplnenie síce komplikuje hodnotenie kvality vody (pri jednoduchých výpočtoch je potrebné značné spracovanie materiálu), ale koncepciu znečistenia vodného útvaru logicky dotvára.
Ako však bolo uvedené vyššie, autori tejto metódy neobmedzujú počet zložiek použitých pri výpočte CIE. Aj keď, ako ukazujú praktické skúsenosti, pri hodnotení kvality vody vo vodných útvaroch vystavených vysokému antropogénnemu zaťaženiu (rieky a vodné útvary v meste) sa pri výpočte KIZ použije viac prísad, tým horšie
nasledujúca metóda hodnotenia kvality vody pomocou kombinatorického indexu znečistenia (ďalej len KIZ), navrhnutá V. P. Emelyanovou a kol.
Definícia KIZ sa vykonáva podľa tohto vzorca:
kde H je zovšeobecnené odhadované skóre.
Výpočet KIZ sa vykonáva v niekoľkých etapách. Najskôr sa ustanoví opatrenie stability znečistenia (podľa frekvencie výskytu prekročenia MPC):
kde H je frekvencia výskytu prekročenia MPC pre 1. zložku; NPdK - počet výsledkov analýzy, pri ktorých obsah 1. zložky presahuje maximálnu prípustnú koncentráciu; N je celkový počet výsledkov analýzy pre, desiatu zložku.
Na základe opakovateľnosti je možné vyčleniť kvalitatívne charakteristiky znečistenia, ktorým sa potom priradia kvantitatívne výrazy v bodoch.
Druhá etapa stanovenia úrovne kontaminácie je založená na stanovení mnohonásobnosti prekročenia MPC
kde K je multiplicita prebytku MPC pre i-tú zložku; С, - koncentrácia i-tej zložky vo vode vodného útvaru, mg / l; SPdK je maximálna prípustná koncentrácia i-tej zložky, mg / l.
Pri analýze znečistenia vôd vodných útvarov frekvenciou prekračovania štandardov jednotlivými znečisťujúcimi látkami sa zvýrazňujú kvalitatívne charakteristiky znečistenia, ktorým sú v bodoch priradené kvantitatívne výrazy stupňov.
Kombináciou prvého a druhého stupňa klasifikácie vody pre každú z uvažovaných zložiek získame všeobecné charakteristiky znečistenia, konvenčne zodpovedajúce stupňu ich vplyvu na kvalitu vody za určité časové obdobie. Kvalitatívnym zovšeobecneným charakteristikám boli priradené zovšeobecnené odhadované skóre B, získané ako produkt hodnotení pre jednotlivé charakteristiky.
tabuľka 2
Triedy kvality vody v závislosti od hodnoty indexu znečistenia
Hodnoty WPI vody Triedy kvality vody
Veľmi čisté až do 0,2 I
Čistý 0,2 - 1,0 II
Stredne znečistené 1,0 - 2,0 III
Znečistené 2,0-4,0 IV
Špinavé 4,0-6,0 V
Veľmi špinavé 6,0-10,0 VI
Mimoriadne špinavé\u003e 10,0 VII
Pokiaľ ide o poslednú podmienku, rád by som poznamenal nasledujúce. V polovici 90. rokov. A.P. Shlychkov et al. Navrhli WPI s prihliadnutím na obsah vody (ďalej len WPI *). WPI * sa počíta podľa tohto vzorca:
Skutočnosť X „™ 4 * X-“
IZV * \u003d IZV K \u003d - £
Čitateľom v tomto vyjadrení je pozorovaný odtok zložiek, ktoré prispievajú hlavne k znečisteniu, a menovateľom je jeho maximálny prípustný odtok pri priemernom roku obsahu vody. A ak možno znečistenie regulovaných riečnych systémov (napríklad rieky Izh) charakterizovať pomocou WPI, potom na riekach charakterizovaných neustálym určovaním nákladov by sa mal výpočet stupňa znečistenia vodného útvaru za rok upraviť podľa obsahu vody v danom roku. Pozorovania ukazujú, že na riekach, ktoré sú pod hlavným vplyvom neorganizovaných zdrojov znečistenia nachádzajúcich sa v povodí, v rokoch a ročných obdobiach vysokej vody (jar) WPI * jednoducho prevyšuje WPI. Odlišný obraz je typický pre rieky, ktoré dostávajú organizované odtoky odpadových vôd alebo znečistené prítoky (pre ktoré je opäť hlavným zdrojom znečistenia organizovaná likvidácia odpadových vôd). V takom prípade je WPI * v rokoch s vysokou hladinou vody nižšia ako WPI. Vysvetľuje to najlepšie organizované zriedenie znečisťujúcich látok z trvalých zdrojov znečisťovania.
Jasnou výhodou WPI je rýchlosť výpočtov, vďaka ktorým bol tento indikátor jedným z najbežnejších. Na základe iba hydrochemických ukazovateľov sa však dá použiť na približné posúdenie súčasného stavu vodného útvaru, ako aj
V súčasnej verzii SanPiN 2.1.5.980-00 však už takáto hygienická klasifikácia nie je k dispozícii.
Druhú skupinu metód na hodnotenie kvality vody tvoria metódy založené na použití zovšeobecnených numerických charakteristík - komplexných indexov kvality vody. Jedným z najčastejšie používaných v systéme hodnotenia kvality povrchových vôd je hydrochemický index znečistenia vody (WPI) stanovený Štátnym výborom pre hydrometriu ZSSR. Tento index predstavuje priemerné percento prekročenia MPC pre prísne obmedzený počet jednotlivých zložiek (spravidla ich je 6):
kde C je koncentrácia zložky (v niektorých prípadoch hodnota fyzikálno-chemického parametra); n je počet ukazovateľov použitých na výpočet indexu, n \u003d 6; MPC - stanovená hodnota normy pre
zodpovedajúci typ vodného útvaru.
WPI sa teda počíta ako priemer zo 6 indexov: O2, BSK5 a štyroch znečisťujúcich látok, najčastejšie presahujúcich MPC. To je spôsobené tým, že znečistenie vodného útvaru môže byť spôsobené prebytkom MPC jednou alebo dvoma látkami a obsah ďalších je v porovnaní s nimi zanedbateľný a v dôsledku spriemerovania môžeme získať podhodnotené hodnoty WPI. Na odstránenie tohto nedostatku je potrebné brať do úvahy prioritné znečisťujúce látky vodných útvarov. Pre vodné útvary Udmurtia ich predstavuje obsah organických látok, celkového železa, amónneho dusíka, ropných produktov, medi, zinku. Jedným z konštantných indexov pri výpočte WPI je obsah rozpusteného kyslíka. Normalizuje sa to presne naopak: namiesto pomeru C / MPCg- sa nahradí recipročný. V závislosti od hodnoty WPI sú úseky vodných útvarov rozdelené do tried (tabuľka 2).
Zároveň sa stanovuje požiadavka, aby sa porovnávali indexy znečistenia vody pre vodné útvary tej istej biogeochemickej provincie a podobného typu, pre ten istý vodný tok (pozdĺž toku, v čase atď.), A tiež so zohľadnením skutočného obsahu vody v danom roku.
Fytoplanktónová biomasa je štrukturálny hydrobiologický indikátor; pri 5,0 g / m3 podporuje fytoplanktón samočistenie vôd; vyššie hodnoty sú typické pre hromadný vývoj fytoplanktónu („rozkvetu“ vody), ktorého dôsledkom je zhoršenie hygienicko-biologického stavu a kvality vody.
Fytomasa z vláknitých rias poskytuje predstavu o reálnej a potenciálnej možnosti zhoršenia kvality vody, pretože rozklad fytomasy z vláknitých rias je príčinou znečistenia vody organickými látkami, čo zvyšuje počet baktérií. Odhaduje sa podľa hodnôt pre celú oblasť, na ktorej sa tieto riasy vyvíjajú.
Index samočistenia / znečistenia (L / Y). Pomer hrubej produkcie k úplnému zničeniu planktónu za deň je funkčným hydrobiologickým indikátorom. Nízke hodnoty indexu (menej ako 1) naznačujú prebytok spotreby kyslíka nad jeho produkciou, v dôsledku čoho sa vytvára kyslíkový režim nepriaznivý pre spracovanie kontaminantov. Hodnoty nad jednotou charakterizujú intenzívnu oxidáciu organických látok. Zároveň s pravidelným nadbytkom produkcie nad zničením (L / R\u003e 1) dochádza k biologickému znečisteniu v dôsledku primárne vyrobenej zvyškovej organickej hmoty.
Identifikovať vplyv na kvalitu vody v zásobníkoch priemyselných a domácich odpadových vôd v komplexnom hodnotení V.N. Zhukinsky a kol. Zahrnuli schému biotického indexu na hodnotenie kvality vody prijatú v Anglicku. "Veľké."
jeho výhody sú: kombinované započítanie druhov
rozmanitosť organizmov, transformácia kvalitatívnych charakteristík na kvantitatívne (skóre alebo indexy), citlivosť na kontamináciu neznámeho pôvodu a jednoduché použitie; nevýhodou je obmedzenie indikátorových taxónov ... V tejto súvislosti nie je v navrhovanom systéme vyplnený stĺpec „Indikačné taxóny“. Pri použití tohto hodnotenia kvality vody vo vzťahu k Iževskému rybníku je potrebné zvoliť indikátorové taxóny špecifické pre túto nádrž, čo je však oblasť činnosti hydrobiológov a vyžaduje si osobitnú pozornosť.
Pomerne úspešný pokus o klasifikáciu vody podľa stupňa znečistenia vodných útvarov na pitné a rekreačné účely sa uskutočnil aj na úrovni regulačných dokumentov. Takže v SanPiN 4630-88 je uvedená hygienická klasifikácia vodných útvarov.
integrované hodnotenie kvality vody v nádržiach a ich dopĺňanie, čím sa rozširuje rozsah hodnotenia kvality vody. Jedným z najúspešnejších v tejto oblasti je vypracovanie komplexného hodnotenia kvality povrchovej sladkej vody (skorá verzia), ktoré navrhol V.N. Zhukinsky so spoluautormi. Hodnotí stupeň znečistenia nádrže s prihliadnutím na eutrofizáciu nádrží, ktorá je pre nádrž Iževsk dôležitá. V tejto klasifikácii sa spolu s hydrochemickými ukazovateľmi kvality vody (pH, amónny, dusičnanový dusík, fosforečnany, percento nasýtenia vodou rozpusteným kyslíkom, oxidovateľnosťou manganistanom a bichromanmi, BSK5) používajú aj bakteriologické ukazovatele: biomasa
fytoplanktón a vláknité riasy, index samočistenia. Poďme sa venovať charakteristikám týchto dôležitých ukazovateľov.
stôl 1
Systém koeficientov na odvodenie celkovej hodnoty ukazovateľa
Názov ukazovateľa Stupeň znečistenia
Veľmi čisté Čisté Stredne znečistené Znečistené Špinavé Veľmi špinavé
Amónny dusík 0 і 3 6 12 15
BOD5 a toxické látky 0 і 5 8 12 15
Celková rádioaktivita 0 і 3 5 15 25
Titer Escherichia coli 0 2 4 10 15 30
Zápach 0 і 2 8 10 20
Vzhľad 0 і 2 6 8 10
Priemerný celkový faktor znečistenia 0-1 2 3-4 5-7 8-10\u003e 10
niektoré ťažké kovy (mangán, chróm), ropné produkty, amónny dusík, fosforečnany, BSK5, coli-index, vodný zápach.
Autori vyššie uvedenej klasifikácie kvality vody teda identifikovali tie ukazovatele, ktoré by sa podľa ich názoru mali najčastejšie používať pri štúdiu vodných útvarov. Tieto ukazovatele sú veľmi potrebné (dalo by sa dokonca povedať, že sú životne dôležité) na charakterizáciu hygienického stavu vodných útvarov v Udmurtii, najmä vo vidieckych oblastiach, kde sú hlavnými zdrojmi znečistenia buď neorganizované zdroje - povrchový odtok zo zariadení na chov hospodárskych zvierat a z dediny alebo organizovaný - vypúšťanie neupravenej domovej odpadovej vody do vodných útvarov.
Veľmi dôležitým ukazovateľom hygienického stavu vodných útvarov je obsah toxických látok. „Ako ukazovateľ stupňa znečistenia vodných útvarov obsahom toxických látok je možné brať pomer množstva toxických látok zistených analyticky k prípustným koncentráciám podľa existujúcich noriem.“
S. M. Drachev, bohužiaľ, nešpecifikuje, aké druhy toxických látok môžu pôsobiť ako indikatívne látky, s najväčšou pravdepodobnosťou tie, pri ktorých je zaznamenaný častejší prekročenie hygienických a hygienických noriem. Pokiaľ ide o vodné útvary našej republiky, môže to byť obsah celkového železa, medi, zinku, chrómu.
Autori tejto metódy uprednostňujú každý z indikátorov - digitálnu hodnotu zodpovedajúcu dôležitosti a dôležitosti tohto faktora. Ak je podľa rôznych ukazovateľov klasifikácia nádrže nejednoznačná (rovnaký stav vody podľa rôznych ukazovateľov možno pripísať rôznym kvalitatívnym triedam, čo je nevýhodou týchto metód), potom je potrebné vypočítať ukazovateľ celkového znečistenia spriemerovaním číselných hodnôt podmienených priorít. Koeficienty pre výpočet ukazovateľa súčtu a zoskupenie nádrží podľa súčtu značiek sú uvedené v tabuľke. 1.
Napriek tomu, že sme sa pomocou tejto klasifikácie pokúsili posúdiť sanitárny stav vody v nádržiach (pričom nehovoríme o komplexnom hodnotení kvality vody), nemožno si pripustiť, že výber prioritných ukazovateľov bol úspešný: titer E. coli, zápach, BSK5, amónny dusík a vzhľad nádrže. v mieste odberu vzoriek (podľa stupňa znečistenia ropou). Prirodzene, takmer pol storočia po objavení sa tejto klasifikácie sa znalosti v tejto oblasti a technické prostriedky na sledovanie kvality vody rozšírili. Všetky uvedené ukazovatele preto možno považovať len za základ vývoja
prijatý v medzinárodnej norme kvality pitnej vody (1958). Posledným ukazovateľom je pomer počtu jednobunkových organizmov neobsahujúcich chlorofyl (B) k celkovému počtu organizmov vrátane tých, ktoré obsahujú chlorofyl (A), vyjadrený v percentách: BPZ \u003d 100 * B / (A + B); organoleptické vlastnosti (priehľadnosť, obsah nerozpustných látok, zápach vody, vzhľad povrchu vody).
z ukazovateľa možno brať celkovú ^ -aktivitu, pretože vo vzťahu k tejto definície je tu najväčšie množstvo analytických materiálov “.
Ako hlavné ukazovatele A.A. Bylinkina a kol. Odporúčal nasledujúcich päť ukazovateľov: titer E. coli, zápach, BSK5, amónny dusík a vzhľad nádrže v blízkosti miesta vzorkovania (podľa stupňa znečistenia ropou).
Následne sa v literatúre objavilo veľa návrhov na výber hlavných ukazovateľov na hodnotenie kvality vody. Niektorí autori navrhli použiť všetky ukazovatele, pre ktoré boli stanovené MPC. Iní používali pri výpočtoch obmedzený počet ukazovateľov (v priemere 9 - 16).
Ideálne by bolo použiť všetky ukazovatele, ale v skutočnom svete to nie je možné. Je potrebné zvoliť ukazovatele pre povinné pozorovanie. Takmer všetci autori sa s malými obmenami zhodujú na nasledujúcej skupine: suspendovaná látka, rozpustená
kyslík, biochemická spotreba kyslíka (BSK), pH, coli-index, N +, NO ^, chloridy, sírany.
Návrhy na komplexné hodnotenie kvality vody založené na takomto znížení zoznamu (alebo ktorejkoľvek z jeho rozšírených verzií) sú založené na použití princípu reprezentatívnosti, podľa ktorého sa znečisťujúce látky delia na dve skupiny: reprezentatívne a východiskové. Prvá skupina sa určuje systematicky a druhá je pomerne zriedkavá. Znečisťujúce látky sú špeciálne vybrané ako reprezentatívne látky, ktorých koncentrácia môže na základe miestnych podmienok významne prekročiť MPC. Látky povinnej skupiny sa považujú za pozadie (môže ich byť 15 až 20). Napríklad pre nádrž Iževsk, ktorá sa nachádza v meste a prijíma priemyselné a domáce odpadové vody, ako aj povrchový odtok z mesta, by zástupca mal obsahovať zlúčeniny
UDC 504.4.054 O.V. Gagarin
PRESKÚMANIE METÓD NA POSUDZOVANIE KVALITY INTEGROVANEJ POVRCHOVEJ VODY
Uvádza sa prehľad metód komplexného hodnotenia kvality povrchových vôd. Uvažuje sa o možnosti využiť niektoré z nich na hodnotenie kvality vodných útvarov v Udmurtii.
Kľúčové slová: kvalita vody, hodnotenie kvality vody, ukazovatele kvality vody, triedy kvality vody.
Existujúce metódy komplexného hodnotenia znečistenia povrchových vôd sú zásadne rozdelené do dvoch skupín: prvá zahŕňa metódy, ktoré umožňujú hodnotenie kvality vody kombináciou hydrochemických, hydrofyzikálnych, hydrobiologických a mikrobiologických ukazovateľov; do druhej skupiny - metódy spojené s výpočtom komplexných indexov znečistenia vody.
V prvom prípade je kvalita vody rozdelená do tried s rôznym stupňom znečistenia. Táto metóda hodnotenia stavu vodných útvarov má dlhú históriu. V roku 1912 v Anglicku podobnú klasifikáciu navrhla Kráľovská komisia pre odpadové vody. Pravda, potom sa používali hlavne chemické ukazovatele. Podľa vonkajšie znaky Znečistené vodné útvary boli rozdelené do šiestich skupín: veľmi čisté, čisté, pomerne čisté, relatívne čisté, pochybné a zlé. V tom čase sa ako indikátory brali BOD5, oxidovateľnosť, amónny, albumínový a dusičnanový dusík, suspendované látky, chlórový ión a rozpustený kyslík. Ďalej sa bral do úvahy zápach, zákal vody, prítomnosť alebo neprítomnosť rýb a povaha vodnej vegetácie. Najväčší význam sa pripisoval hodnote BOD.
V roku 1962 v ZSSR A.A. Bylinkina a spoluautori navrhli klasifikáciu vodných útvarov podľa chemických, bakteriologických a hydrobiologických charakteristík a fyzikálnych vlastností. Bol to prvý najdokonalejší vývoj v tomto smere, ktorý položil základy rozšírenej šesťbodovej stupnice klasifikácie vodných útvarov. Hodnotenie kvality vody sa vykonáva pomocou chemických ukazovateľov (obsah rozpusteného kyslíka, pH, BSK5, oxidovateľnosť, amónny dusík, obsah toxických látok); bakteriologické a hydrobiologické ukazovatele (titer coli, coli-index, počet saprofytických organizmov, počet vajíčok helmintov, saprobita a biologický indikátor znečistenia alebo Khorasawa index,
Kvalita vody je určená jej fyzikálnymi, chemickými a biologickými vlastnosťami, od ktorých závisí vhodnosť vody pre jeden alebo druhý typ jej použitia. Chemické znečistenie prírodných vôd v prvom rade závisí od množstva a zloženia odpadových vôd vypúšťaných do vodných útvarov z priemyselných podnikov a verejných služieb. Značná časť znečisťujúcich látok sa dostáva do vodných útvarov aj v dôsledku ich odplavovania taveninou a dažďovou vodou z území sídiel, priemyselných areálov, poľnohospodárskych polí, chovov hospodárskych zvierat. Zlá kvalita vody môže byť tiež spôsobená prírodnými faktormi (geologické podmienky, napájanie riek vodami s vysokým organickým obsahom atď.).
Zo všetkých druhov znečisťujúcich látok vstupujúcich do vodných útvarov možno vyčísliť iba registrované vypúšťanie odpadových vôd. Pozadie na mape zobrazuje ročné vypúšťanie rozpustených znečisťujúcich látok do odpadových vôd (v konvenčných tonách) na 1 štvorcový. km územia príslušného vodohospodárskeho územia, ktorým je najčastejšie povodie stredne veľkej rieky alebo samostatné časti veľkého povodia, niekedy - povodie jazera. Bežné tony sa určujú s prihliadnutím na škodlivosť (nebezpečnosť) jednotlivých znečisťujúcich látok zavedením hmotnostného koeficientu pre každú látku, ktorý sa číselne rovná prevrátenej hodnote maximálnej prípustnej koncentrácie tejto látky. Najbežnejšími znečisťujúcimi látkami s vysokými hmotnostnými koeficientmi (100 - 1000) sú fenoly, dusitany atď. Chloridy a sírany, ktoré spolu s organickými látkami tvoria podstatnú časť látok obsiahnutých v odpadových vodách, majú najnižšie hmotnostné koeficienty (0,3–0, päť).
Najväčší príliv hmotnosti rozpustených látok do zloženia odpadových vôd charakterizujú vodohospodárske oblasti, v ktorých sa nachádza niekoľko miest so značným objemom odpadových vôd. Podobný výsledok sa dosahuje s relatívne malým objemom odpadovej vody, ale so znečisťujúcimi látkami, ktoré sa vyznačujú vysokými hmotnostnými koeficientmi. Nízka intenzita znečisťujúcich látok vstupujúcich do vodných útvarov v zložení odpadových vôd je charakteristická hlavne pre sever Sibíri a Ďaleký východ, s výnimkou oblasti, v ktorej sa nachádza mesto Norilsk.
Hlavným kritériom kvality vody v riekach a vodných nádržiach je priemerná multiplicita prekročenia maximálnej prípustnej koncentrácie hlavných znečisťujúcich látok o ich skutočný obsah vo vode stanovený v štátnej pozorovacej sieti pracoviskami hydrometeorológie a monitorovania životného prostredia Roshydromet.
U vodných útvarov, ktoré nemajú miesta stacionárneho monitorovania kvality vody, sa určuje analogicky s vodnými útvarmi, na ktorých sa takéto pozorovania vykonávajú, alebo na základe odborného posúdenia vplyvu komplexu faktorov na kvalitu vody, predovšetkým prítomnosti zdrojov znečistenia prírodných vôd, ako aj riediaca kapacita vodných útvarov.
„Mimoriadne špinavé“ vody sa vyskytujú hlavne v malých riekach s nízkou riediacou kapacitou. Ak sa do nich vypustí čo i len malý objem odpadových vôd, priemerná ročná koncentrácia jednotlivých znečisťujúcich látok môže prekročiť maximálnu prípustnú koncentráciu o 30–50, niekedy aj viac ako stokrát. Táto trieda je vlastná niektorým stredne veľkým riekam (napríklad Chusovaya), do ktorých sa vypúšťajú odpadové vody s vysokým obsahom najnebezpečnejších znečisťujúcich látok.
Do triedy „špinavých“ patria vodné útvary s priemernými ročnými koncentráciami jednotlivých znečisťujúcich látok do 10 - 25 maximálnej prípustnej koncentrácie. Túto situáciu možno pozorovať ako na malej, tak na veľké riekyah alebo ich jednotlivé oblasti. Znečistenie niektorých veľkých riek (napríklad Irtyš) je spojené s lodnou dopravou.
„Značne znečistené“ vodné útvary sa vyznačujú priemernými ročnými koncentráciami znečisťujúcich látok do 7 - 10 maximálnej prípustnej koncentrácie. Sú typické pre mnoho vodných útvarov nachádzajúcich sa v ekonomicky najrozvinutejších regiónoch európskej časti Ruska a Uralu. Znečistenie riek je spojené hlavne s ťažbou, rieky - s odvetvím ťažby zlata, riek a dolnej Tungusky - s únikom znečisťujúcich látok z území pobrežných hospodárskych zariadení. Zdrojom znečistenia riek tečúcich v zalesnených oblastiach môže byť splavovanie dreva, najmä molárneho.
V „mierne znečistených“ vodných útvaroch sú priemerné ročné koncentrácie určitých znečisťujúcich látok 2– až 6-krát vyššie ako maximálna prípustná koncentrácia a v „podmienečne čistých“ vodných útvaroch je to možné pozorovať iba krátkodobo.
Na severe európskej časti Ruska a na Ďalekom východe prevládajú vodné útvary „mierne znečistených“ a „relatívne čistých“ riek.
Napriek skutočnosti, že objemy vypúšťaných znečistených odpadových vôd v Rusku ako celku v 20. rokoch 20. storočia v porovnaní so začiatkom 90. rokov poklesli o 20–25%, nedochádza k zlepšeniu kvality vody a často sa zaznamenáva dokonca jej zhoršenie. ... Je to spôsobené mnohými dôvodmi, medzi ktoré patrí výrazná akumulácia znečisťujúcich látok v spodných sedimentoch riek a tiež v pôdach a pôdach ich povodí, pokles efektívnosti čistiacich zariadení a častejšie prípady núdzového znečistenia prírodných vôd. Zhoršenie ukazovateľov kvality vody je čiastočne spôsobené sprísnením maximálnej prípustnej koncentrácie pre niektoré látky (napríklad železo).
Medzi znečisťujúcimi látkami obsiahnutými v povrchových vodách najčastejšie (v 50 - 80% vzoriek) hodnota maximálnej prípustnej koncentrácie presahuje obsah medi (Cu) a železa (Fe), ako aj hodnotu biologickej spotreby kyslíka, ktorá charakterizuje obsah ľahko rozpustných organických látok. U rovnakých látok bol zaznamenaný 10-násobný nadbytok maximálnej prípustnej koncentrácie vo viac ako 10% vzoriek. Určité oblasti Ruska sa vyznačujú prítomnosťou špecifických znečisťujúcich látok vo vodných útvaroch: lignín, lignosulfonáty, sulfidy, sírovodík, organický chlór, metanol, zlúčeniny ortuti. Niektoré znečisťujúce látky prechádzajú z vodného prostredia do spodných sedimentov a môžu slúžiť ako zdroj sekundárneho znečistenia vody.
Povrchové vody pevniny - vody, ktoré tečú (potoky) alebo sa hromadia na povrchu zeme (vodné útvary). Sú tu morské, jazerné, riečne, močiarne a iné vody. Povrchové vody sú trvalo alebo dočasne v útvaroch povrchových vôd. Predmety povrchovej vody sú: moria, jazerá, rieky, močiare a iné toky a nádrže. Rozlišujte medzi slanou a sladkou suchou vodou.
Tvorba povrchovej vody je zložitý proces. Potoky stekajúce z neba v podobe dažďa alebo snehu sú vodou odparovanou z morí a oceánov. Charakter terénu, pozdĺž ktorého preteká pod vplyvom gravitácie (voda je súčasne najsilnejším ničiteľom tej časti zemskej kôry, ktorá sa nachádza nad úrovňou mora), závisí cesta, po ktorej sa zhromažďuje v potokoch a riekach a opäť sa rúti k moru. Toto završuje jednu hlavnú fázu hydrologického cyklu.
Voda, ktorá tečie po povrchu, zachytáva a prenáša nerozpustné minerálne častice piesku a pôdy, časť z nich zanecháva na ceste, časť sa prenáša do mora a niektoré látky sa v nej rozpúšťajú.
Povrchové vody, prechádzajúce nerovným terénom a padajúce z hornín, sú nasýtené kyslíkom vo vzduchu, jeho zlúčeniny s organickými a anorganickými látkami vyplavovanými z územia konkrétnej oblasti a slnečné svetlo podporuje širokú škálu foriem života v podobe rias, húb, baktérií, malých kôrovcov a rýb.
Okrem toho sú záhony mnohých riek pokryté stromami, oblasťami pozdĺž ktorých pretekajú, ak sú brehy riek pokryté lesmi. Spadané lístie a ihly stromov padajú do riek, hrajú dôležitú úlohu pri napúšťaní vody biologickým obsahom. Akonáhle sú vo vode, rozpustia sa v nej. Práve tento materiál sa neskôr stáva hlavnou príčinou kontaminácie iónomeničových živíc, ktoré sa používajú na čistenie vody.
Fyzikálne a chemické vlastnosti znečistenia povrchových vôd sa časom menia. Náhle prírodné katastrofy môžu viesť k dramatickým zmenám v krátkodobý zloženie zdrojov povrchových vôd. Chémia povrchových vôd sa tiež mení s ročnými obdobiami, napríklad v obdobiach silných dažďov a topenia snehu (obdobia veľkých povodní, keď hladina v riekach prudko stúpa). To môže mať priaznivý alebo nepriaznivý vplyv na vlastnosti vody v závislosti od geochémie a biológie oblasti.
Chémia povrchových vôd sa tiež počas roka mení v niekoľkých cykloch sucha a dažďov. Dlhé obdobia sucha vážne ovplyvňujú nedostatok vody na priemyselné využitie. Na miestach, kde rieky ústia do mora, môže slaná voda vstupovať do rieky v období sucha, čo spôsobuje ďalšie problémy. Priemyselní užívatelia by sa mali riadiť variabilitou povrchových vôd, čo treba brať do úvahy pri navrhovaní zariadení na úpravu a pri vývoji ďalších programov.
Kvalita povrchovej vody závisí od kombinácie klimatických a geologických faktorov. Hlavným klimatickým faktorom je množstvo a frekvencia zrážok, ako aj ekologická situácia v regióne. Zrážky so sebou nesú určité množstvo nerozpustených častíc, ako sú prach, sopečný popol, peľ rastlín, baktérie, spóry húb a niekedy aj väčšie mikroorganizmy. Oceán je zdrojom rôznych solí rozpustených v dažďovej vode. Obsahuje ióny chloridu, síranu, sodíka, horčíka, vápnika a draslíka. Emisie do ovzdušia tiež „obohacujú“ chemickú paletu, hlavne o organické rozpúšťadlá a oxidy dusíka a síry, ktoré spôsobujú kyslé dažde. Chemikálie používané v poľnohospodárstvo... Medzi geologické faktory patrí štruktúra riečnych kanálov. Ak je kanál tvorený vápencovými skalami, potom je voda v rieke zvyčajne priezračná a tvrdá. Ak je kanál vyrobený z nepriepustných hornín, napríklad žuly, potom bude voda mäkká, ale kalná kvôli veľkému množstvu suspendovaných častíc organického a anorganického pôvodu. Všeobecne sa povrchové vody vyznačujú relatívnou mäkkosťou, vysokým organickým obsahom a prítomnosťou mikroorganizmov.
Medzi povrchové vody patria potoky, nádrže, močiare a ľadovce. V prírodných (rieky, potoky) a umelých (kanály) vodných tokoch sa voda pohybuje pozdĺž koryta v smere všeobecného sklonu povrchu. Vodné toky môžu byť trvalé alebo dočasné (vysychanie alebo zmrazenie).
Vodná plocha je akumulácia vody v prírodnej (jazero) alebo umelej (nádrž, rybník) priehlbina, ktorej prietok chýba alebo je spomalený. Iba malá časť hydrosféry je obsiahnutá v riekach, asi štyrikrát menej ako v močiaroch a šesťdesiatkrát menej ako v jazerách.
Dôležitosť riek vo vodnom cykle je nezmerateľne väčšia ako voda, ktorú obsahujú, pretože voda v riekach sa obnovuje v priemere každých 19 dní.
Pre porovnanie, v močiaroch dôjde k úplnej obnove vody za 5 rokov, v jazerách - za 17 rokov.
Vďaka toku vody sú rieky lepšie nasýtené kyslíkom a kvalita vody je tu lepšia. Práve pri brehoch riek vznikli prvé ľudské sídla.
Rieky dlho slúžili ako hlavné dopravné tepny a obranné línie, boli zdrojom vody a rýb. Rieka sa zvyčajne nazýva prirodzený konštantný tok vody tečúcej v depresii (kanáli), ktorú vytvorila. Údolia riek sú pretiahnuté priehlbiny na zemskom povrchu, vypracované neustálymi prietokmi vody. Všetky údolia riek majú svahy a ploché dno. Vodný tok neustále nesie veľa produktov erózie, ktoré sa ukladajú na dne údolia alebo sa vynárajú do mora. Riečny sediment sa nazýva naplaveniny. Obzvlášť veľa naplavenín sa hromadí v dnách údolí v dolných tokoch riek, kde sú svahy povrchu najmenšie. Keď sa sneh topí, časť dna (nivu) je vyplnená dutými vodami. Riečny potok má vždy tendenciu prehlbovať svoje koryto na určitú úroveň. Táto úroveň sa nazýva základňa erózie. Pre rieku je základom erózie hladina mora, jazera alebo inej rieky, kadiaľ táto rieka tečie. Rieka neustále prehlbuje svoj koryto a prichádza čas, keď už rieka počas povodne nedokáže zaplaviť svoju nivu. Rieka začína vyvíjať novú nivu na nižšej úrovni a stará niva sa mení na terasu - vysoký stupeň na dne údolia rieky. Čím je rieka staršia a väčšia, tým viac terás nájdete v jej údolí.
V skutočnosti je rieka komplexný prírodný útvar (systém), ktorý sa skladá z mnohých prvkov. Oblasť, z ktorej riečny systém zhromažďuje svoje vody, sa nazýva povodie. Medzi susednými povodiami je hranica - povodie.
Rieka Amazonka má najväčšie povodie, je tiež najhojnejšou riekou (priemerný ročný prietok je 220 000 metrov kubických za sekundu).
Hustota riečnej siete závisí od mnohých faktorov: v prvom rade od všeobecného zvlhčenia územia - čím viac je, tým väčšia je hustota riek, napríklad v tundre a lesných zónach; z reliéfu a geologickej stavby územia - v oblastiach, kde sa rozprestierajú rozpustné a štiepané (krasovité) vápence, je riedka sieť riek a rieky sú spravidla plytké a suché.
Všetky rieky majú začiatok a koniec. Začiatok rieky, miesto, kde sa objavuje stály vodný tok, sa nazýva zdroj. Zdrojom môže byť jazero, močiar, prameň alebo ľadovec.
Ústie - miesto, kde sa rieka vlieva do mora, jazera alebo jednej rieky do druhej. V mnohých veľkých severných riekach vyzerajú ústia riek ako úzke lievikovité zátoky - hovorí sa im ústia riek. V ústiach riek sa riečne sedimenty vynášajú do mora pôsobením vĺn a prúdov. Veľké ústia riek majú rieky ako Kongo v Afrike, Temža a Seina v Európe a ruské rieky Jenisej a Ob. Naopak v deltách naopak rieky doslova blúdia a stekajú do mora medzi svojimi vlastnými usadeninami a rozpadajú sa na početné ramená a kanály. Najväčšie delty majú rieky - Amazonku, Žltú rieku, Lenu, Mississippi atď.
Reliéf oblasti priamo ovplyvňuje sklon koryta rieky a podľa toho aj rýchlosť prúdenia vody. Rozdiel vo výškach vodnej plochy v rieke v dvoch bodoch nachádzajúcich sa v určitej vzdialenosti pozdĺž jej toku sa nazýva pokles rieky. Sklon rieky je pomer pádu rieky k jej dĺžke. Padajúca voda zo strmej rímsy sa nazýva vodopád.
Najvyšším vodopádom na Zemi je Angel (1054 m) v povodí rieky Orinoco. Najširšia (1 800 m) je Victoria na rieke. Zambezi (jeho výška je 120 m.). Obyčajné rieky zvyčajne pretekajú pokojne a hladko, s miernym poklesom a malými svahmi. Veľké rieky majú široké údolia a sú vhodné na navigáciu. Horské rieky majú veľké svahy, a preto rýchly prúd, úzke pereje hlboké údolia. Voda v kanáli prúdi závratnou rýchlosťou, pení, vytvára vírivky a vodopády.
Horské rieky sú zvyčajne nevhodné na plavbu, majú však veľké zásoby vodnej energie a sú vhodné na stavbu vodných elektrární.
Pre národné hospodárstvo (lodná doprava, výstavba vodných elektrární, dodávka vody do osád, zavlažovanie polí) sú veľmi dôležitými charakteristikami riek vodný tok (množstvo vody prechádzajúce kanálom za jednotku času) a ročný prietok (prietok vody v rieke za rok).
Hodnota ročného odtoku charakterizuje obsah vody v rieke a závisí od podnebia (pomer zrážok a výparov v oblasti povodia) a od reliéfu (plochý reliéf redukuje odtok, horský reliéf ho naopak zvyšuje).
Rýchlosť a odolnosť proti erózii hornín určuje hodnotu materiálu prenášaného vodou, ktorý pozostáva z chemických a biologických látok rozpustených vo vode a pevných malých častíc - hodnotu pevného odtoku. Klimatické podmienky ovplyvňujú napájanie a režim riek (ľadovec, sneh, dážď a pôda). Vnútroročné rozdelenie odtoku - režim riek - závisí od prevládajúceho spôsobu napájania. Režim riek je život riečneho toku po určitú dobu (dni, ročné obdobia a roky). Podľa režimu sú rieky rozdelené do niekoľkých hlavných skupín. Na riekach s jarnými povodňami a hlavne zasnežovaných. Pomerne rýchle topenie snehovej pokrývky vedie k stúpaniu a prelievaniu vody (jarná povodeň). V letnom období rieky prepínajú na dodávku dažďovej vody a hoci je tu veľké množstvo zrážok, v dôsledku zvýšeného odparovania sa tieto rieky stávajú plytkými. Na riekach je pozorovaná nízka voda - stabilný čas nízky level voda v kanáli. V zime, počas zmrazovania (zamrznutie a tvorba stacionárneho ľadu), sú rieky napájané výhradne spodnou vodou a v zime je pozorovaná nízka hladina vody. Režim vodítka je typický pre rieky s dažďom a zmiešaným kŕmením. Povodne - krátkodobé (niekedy veľmi významné) stúpania vody v rieke - na rozdiel od povodní sa môžu vyskytnúť kedykoľvek počas roka a sú najčastejšie spojené so silnými dažďami. V teplých zimách sa v tomto ročnom období môžu vyskytnúť povodne.
Neskoré topenie snehu a ľadovcov v horách spôsobuje letné povodne. Tento režim charakterizujú napríklad rieky pochádzajúce z alpských hôr. Rieky s monzúnovým podnebím sa vyznačujú povodňovým režimom v druhej polovici leta a zimnou mimosezónou. Kvôli tenkej snehovej pokrývke je jarná povodeň slabá alebo úplne absentuje. Monzúny často prinášajú silné zrážky s prívalovou povahou, ktoré vedú ku katastrofickým povodniam. V tejto dobe sú obrovské územia s početnými dedinami pod vodou. Budovy sú zničené, plodiny, zvieratá a dokonca aj ľudia zahynú. Obzvlášť násilné sú rieky východnej a južnej Ázie: Amur, Huang He, Yangtze, Ganga.
Jazerá sa líšia nielen veľkosťou a hĺbkou, ale aj farbou a vlastnosťami vody, zložením a počtom organizmov, ktoré ich obývajú. Počet jazier (jazier na území) ovplyvňuje zvýšená vlhkosť podnebia a reliéf s početnými uzavretými kotlinami. Veľkosť, hĺbka a tvar jazier do značnej miery závisí od pôvodu ich povodí. Nachádzajú sa tu povodia tektonického, ľadovcového, krasového, termokrasového, stanického a vulkanického pôvodu. Existujú aj prehradené (prehradené alebo prehradené) jazerá, ktoré vznikli v dôsledku zablokovania koryta rieky skalnými blokmi počas pádov skál v horách.
Tektonické povodia jazier sú veľké a hlboké, pretože sa tvorili na mieste poklesu, trhlín a zlomov v zemskej kôre. Najväčšie jazerá na svete sú klasické tektonické jazerá: Kaspické a Bajkalské v Eurázii, Veľké africké a severoamerické jazerá.
Povodia ľadovcových jazier sa vytvárajú počas orby ľadovcov alebo v dôsledku erózie alebo hromadenia ľadovcových vôd v oblastiach hromadenia ľadovcového materiálu a formovania ľadovcových reliéfov. Existuje veľa takýchto jazier vo Fínsku, na severe Poľska, v Karélii a ďalších.
Povodia krasových jazier sa vytvárajú v dôsledku prepadov, poklesov a erózie, predovšetkým z ľahko rozpustných hornín: vápenca, dolomitu, sadry a solí. V zóne permafrostu v tundre a lesnej tundre je veľa termokrasových jazier. Tu voda rozpúšťa podzemný ľad.
Starodávne jazerá sú pozostatkami opustených riečnych kanálov.
Povodia sopečných jazier vznikli v sopečných kráteroch alebo v depresiách lávových polí. Jedná sa o Kronotskoye a Kurilské jazerá, jazerá na Novom Zélande. Podľa slanosti sa vody jazera delia na čerstvé a slané. Na rozdiel od riek, režim jazier závisí od toho, či z nich rieky vytekajú ako tečúce jazero (Bajkal), alebo ide o uzavretú vodnú plochu (kaspické).
Močiare sú suchozemské oblasti s výdatnou, stagnujúcou alebo málo prietokovou pôdnou vlhkosťou po väčšinu roka, s charakteristickou (močaristou) vegetáciou, nedostatkom kyslíka a konštantnou tvorbou rašeliny (rašelinová vrstva by mala dosahovať najmenej 0,3 m, ak bude menej rašeliny, bude to mokrade. Rašelina sa nazýva polorozpadnuté rastlinné zvyšky. Mokrade nemožno nazvať vodnými útvarmi, pretože voda je v nich obsiahnutá v viazanom stave. Mokrade však obsahujú iba 5 - 10% sušiny (rašelina), zvyšok je voda. Preto sú mokrade dôležitými akumulátormi sladkej vody. Bažiny uľahčuje prítomnosť blízkeho vodného toku a vyskytujú sa najčastejšie v oblastiach s permafrostom. Najčastejšie močiare v lesoch na severnej pologuli, ako aj v Brazílii a Indii. Kvôli množstvu močiarov a močaristých lesov sa lesná zóna na západnej Sibíri nazýva lesné rašelinisko. najväčším močiarom na svete je Vasyugan. Proces podmáčania v tomto regióne pokračuje aj v súčasnosti jej čas. Priemerná horizontálna rýchlosť šírenia okrajov rašelinísk a ich postupu na okolité lesy je 10 - 15 cm ročne.
Metódy formovania močiarov sú rôzne. Jedná sa o zarastanie, vytváranie rašelínových nádrží (jazier) a stagnáciu vody v miestach, kde vyvierajú pramene, as blízkym výskytom podzemných vôd; ako aj hromadenie vlhkosti v depresiách a rovinatých oblastiach pod lesmi a lúkami (lesné čistiny sú obzvlášť často zaplavované močiarmi.) Podľa zdrojov potravy sa rozlišujú proti prúdu (napájajú sa atmosférickými vodami), nížinami (podzemná vlhkosť) a prechodnými močariskami. Ak sú klasifikované podľa stupňa bohatosti substrátu, zodpovedajú oligotrofným (slabým), eutrofickým (bohatým) a mezotrofným. Nížinné močiare sa tvoria hlavne v najnižších oblastiach reliéfu (v nivách, starodávnych jazerách).
Podzemná voda je vysoko mineralizovaná a vstupom do močiara ju obohacuje. Preto v hustých súvislých porastoch v nížinných močiaroch rastú ostrice, prasličky, trstiny, machy, často sa vyskytujú húštiny čiernej jelše. Mnoho vtákov tu zvyčajne nachádza úkryt a močiar obohacuje aj ich trus, ktorý obsahuje dusíkaté látky.
Nížinná rašelina je vynikajúce hnojivo.
Horné močiare sa tvoria najčastejšie na povodiach, sú zvlhčené atmosférickými vodami, veľmi chudobnými na živiny a vegetácia je tu úplne iná. Jedná sa hlavne o machy a zakrpatené stromy. Rašelina z vyvýšených močiarov so zlou vegetáciou obsahuje málo popola, preto je horľavým minerálom a používa sa ako palivo.
Močiare majú veľký význam pre ochranu vody. Akumulujúc obrovské zásoby vody, regulujú vodný režim riek a udržiavajú stabilitu vodnej bilancie územia; vodu, ktorá nimi prechádza, očistite. Močiare sú zdrojom mnohých riek. Vegetácia močiarov nemá nijakú zvláštnu hodnotu. Ale po odvodnení sa používajú na poľnohospodárske alebo lesné plodiny. Malé rieky sa však často stávajú plytkými a miznú.
Znečistenie povrchových vôd
Kvalita vody vo väčšine vodných útvarov nespĺňa regulačné požiadavky. Dlhodobé pozorovania dynamiky kvality povrchových vôd ukazujú tendenciu zvyšovať počet úsekov s vysokou úrovňou znečistenia a počet prípadov extrémne vysokého obsahu znečisťujúcich látok vo vodných útvaroch. Stav vodných zdrojov a centralizované systémy zásobovania vodou nemôžu zaručiť požadovanú kvalitu pitnej vody a v mnohých regiónoch (južný Ural, Kuzbass, niektoré územia severu) dosiahol tento stav nebezpečnú úroveň pre zdravie ľudí. Služby sanitárneho a epidemiologického dozoru neustále zaznamenávajú vysoké znečistenie povrchových vôd. Asi 1/3 z celkového množstva znečisťujúcich látok sa zavádza do vodných zdrojov s povrchovým a búrkovým odtokom z území hygienicky nepohodlných miest, poľnohospodárskych zariadení a pozemkov, čo ovplyvňuje sezónne, počas jarnej povodne, zhoršenie kvality pitnej vody, ktoré sa každoročne pozoruje vo veľkých mestách vrátane vrátane v Novosibirsku. V tomto ohľade je voda hyperchlórovaná, čo je však pre verejné zdravie nebezpečné z dôvodu tvorby organochlórových zlúčenín.
Jednou z hlavných znečisťujúcich látok povrchových vôd je ropa a ropné produkty. Ropa sa môže dostať do vody v dôsledku prirodzeného odtoku v oblastiach výskytu.
Hlavné zdroje znečistenia však súvisia s ľudskými činnosťami: ťažbou ropy, dopravou, spracovaním a používaním ropy ako paliva a priemyselných surovín.
Medzi priemyselnými výrobkami majú toxické syntetické látky osobitné miesto, pokiaľ ide o ich negatívny vplyv na vodné prostredie a živé organizmy.
Stále širšie uplatnenie nachádzajú v priemysle, doprave a verejných službách. Koncentrácia týchto zlúčenín v odpadových vodách je spravidla 5-15 mg / l s maximálnym koncentračným limitom -0,1 mg / l. Tieto látky môžu tvoriť vrstvu peny vo vodných útvaroch, čo je zvlášť viditeľné na perejách, rozporoch a stavidlách.
Penová schopnosť týchto látok sa objavuje už pri koncentrácii 1 - 2 mg / l. Najbežnejšími znečisťujúcimi látkami v povrchových vodách sú fenoly, ľahko oxidovateľné organické látky, zlúčeniny medi a zinku a v niektorých regiónoch krajiny - amónny a dusitanový dusík, lignín, xantáty, anilín, metylmerkaptán, formaldehyd atď. Veľké množstvo znečisťujúcich látok sa zavádza do povrchové vody s odpadovými vodami z podnikov metalurgie železných a neželezných kovov, chemikálií a petrochémie.
Ropný, plynárenský, uhoľný, drevársky, celulózový a papierenský priemysel, poľnohospodárske a komunálne podniky, povrchový odtok z priľahlých území. Ortuť, olovo a ich zlúčeniny predstavujú malé riziko pre kovy vo vodnom prostredí. Rozšírená výroba (bez úpravníckych zariadení) a používanie pesticídov v poliach vedú k silnému znečisteniu vodných útvarov škodlivými zlúčeninami.
Znečistenie vodného prostredia nastáva v dôsledku priameho zavedenia pesticídov pri ošetrovaní nádrží na ničenie škodcov, prieniku vody do nádrží stekajúcich z povrchu upravenej poľnohospodárskej pôdy, pri vypúšťaní odpadu z výrobných podnikov do nádrží, ako aj v dôsledku strát počas prepravy, skladovania a čiastočne z atmosférické zrážky. Spolu s pesticídmi obsahuje poľnohospodárska odpadová voda významné množstvo zvyškov hnojív (dusík, fosfor, draslík) aplikovaných na polia.
Okrem toho veľké množstvo organických zlúčenín dusíka a fosforu vstupuje do odpadových vôd z chovov hospodárskych zvierat aj do splaškov. Zvýšenie koncentrácie živín v pôde vedie k narušeniu biologickej rovnováhy v zdrži. Spočiatku sa v takomto zásobníku dramaticky zvyšuje počet mikroskopických rias. So zvyšovaním ponuky potravy sa zvyšuje počet kôrovcov, rýb a iných vodných organizmov. Potom odumiera obrovské množstvo organizmov. Vedie k spotrebe všetkých zásob kyslíka obsiahnutých vo vode a hromadeniu sírovodíka. Situácia v zdrži sa mení natoľko, že je nevhodná pre existenciu akýchkoľvek foriem organizmov. Zásobník postupne „odumiera“.
Súčasná úroveň čistenia odpadových vôd je taká, že aj vo vodách, ktoré prešli biologickým čistením, je obsah dusičnanov a fosfátov dostatočný na intenzívnu eutrofizáciu vodných útvarov.
Eutrofizácia - obohatenie nádrže výživnými látkami, stimulujúce rast fytoplanktónu. Z tohto sa voda zakalí, bentické rastliny zahynú, koncentrácia rozpusteného kyslíka klesá, ryby a mäkkýše žijúce v hlbinách sa dusia.
Dezinfekcia a dezinfekcia povrchových vôd
Ďalšou dôležitou jednotkou každej inštalácie je jednotka na dezinfekciu a dezinfekciu vody. Dezinfekcia zvyčajne znamená čistenie povrchovej vody od všetkých druhov živých mikroorganizmov vrátane nielen organizmov potenciálne nebezpečných pre ľudské zdravie, ako sú baktérie a vírusy, ale aj mikrorias, ktoré môžu poškodiť zariadenie, potrubie a iné predmety v kontakte so znečistenou vodou. A aby napríklad zabránili vniknutiu podobných škodlivých látok do pôdy, používajú autonómne kanalizačné systémy pre jednotlivé krajiny, ktoré môžu byť určite veľmi užitočné. Dnes existuje niekoľko spôsobov čistenia odpadových vôd, z ktorých každá má svoje výhody aj nevýhody, niektorým sa budeme venovať podrobnejšie.
Jednou z najrozšírenejších metód čistenia povrchových vôd od potenciálne nebezpečných mikroorganizmov je ich oxidácia pomocou rôznych reagencií. Najlacnejšou metódou je chlorácia vody, pretože toto činidlo sa považuje za najlacnejšie. Drahším, ale spoľahlivejším a bezpečnejším činidlom je ozón, ktorý sa po vyčistení jednoducho rozloží na neškodné zlúčeniny, ako je vzduch, voda alebo oxid uhličitý, na rozdiel od chlóru, ktorý zostáva vo vode a môže poškodiť ľudské telo, domácnosť alebo priemysel. technika.
Ďalším spôsobom čistenia povrchovej vody od mikroorganizmov je ožarovanie vody ultrafialovým svetlom, ktoré sa považuje za jednu z najefektívnejších a najbezpečnejších metód dezinfekcie vody. Keď je voda ožarovaná, ultrafialové svetlo preniká do jadra živých buniek a spôsobuje nevratné poškodenie DNA týchto buniek, čo spôsobí, že mikroorganizmus stratí schopnosť reprodukcie. Čistenie ultrafialovým žiarením sa dnes považuje za jednu z najekologickejších technológií na dezinfekciu vody, ktorá zaručuje vysokú kvalitu a dobré výsledky.
Koncept kvality vody obsahuje súbor ukazovateľov zloženia a vlastností vody, ktoré určujú jej vhodnosť pre konkrétne druhy použitia a spotreby vody. Požiadavky na kvalitu vody upravujú „Pravidlá ochrany povrchových vôd pred znečistením splaškami“ (1974), „Sanitárne pravidlá a predpisy na ochranu povrchových vôd pred znečistením“ “(1988), ako aj existujúce normy. [...]
Podľa povahy využívania vody a regulácie kvality vody sa nádrže rozdeľujú do dvoch kategórií: 1 - pitné a kultúrne potreby a potreby pre domácnosť; 2 - na rybárske účely. Vo vodných útvaroch prvého typu musí zloženie a vlastnosti vody zodpovedať normám v úsekoch umiestnených vo vzdialenosti 1 km nad vodnými tokmi a v okruhu 1 km od najbližšieho miesta použitia vody. V hospodárskych nádržiach by ukazovatele kvality vody nemali presahovať stanovené normy v mieste vypúšťania odpadových vôd za prítomnosti prúdu, pri jeho absencii - najviac 500 m od miesta vypúšťania. [...]
Kvalita vody sa hodnotí podľa týchto parametrov: obsah suspendovaných a plávajúcich látok, vôňa, chuť, farba, teplota vody, hodnota pH, prítomnosť kyslíka a organických látok, koncentrácia škodlivých a toxických nečistôt (tabuľka 2.2-2.4). [...]
Škodlivé a jedovaté látky sa v závislosti od ich zloženia a povahy pôsobenia štandardizujú podľa ukazovateľa obmedzujúceho nebezpečenstva (LPV), ktorý sa chápe ako najväčší negatívny účinok týchto látok. Pri hodnotení kvality vody v nádržiach na pitné, kultúrne a domáce účely sa používajú tri typy LPV: sanitárno-toxikologické, všeobecné sanitárne a organoleptické; v rybárskych nádržiach sa k týmto trom pridáva toxikologický a rybársky LPV. [...]
Vyššie uvedené odhady kvality vody sú založené na porovnaní skutočných hodnôt jednotlivých ukazovateľov s normatívnymi a vzťahujú sa na jednotlivé ukazovatele. Vzhľadom na zložitosť a rôznorodosť chemického zloženia prírodných vôd, ako aj vzhľadom na zvyšujúci sa počet znečisťujúcich látok, takéto hodnotenia neposkytujú jasnú predstavu o celkovom znečistení vodných útvarov a neumožňujú jednoznačne odrážať stupeň kvality vody pri rôznych druhoch znečistenia. Na odstránenie tohto nedostatku boli vyvinuté metódy komplexného hodnotenia znečistenia povrchových vôd, ktoré sú v zásade rozdelené do dvoch skupín. [...]
Prvý zahŕňa metódy, ktoré umožňujú hodnotenie kvality vody na základe kombinácie hydrochemických, hydrofyzikálnych, hydrobiologických a mikrobiologických ukazovateľov (tabuľka 2.4). Kvalita vody je rozdelená do tried s rôznym stupňom znečistenia. Rovnaký stav vody podľa rôznych ukazovateľov však možno pripísať rôznym kvalitatívnym triedam, čo je nevýhodou týchto metód. [...]
Druhú skupinu tvoria metódy založené na použití zovšeobecnených numerických charakteristík kvality vody určených množstvom základných ukazovateľov a druhov využívania vody. Ide o ukazovatele kvality vody, koeficienty jej znečistenia. [...]
V hydrochemickej praxi sa používa metóda hodnotenia kvality vody vyvinutá v Hydrochemickom ústave. Metóda umožňuje jednoznačné hodnotenie kvality vody na základe kombinácie úrovne znečistenia vody súhrnom znečisťujúcich látok v nej a frekvencie ich zisťovania.
Podľa hodnoty kombinatorického indexu znečistenia sa ustanovuje trieda znečistenia vody (tabuľka 2.5). [...]
Na komplexné hodnotenie vodných útvarov s prihliadnutím na znečistenie vody a spodných sedimentov sa používa metodika vyvinutá v IMGRE (tabuľka 2.6).