книги / Экологический мониторинг

•наблюдение и оценка уровня загрязнения вод и донных отложений по физическим, химическим и гидробиологическим показателям, особенно в курортно-оздоровительных и рыбохозяйственных зонах;

•изучение баланса загрязняющих веществ в морях и их отдельных частях (заливах) с учетом процессов, происходящих на границе раздела атмосфера–вода: разложения и трансформации загрязняющих веществ и накопления их в донных отложениях;

•изучение закономерностей пространственных и временных изменений концентраций загрязняющих веществ, установление связи этих изменений с естественными циркуляционными процессами в морях, с гидрометеорологическим режимом и особенностями хозяйственной деятельности.

Принципами мониторинга морских вод являются:

•комплексность гидрологических, гидрохимических, гидробиологических и метеорологических наблюдений;

•длительность систематических (регулярных, режимных) на-

èвлияния на морские живые организмы.

Âобосновании перечня контролируемых параметров, характеризующих тот или иной участок моря, необходимо принимать во внимание обстоятельства природного характера, обусловливающие важные черты в эволюции загрязняющих веществ. К ним относятся:

•высокая динамичность морской среды, способствующая быстрому распространению загрязнения на большие расстояния;

•различный временной характер обмена водных масс с учетом их возраста, расположения над шельфом и открытым морем, верхней и глубинной частью толщи воды, температуры;

•ограниченные возможности морских вод к самоочищению и утилизации химического загрязнения;

•влияние загрязняющих веществ (нефть, нефтепродукты, СПАВ

èдр.), поступивших на поверхностный слой морских вод, на загрязнение атмосферного воздуха, изменение теплового и газового обмена в водной среде и, как следствие, влияние на гидробионтов

èклимат.

Государственный мониторинг внутренних морских вод и территориальных морей – система регулярных наблюдений за состоянием

131

морской среды и донных отложений, в том числе за показателями химического загрязнения, микробиологическим и гидробиологи- ческим параметрами и их изменениями под влиянием природных и антропогенных факторов.

Состояние и загрязнение морских вод, включая воды морей

èустьевого взморья рек, оценивается комплексно с применением физико-химических методов исследования водной среды, биомониторинга, дистанционных методов. Контактные наблюдения осуществляются путем режимных наблюдений на базовых станциях

èсети локальных пунктов, а также силами научных экспедиций

èпривлечением транспортных, военных и рыболовных судов.

Âнастоящее время около 700 морских судов производят наблюдения за различными параметрами состояния вод Мирового океана (температура, соленость и минеральный состав вод, направление течений). Эти данные дополняются наблюдениями с коммер- ческих самолетов (около 10 тыс. сводок в сутки). Передают информацию и 300 заякоренных буев или фиксированных платформ, работающих как автоматические морские станции, и около 600 буев, дрейфующих с океанскими течениями.

Пространственная структура наблюдений за состоянием и загрязнением морских вод представляет собой сеть локальных стан-

ций, расположенных с учетом особенностей гидрохимического

èгидрометеорологического режимов, рельефа дна в данном районе,

èпозволяющих определять зоны распространения загрязнений. Часть сети должна совпадать со станциями многолетних наблю-

дений, действующих на морях. Распределение станций зависит от гидрохимического и гидрометеорологического режимов и рельефа дна в данном районе. В зависимости от решаемых задач, расположения и удаленности от береговой линии станции делятся на три категории [3].

Станции 1-é категории. Ориентированы на контроль качества морских вод в прибрежных районах. Такие станции располагаются в зоне влияния сброса сточных вод, в зонах нахождения сельхозугодий, нефтепромыслов, в районах, имеющих важное рыбохозяйственное значение.

Станции 2-é категории. Ориентированы на контроль каче- ства морских вод прибрежных зон и открытых морей, а также исследование сезонности годовой изменчивости морских вод и исследование миграций загрязнений. Это единичные станции, удаленные от источника загрязнения.

132

Станции 3-é категории. Организуются для оценки фоновых уровней загрязнения, сезонной и годовой изменчивости загрязнения. Располагаются на открытых участках моря и являются по сути фоновыми станциями.

При проведении наблюдений в устьях речных систем количе- ство вертикалей в пунктах 1-й категории определяется шириной устьевого взморья:

Горизонты наблюдения зависят от глубины изучаемого участка моря, а также типа загрязняющих веществ. Количество горизонтов при глубине:

до 5 м – 2 (у поверхности и дна); от 5–10 м – 2 (у поверхности и придонной части);

более 10 м – n (у поверхности, у дна и через каждые 5 м по глубине).

Содержание в морской воде нефтепродуктов и хлорированных углеводородов оценивается в пробах, поднятых с глубин 5, 10 и 20 м, а также в придонной пробе. СПАВ и фенолы определяются в пробах трех горизонтов (поверхность, 10 м и придонная проба). Содержание тяжелых металлов в воде оценивается в более широком диапазоне глубин – на поверхности, на глубине 10, 50 и 1000 м и у дна. Отборы проб зоопланктона осуществляются в слоях 0–10, 10–25, 25–50, 50–100, 100–200, 200–500 м, дополнительным горизонтом является слой значительного перепада температуры.

Состояние и предварительный анализ загрязнения морских вод оценивается визуально, при этом отмечают явления, необычные для данного района моря: наличие плавающих примесей, пленок нефтепродуктов, масляных пятен, появление повышенной мутности, необычной окраски, пены; развитие, скопление и отмирание водорослей; гибель рыбы и других животных и др.

Загрязненность воды оценивается по гидрометеорологическим показателем и путем гидрохимического и гидробиологического анализов, проводимых по полной и сокращенной программам.

133

Полная программа наблюдений включает в себя оценку:

•гидрометеорологического режима водоема, в том числе солености, температуры (воды и воздуха), скорости и направления те- чения, скорости и направления ветра;

•органолептических свойств воды (прозрачность, цветность

èäð.);

•гидрохимических показателей и содержания загрязняющих ве-

ществ (рН, растворенный кислород, БПК5, сероводород, соединения азота, фосфор, кремний), специальных загрязняющих веществ (нефтепродукты, хлорорганические пестициды, тяжелые металлы, фенолы, ПАВ). В рекомендованный перечень могут быть включены дополнительные ингредиенты, специфичные для района обследований.

Сокращенная программа предусматривает выполнение визуальных наблюдений и отбор проб воды для определения растворенного кислорода, нефтепродуктов, рН. Одно-два загрязняющих вещества, характерные для данной территории, могут быть вклю- чены в сокращенную программу исследований.

Программы контроля морских вод по гидробиологическим показателям представлены в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Гидробиологические показатели для оценки качества морских вод

134

135

4.3. ОРГАНИЗАЦИЯ НАБЛЮДЕНИЙ

ЗА КАЧЕСТВОМ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД СУШИ

Мониторинг поверхностных вод осуществляется для получения режимной информации о состоянии и уровне загрязнения воды исследуемых водных объектов, которые состоят в следующем:

1. Систематическое получение отдельных и осредненных во времени и пространстве данных о качестве воды.

2. Обеспечение заинтересованных организаций информацией и прогнозом изменений гидрохимического режима и качества воды.

Специальными задачами являются установление закономерностей процессов самоочищения, определение влияния загрязняющих веществ на качество воды, поступающих из донных отложений, оценку аварийных сбросов сточных вод и т. д.

Сеть наблюдений должна по возможности охватывать в пространственном аспекте:

•все водные объекты, расположенные на территории изучаемого бассейна;

•всю длину водотока или акваторию водоема, с учетом возможного влияния наиболее крупных притоков и мест выпуска сточных вод.

Во временном аспекте сеть наблюдений должна учитывать:

•все фазы гидрологического режима (периоды половодья, паводка, ледостава и др.);

•различные по наполнению воды (полноводные, средние, маловодные);

•суточные изменения химического состава воды;

•аварийные сбросы сточных вод.

Пространственная структура наблюдений включает в себя обоснование местоположения пунктов наблюдений, которые устанавливают в зависимости от хозяйственного значения водных объектов, их размеров и экологического состояния.

Пункты наблюдения – это место на водоеме или водотоке, на котором производится комплекс работ для получения данных о качестве воды. Пункты наблюдений организуются в первую очередь на водоемах и водотоках, имеющих большое народнохозяйственное значение, а также подверженных значительному загрязнению промышленными, хозяйственно-бытовами и сельско-

136

хозяйственными сточными водами. На не загрязненных сточными водами водоемах и водотоках или их участках создаются пункты для фоновых наблюдений. Все пункты наблюдений за качеством воды водоемов и водотоков делятся на 4 категории в зависимости от ча- стоты и детальности программ наблюдений (назначение и расположение пунктов контроля определяются правилами наблюдений за качеством воды водоемов и водотоков [2]).

Пункт 1-й категории:

•в районах городов с населением свыше 1 млн. жителей;

•в местах нереста и зимовья особо ценных видов промысловых рыб;

•в районных повторяющихся аварийных сбросов загрязняющих веществ;

•в районах организованного сброса сточных вод, в результате которых наблюдается высокая загрязненность воды.

Пункт 2-й категории:

•в районах городов с населением от 0,5 до 1 млн жителей;

•в местах нереста и зимовья ценных видов промысловых рыб (организмов);

•на важных для рыбного хозяйства предплотинных участках рек;

•в местах организованного сброса дренажных сточных вод с орошаемых территорий и промышленных сточных вод;

•при пересечении реками государственных границ;

•в районах со средней загрязненностью воды.

Пункт 3-й категории:

•в районах городов с населением менее 0,5 млн жителей;

•на замыкающих участках больших и средних рек;

•в устьях загрязненных притоков больших рек и водоемов;

•в районах организованного сброса сточных вод, в результате чего наблюдается низкая загрязненность воды.

Пункт 4-й категории:

•на незагрязненных участках водоемов и водотоков;

•на водоемах и водотоках, расположенных на территориях государственных заповедников и национальных парков.

Пункты наблюдений 1-й и 2-й категорий располагаются в крупных городах, в районах повторяющихся аварийных сбросов и высокой загрязненности – от 10 до 100 ПДКâ èëè ÏÄÊâð и более.

137

Пункты наблюдений 3-й категории располагаются в городах с населением менее 0,5 млн человек, в замыкающих створах больших и средних рек и водоемов, в районах организованного сброса сточ- ных вод, где систематическая загрязненность воды по одному или нескольким загрязняющим веществам достигает 10 ПДКâ èëè ÏÄÊâð (в соответствии с типом водного объекта). Пункты 4-й категории располагаются на незагрязненных участках водоемов и водотоков.

В пунктах наблюдений организуют один или несколько створов. Створ наблюдения – условное поперечное сечение водоема или водотока, на котором производят комплекс работ для получения данных о качестве воды. Местоположение створов устанавливают с учетом гидрометеорологических и морфологических особенностей водного объекта, расположения источников загрязнения, количе- ства, состава и свойств сбрасываемых сточных вод, интересов водо-

пользователей и водопотребителей.

Количество створов наблюдения на водотоках и их размещение зависит от ряда факторов: наличия организованных и неорганизованных мест выпуска сточных вод, особенностей водотока и его хозяйственного назначения.

Один створ устанавливается при отсутствии организованного сброса сточных вод, на предплотинных и на замыкающих участках участках рек, в местах пересечения государственной границы, на незагрязненных участках водотоков.

При наличии организованного сброса сточных вод устанавливают два и более створа.

В этом случае один из них – фоновый створ, который устанавливается на расстоянии 1 км выше по течению от источника загрязнения, остальные створы располагаются или в месте достаточно полного смешения сточных вод с водой водотока (не менее 80 %) или (для водотоков рыбохозяйственного назначения) на расстоянии 500 м от источника загрязнения (рис. 4.1).

На водоемах устанавливается не менее трех створов, которые учитывают условия водообмена. На водоемах с интенсивным водообменом (коэффициент водообмена более 5 раз в год) расположение створов подобно расположению створов на водотоках. На водоемах с умеренным (коэффициент водообмена от 0,1 до 5 раз в год) и замедленным водообменом (менее 0,1 раза в год) фоновый створ

138

располагается вне зоны влияния источника, второй створ совмещается с местом сброса сточных вод, остальные располагаются параллельно второму по обе его стороны на расстоянии 500 м.

Рис. 4.1. Расположение створов наблюдения

Результаты сравнительного анализа фоновых показателей с показателями качества воды в пробе, отобранной ниже источника загрязнения, позволяют оценить характер и степень загрязнения воды. Изменение химического состава воды в пробах, отобранных в первом после сброса сточных вод створе и в створах, расположенных ниже по течению, свидетельствует о самоочищающей способности водного источника.

На каждом створе наблюдения обосновывается количество вертикалей наблюдения. Вертикаль – это условная отвесная линия от поверхности воды до дна. Количество вертикалей в створе на водоеме определяется шириной зоны загрязнения и условиями смешения и разбавления:

•первая вертикаль располагается не далее 500 м от места сброса сточных вод или от берега;

•последняя вертикаль устанавливается за границей зоны загрязнения;

139

•при неоднородности водного потока устанавливается не менее трех вертикалей: одна – на стержне реки, другие – на расстоянии 3–5 м от береговой черты;

•при однородном смешении организуется одна вертикаль на стержне реки, т. е. на месте основного потока.

Количество горизонтов на вертикали определяется глубиной водного объекта. При глубине до 5 м устанавливается один горизонт на расстоянии 0,3 м от поверхности воды (летом), а зимой отбирается у нижней кромки льда. При глубине от 5 до 10 м устанавливается два горизонта: у поверхности и приблизительно в полуметре от дна. При глубине более 10 м устанавливается три горизонта: у поверхности, у дна и третий (дополнительный) на половине глубины.

Наблюдения за качеством воды ведут по определенным видам программ [2]. В зависимости от определяемых показателей разли- чаются полные (обязательные) и сокращенные программы наблюдения по гидрологическим, гидрохимическим и гидробиологическим исследованиям (табл. 4.4).

Существует три типа сокращенных программ по количеству и перечню контролируемых показателей. Сокращенные программы 1 типа имеют наименьшее число показателей. 2 тип сокращенных программ включает в себя определение обязательных показателей и дополнительно 2–3 загрязняющих вещества, характерных для данного вида наблюдения. 3 тип – это программа определения обязательных показателей и все загрязняющие вещества, характерные для пункта наблюдения.

Рекомендуется включать в программы наиболее информативные показатели, например, электропроводность – показатель суммарной концентрации электролитов (Na+, K+, Ca2+, Cl-, SO42-) для оценки минерализации воды [4, 5, 11].

Периодичность отбора проб воды зависит от категории пункта наблюдения (табл. 4.5, 4.6).

Полная программа осуществляется в основные фазы гидрологи- ческого режима. Для водотоков выделяется семь фаз:

•во время половодья (подъем, пик, спад);

•во время летней межени: при минимальном расходе воды и во время дождевого паводка;

•осенний ледостав;

•зимняя межень.

140