Этапы организации работ по наблюдению и контролю качества поверхностных вод

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

на тему: «Этапы организации работ  по наблюдению и контролю качества поверхностных  вод ».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ставрополь 2011г.

Контроль качества воды.

Первый этап организации работ  по наблюдению и контролю качества поверхностных вод – выбор местоположения пунктов контроля. При этом пункты контроля организуют, прежде всего, на водоемах и водотоках, имеющих большое хозяйственное значение, а также подверженных значительному загрязнению сточными водами. На незагрязненных сточными водами водоемах и водотоках создают пункты фоновых наблюдений.

В пунктах контроля организуют один или несколько створов, с учетом гидрометеорологических и морфологических  особенностей водоема или водотока. Перечень наблюдаемых ингредиентов и показатели качества воды определяются, главным образом, составом и объемом  сточных вод, их токсичностью и требованиями, предъявляемыми со стороны потребителей воды. Обязательным для всех пунктов является определение температуры воды, взвешенных частиц, минерализации, цветности, рН, растворенного кислорода, БПК, ХПК, запаха, биогенных компонентов (C, H, N, P, Si, Fe, Mn).

Общая минерализацияпредставляет собой суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Этот параметр также называют содержанием растворимых твердых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества находятся именно в виде солей. К числу наиболее распространенных относятся неорганические соли (в основном бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и небольшое кол-во органических веществ, растворимых в воде.

Уровень солесодержания в питьевой воде обусловлен качеством воды в  природных источниках (которые существенно  варьируются в разных геологических  регионах вследствие различной растворимости  минералов).

В зависимости от минерализации  природные воды можно разделить  на следующие категории (табл.1):

 

 

Таблица 1

Категория вод	Минерализация, г/дм3
Ультрапресные	< 0.2
Пресные	0.2 – 0.5
Воды с относительно повышенной минерализацией	0.5 – 1.0
Солоноватые	1.0 – 3.0
Соленые	3 – 10
Воды повышенной солености	10 – 35
Рассолы	> 35

 

Кроме природных факторов, на общую  минерализацию воды большое влияние  оказывают промышленные сточные  воды, городские ливневые стоки (особенно когда соль используется для борьбы с обледенением дорог) и т.п.

По данным Всемирной Организации  Здравоохранения надежные данные о  возможном воздействии на здоровье повышенного солесодержания отсутствуют. Поэтому по медицинским показаниям ограничения ВОЗ не вводятся. Обычно хорошим считается вкус воды при  общем солесодержании до 600 мг/л.

– Цветность воды – показатель, характеризующий интенсивность окраски воды. Цветность воды выражается в градусах платинокобальтовой шкалы и определяется путем сравнения окраски испытываемой воды с эталоном.

- Водородный показатель характеризует концентрацию свободных ионов водорода в воде.

Для удобства отображения был введен специальный показатель, названный  рН и представляющий собой логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком, т.е. pH = -log[H⁺].

Если говорить проще, то величина рН определяется количественным соотношением в воде ионов Н⁺ и ОН^-, образующихся при диссоциации воды. Если в воде пониженное содержание свободных ионов водорода (рН>7) по сравнению с ионами ОН^-, то вода будет иметь щелочную реакцию, а при повышенном содержании ионов Н⁺ (рН<7) – кислую. В идеально чистой дистиллированной воде эти ионы будут уравновешивать друг друга. В таких случаях вода нейтральна и рН=7. При растворении в воде различных химических веществ этот баланс может быть нарушен, что приводит к изменению уровня рН.

В зависимости от уровня рН воды можно  условно разделить на несколько  групп (табл.2):

 

Таблица 2

	Величина рН
сильнокислые воды	< 3
кислые воды	3 – 5
слабокислые воды	5 – 6.5
нейтральные воды	6.5 – 7.5
слабощелочные воды	7.5 – 8.5
щелочные воды	8.5 – 9.5
сильнощелочные воды	> 9.5

 

pH воды – один из важнейших рабочих показателей качества воды, во многом определяющих характер химических и биологических процессов, происходящих в воде. В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и т.д.

Контроль за уровнем рН особенно важен на всех стадиях водоочистки, так как его "уход" в ту или  иную сторону может не только существенно  сказаться на запахе, привкусе и  внешнем виде воды, но и повлиять на эффективность водоочистных мероприятий. Оптимальная требуемая величина рН варьируется для различных  систем водоочистки в соответствии с составом воды, характером материалов, применяемых в системе распределения, а также в зависимости от применяемых  методов водообработки.

Обычно уровень рН находится  в пределах, при которых он непосредственно  не влияет на потребительские качества воды. Так, в речных водах pH обычно находится  в пределах 6.5-8.5, в атмосферных  осадках 4.6-6.1, в болотах 5.5-6.0, в морских  водах 7.9-8.3. Поэтому ВОЗ не предлагает какой-либо рекомендуемой по медицинским  показателям величины для рН. Вместе с тем известно, что при низком рН вода обладает высокой коррозионной активностью, а при высоких уровнях (рН>11) вода приобретает характерную  мылкость, неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи. Именно поэтому для питьевой и  хозяйственно-бытовой воды оптимальным  считается уровень рН в диапазоне  от 6 до 9.

- Окисляемость – это величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых (при определенных условиях) одним из сильных химических окислителей. Выражается этот параметр в миллиграммах кислорода, пошедшего на окисление этих веществ, содержащихся в 1 дм³ воды.

Различают несколько видов окисляемости воды: перманганатную, бихроматную, иодатную, цериевую. Наиболее высокая степень  окисления достигается бихроматным  и иодатным методами. В практике водоочистки для природных малозагрязненных вод определяют перманганатную окисляемость, а в более загрязненных водах – как правило, бихроматную окисляемость (называемую также ХПК – "химическое потребление кислорода").

Окисляемость является очень удобным  комплексным параметром, позволяющим  оценить общее загрязнение воды органическими веществами.

Органические вещества, находящиеся  в воде весьма разнообразны по своей  природе и химическим свойствам. Их состав формируется как под  влиянием внутриводоемных биохимических  процессов, так и за счет поступления  поверхностных и подземных вод, атмосферных осадков, промышленных и хозяйственно-бытовых сточных  вод.

Величина окисляемости природных  вод может варьироваться в  широких пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов О₂ на литр воды. Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость (а значит и более "богаты" органикой) по сравнению с подземными. Так, горные реки и озера характеризуются окисляемостью 2-3 мг О₂/дм³, реки равнинные – 5-12 мг О₂/дм³, реки с болотным питанием – десятки миллиграммов на 1 дм³. Подземные же воды имеют в среднем окисляемость на уровне от сотых до десятых долей миллиграмма О₂/дм³ (исключения составляют воды в районах нефтегазовых месторождений, торфяников, в сильно заболоченных местностях).

- Биохимическое потребление  кислорода (БПК) – количество кислорода, необходимое для окисления органических соединений микроорганизмами в аэробных условиях. Биохимическое окисление различных веществ происходит с различной скоростью. К легкоокисляющимся ("биологически мягким") веществам относят формальдегид, низшие алифатические спирты, фенол, фурфурол и др. Среднее положение занимают крезолы, нафтолы, ксиленолы, резорцин, пирокатехин, анионактивные ПАВ и др. Медленно разрушаются "биологически жесткие" вещества, такие как гидрохинон, сульфонал, неионогенные ПАВ и др.

В лабораторных условиях наряду с БПК_п определяется БПК₅ – биохимическая потребность в кислороде за 5 суток.

В поверхностных  водах величины БПК₅ изменяются обычно в пределах 0,5-4 мг O₂/дм³ и подвержены сезонным и суточным колебаниям.

Сезонные колебания зависят  в основном от изменения температуры  и от исходной концентрации растворенного  кислорода. Влияние температуры  сказывается через ее воздействие  на скорость процесса потребления, которая  увеличивается в 2-3 раза при повышении  температуры на 10^oC. Влияние начальной концентрации кислорода на процесс биохимического потребления кислорода связано с тем, что значительная часть микроорганизмов имеет свой кислородный оптимум для развития в целом и для физиологической и биохимической активности.

Суточные колебания величин  БПК₅ также зависят от исходной концентрации растворенного кислорода, которая может в течение суток изменяться на 2,5 мг О₂/дм³ в зависимости от соотношения интенсивности процессов его продуцирования и потребления. Весьма значительны изменения величин БПК₅ в зависимости от степени загрязненности водоемов.

 

Таблица 3. – Величины БПК₅ в водоемах с различной степенью

загрязненности

Степень загрязнения (классы водоемов)	БПК5, мг O2/дм3
Очень чистые	0,5-1,0
Чистые	1,1-1,9
Умеренно загрязненные	2,0-2,9
Загрязненные	3,0-3,9
Грязные	4,0-10,0
Очень грязные	10,0

 

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

В зависимости  от категории водоема величина БПК₅ регламентируется следующим образом: не более 3 мг O₂/дм³ для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования и не более 6 мг O₂/дм³ для водоемов хозяйственно-бытового и культурного водопользования. Для морей (I и II категории рыбохозяйственного водопользования) пятисуточная потребность в кислороде (БПК₅) при 20^оС не должна превышать 2 мг O₂/дм³.

В настоящее время оценка качества вод затруднена, так как она  основывается на сравнении средних  концентраций, наблюдаемых в пунктах  контроля, с нормативными ПДК для  каждого компонента. Особое затруднение  возникает при необходимости  отразить тенденцию изменения качества водного объекта за продолжительный  период. В связи с этим предпринимаются  попытки комплексной оценки качества вод по абиотическим критериям. Одним из наиболее удачных подходов в этом направлении является метод, использующий в качестве критерия индекс загрязнения вод – ИЗВ. ИЗВ характеризуют среднее содержание основных загрязняющих веществ в долях ПДК и кислородный режим водоема.

В число показателей, используемых для расчета ИЗВ, обязательно  включается кислород. Оставшиеся параметры (три для морских и пять для  речных вод) – это концентрации загрязняющих веществ, содержание которых в долях ПДК наибольшее. В соответствии с полученным значением индекса ИЗВ определяется качество воды (табл.4).

 

Таблица 4. – Критерии качества воды на основании индекса ИЗВ

Класскачества	Текстовое описание	Величина ИЗВ
1	Очень чистая	<0,2
2	Чистая	0,2 – 1,0
3	Умеренно загрязненная	1,0 – 2,0
4	Загрязненная	2,0 – 4,0
5	Грязная	4,0 – 6,0
6	Очень грязная	6,0 – 10,0
7	Чрезвычайно грязная	> 10

 

Более действенным является контроль за качеством воды, осуществляемый с помощью автоматических приборов.

Электрические датчики постоянно измеряют концентрации загрязнений, что способствует быстрому принятию решений в случае неблагоприятных  воздействий на источники водоснабжения. Автоматизированная станция может  измерять и контролировать показатели качества воды (степень кислотности  или щёлочности, электропроводимость, температуру, мутность, содержание растворённого  кислорода), уровень воды, а также  наличие взвешенных веществ и  ионов некоторых металлов. Сравнение  анализа водных проб, забранных несколькими  станциями, расположенными по течению  реки, даёт возможность выявить непосредственного  виновника загрязнения. Это особенно важно при залповых сбросах вредных веществ, когда своевременно принятые меры могут локализовать или уничтожить загрязнение в относительно короткий срок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение в мониторинг плодородия почв

Мониторинг земель является составной частью мониторинга за состоянием окружающей природной среды. Его объектами являются все земли  Российской Федерации, независимо от форм собственности, целевого назначения и  характера использования. Содержание мониторинга земель составляют систематические  наблюдения (съёмки, обследования и  изыскания) за состоянием земельного фонда  с целью своевременного выявления  изменений, их оценки, прогноза и выработки  рекомендаций по предупреждению и устранению последствий негативных процессов. К важнейшей подсистеме мониторинга  земель относится мониторинг земель сельскохозяйственного назначения. В Ставропольском крае земли  сельскохозяйственного назначения занимают более 92% общей площади. Разнообразие природных  условий края и интенсивное использование  земель обусловили развитие ряда процессов, негативно влияющих на состояние  земельных ресурсов: водная и ветровая эрозия, подтопление, переувлажнение и  заболачивание, засоление, загрязнение  почв и т.д. В крае существует высокая  потенциальная опасность проявления ветровой эрозии на 81 проценте территории сельскохозяйственных угодий, водной - на 46 процентах. Процессам переувлажнения и заболачивания подвержено более 400 тыс. га сельскохозяйственных угодий. Площадь засолённых земель, используемых в сельскохозяйственных угодьях  края, на 1 января 2005 года составляет 1333 тыс. га (24 процента), в том числе  в пашне – 607 тыс. га. В сельхозугодиях находятся 1438 тыс. га или 25 процентов  солонцов и солонцеватых почв, в  том числе в составе пашни 756 тыс. га. Все массивы естественных кормовых угодий на 100 процентов подвержены эрозионным процессам. Площадь средне- и сильносбитых сенокосов и пастбищ  соответственно составляет 403,8 и 355,1 тыс. га. Более 92 процентов пахотных земель характеризуются низким и  очень низким содержанием органического  вещества. В среднем по краю площади  с низким содержанием гумуса ежегодно увеличиваются на 1 процент, фосфора  – на 5 процентов, калия – на 3 процента. Баланс гумуса и питательных  элементов в земледелии отрицательный. Такое положение усугубляется низкими  объемами агрохимических и мелиоративных  мероприятий. Если процессы потерь элементов  питания будут продолжаться, то через 10-15 лет край окажется на уровне 60-х  годов, и потом потребуется около 30 лет, чтобы восстановить плодородие, которое было еще 5 лет назад. Таким образом, ситуация с  качественным состоянием земельного фонда  края складывается весьма тревожной. Налицо уже не только наступившее ухудшение  плодородия почв, но и ускоряющиеся темпы деградации земель, что может  привести к кумулятивному накоплению негативных явлений и обвальному их проявлению. В связи с этим вопросы  охраны земель сельскохозяйственного  назначения, их рационального использования  являются наиболее актуальными, представляют стратегическую цель государственной  политики. В крае проводится работа по государственному обеспечению предотвращения деградации почвенного покрова, сохранения и повышения плодородия земель, увеличению эффективности их использования. В настоящее время на территории Ставропольского края действует  ряд нормативных правовых актов  в сфере земельного законодательства: Закон Ставропольского края от 07.08.2002 г. «Об упорядочении выпаса и прогона сельскохозяйственных животных и птицы на территории Ставропольского края» Закон Ставропольского края от 11.10.2002 г. «Об упорядочении отношений по использованию земельных долей на территории Ставропольского края» Закон Ставропольского края от 01.08.2003 г. «Об управлении и распоряжении землями в Ставропольском крае» Закон Ставропольского края от 15.05.2006 г. № 31-кз «Об обеспечении плодородия земель сельскохозяйственного назначения в Ставропольском крае» Постановление Государственной Думы Ставропольского края от 25.07.1996 г. № 408-30 «О схеме использования земельных ресурсов Андроповского района на ландшафтной основе на перспективу до 2000-2005 гг.»; Постановление Государственной Думы Ставропольского края от 26.06.1997 г. «О порядке использования земельных ресурсов Ставропольского края на агроландшафтной основе»; Постановление Губернатора Ставропольского края от 10.06.1997 г. № 383 «Об образовании государственного природного заказника краевого значения «Ставропольский чернозем»; Постановление Правительства Ставропольского края от 26.05.2003 г. «О порядке проведения инвентаризации земель сельскохозяйственного назначения на территории Ставропольского края». Постановление Правительства Ставропольского края от 31.08.2005 г. № 111-п «О мерах по реализации федерального закона «О переводе земель или земельных участков из одной категории в другую». Для предотвращения отрицательного воздействия на почву, выполнения мероприятий  по сохранению и повышению её плодородия необходим принципиально новый  подход к организации рационального  землепользования, основанный на анализе  разносторонних и периодически обновляемых  государственных данных о состоянии  земель. Получение объективной, достоверной, постоянно обновляющейся информации о состоянии земель сельскохозяйственного  назначения возможно при условии  ведения государственного мониторинга  их плодородия – систематических  комплексных наблюдений за состоянием земельного фонда, факторами почвообразования, почвенными процессами и свойствами почв. В Ставропольском крае мониторинг плодородия земель проводится с 2002 года в рамках реализации краевой целевой  программы «Мониторинг плодородия земель сельскохозяйственного назначения Ставропольского края (2002-2005 гг.)», утверждённой Постановлением Губернатора Ставропольского  края от 22.08.2001 г. № 499 и ведомственной  целевой программы «Повышение плодородия земель сельскохозяйственного назначения Ставропольского края на 2006-2008 годы», утверждённой приказом министерства сельского  хозяйства Ставропольского края от 15 декабря 2005 г. № 274. Режимные комплексные  наблюдения осуществляются посредством  ведения: мониторинга почвенного покрова; мониторинга гумусного состояния, наличия питательных веществ и реакции почвенного раствора; мониторинг биологической активности почв; агроэкологического мониторинга загрязнения земель; мониторинга земель, подверженных эрозии, засолению, подтоплению, переувлажнению и заболачиванию, мониторинга состояния сенокосов и пастбищ; оценки баланса гумуса и питательных элементов; оценки влияния технологий и систем земледелия на плодородие почв агроландшафтов; определения совокупного показателя плодородия почв земельных участков; актуализации информационных ресурсов о состоянии плодородия земель; совершенствования законодательной и другой нормативной базы мониторинга плодородия земель. Получение информации при  осуществлении мониторинга плодородия земель в крае производится с использованием наземных съёмок, наблюдений и обследований (сплошных и выборочных), сети постоянно  действующих полигонов, стационарных (реперных, ключевых и иных) участков, соответствующих фондов данных, дистанционного зондирования земли. Данный мониторинг не заменяет собой существующую систему почвенных, агрохимических и других обследований. Наоборот, он проводится с максимальным использованием фондовых материалов и  методических разработок, имеющихся  в системе научно-исследовательских  институтов Росземкадастра, Государственной  агрохимической службы, зональных научных  учреждений. В отличие от традиционных почвенных, агрохимических и научных  исследований данная работа базируется на следующих основных принципах: комплексности и непрерывности; единстве целей и задач; многопрофильности проводящих его специалистов (почвоведов, агрохимиков, гидрологов, биологов, агрометеорологов и т.д.); согласованности программных и методических установок; одновременности наблюдений по системе объектов, расположенных в различных природных зонах; системности и достоверности исследований. Выполнение работ по мониторингу  плодородия земель осуществляется исходя из единой системы показателей в  соответствии с требованиями нормативных  правовых актов и нормативных  документов. К основным нормативным  правовым актам проведения мониторинга  плодородия относятся: Земельный Кодекс Российской Федерации от 25.10.2001 г. 3 136-ФЗ; Федеральный закон от 16.07.1998 г. № 101-ФЗ «О государственном регулировании обеспечения плодородия земель сельскохозяйственного назначения»; Постановление Правительства Российской Федерации от 28.11.2002 г. № 846 «Об утверждении Положения об осуществлении государственного мониторинга земель»; Постановление Губернатора Ставропольского края от 22.08.2001 г. № 499 о краевой целевой программе «Мониторинг плодородия земель сельскохозяйственного назначения Ставропольского края (2002-2005 гг.)». Основным методическим и  нормативно-техническим документом, в соответствии с требованиями которого выполняются работы по мониторингу  плодородия земель в крае, являются Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия земель сельскохозяйственного назначения Ставропольского края, утверждённые комитетом по земельным ресурсам и землеустройству по Ставропольскому  краю 23.01.2002 г. и согласованные с  министерством сельского хозяйства  Ставропольского края 23.01.2002 г., Ставрополь, ГУП СК «Ставропольская краевая  типография», 2003 г