Моніторинг якості

Основними об’єктами, які потребують моніторингу, є: місця скидання стічних і дощових вод міст, селищ, сільськогосподарських комплексів, стічних вод окремих підприємств, ТЕС, АЕС; місця скидання колекторно-дренажних вод, які відводяться зі зрошуваних або осушуваних земель; кінцеві створи великих і середніх річок, які впадають у моря, внутрішні водоймища; кордони економічних районів, республік, країн, що перетинають транзитні річки.

На пунктах спостережень досліджують один або кілька створів.

Створ пункту спостереження – умовний поперечний переріз водоймища або водотоку, де проводиться комплекс робіт для одержання інформації про якість води.

Створи спостережень розміщують з урахуванням гідрометричних умов і морфологічних особливостей водоймища, наявності джерел забруднення, об’єму та складу стічних вод.

На водотоках у разі відсутності організованого скидання зворотних вод, у гирлах забруднених приток, на незабруднених ділянках водотоків, на кінцевих ділянках річок і в місцях перетину державного кордону України встановлюють один створ.

На водотоках  за наявності організованого скидання зворотних вод встановлюють два і більше створів. Перший (фоновий) створ рекомендується розміщувати на відстані 1 км вище від джерела забруднення, другий – у зоні забруднення, на відстані 1 км вище від найближчого місця водозабору, третій – у місці достатнього змішування стічних вод із водами річки.

У процесі спостережень за водоймищем загалом встановлюють не менше трьох створів, по можливості рівномірно розподілених його акваторією з урахуванням конфігурації берегової лінії.

Кожний створ має  кілька вертикалей та горизонталей.

Вертикаль створу – умовна вертикальна лінія від поверхні води до дна водоймища або водотоку, на якій здійснюють дослідження для отримання інформації про якість води.

Кількість вертикалей у створі на водотоці визначають з  урахуванням умов змішування вод водотоку зі зворотними водами, а також із водами приток. За неоднорідного хімічного складу води у створі встановлюють не менше трьох вертикалей, а за однорідного – одну вертикаль на стрижні водотоку. Кількість вертикалей залежить також від ширини зони забруднення.

Горизонт  створу – зона на вертикалі (углиб), де виконують комплекс досліджень для отримання інформації про якість води.

Кількість горизонтів на вертикалі визначають з урахуванням  глибини водного об’єкта. Крім того, необхідно відокремити додаткові горизонти в кожному шарі зміни густини води.

Використання  програм спостережень за гiдрологiчними та  гiдрохiмiчними показниками на пунктах спостереження

Програма спостережень – теоретично і експериментально визначена оптимальна кількість показників і послідовність досліджень, які дають змогу отримати повну і достовірну інформаію про якість води в певному місці у визначений час.

Вибір програми спостережень залежить від категорії пункту спостережень.  Ці програми поділяють на обов’язкову, скорочену-1,скорочену-2, скорочену-3.

Здійснення  обов‘язкової програми передбачає:

— гiдрологiчнi спостереження: витрата води (м³/с), тобто кiлькiсть води, що протікає через живий переріз за одиницю часу, швидкість течії (м/с) при опорних вимірах витрати на водотоках або рівень води (м) на водоймищах;

— гiдрохiмiчнi спостереження: вiзуальнi спостереження, температура (°С), колiрнiстъ (градуси), прозорість (см), запах (бали), концентрація розчинених у воді газів — кисню, дiоксиду вуглецю (мг/дм³, мг/л); концентрація завислих речовин (,мг/дм³мг/л); водневий показник рН; окисно-вiдновний показник Еh (мВ); концентрація головних йонiв — хлоридних, сульфатних, гiдрокарбонатних, калъцiю, магнію, натрію, калію, суми йонiв (мг/дм³, мг/л); хiмiчне споживання кисню (ХСК) (мг/дм³, мг/л); бiохiмiчне споживання кисню за 5 діб (БСК5) (мг/дм³, мг/л); концентрація біогенних елементів — амонійних, нiтритних, нітратних йонiв, фосфатів, загального заліза, кремнію (мг/ дм³, мг/л); концентрація поширених забруднюючих речовин — нафтопродуктів, синтетичних поверхнево активних речовин (СПАР), летючих фенолів, пестицидів i з’єднань металів (мг/дм³, мг/л).

За програмою скорочена-1 виконують:

— гiдрологiчнi спостереження: витрата води (м3/с) на водотоках або  рівень води (м) на водоймищах;

— гідрохiмiчнi спостереження: вiзуалънi спостереження, температура (С), концентрацiя розчиненого кисню (мг/ дм³, мг/л), питома електропровiднiсть (См/ом).

Виконання програми скорочена 2 передбачає:

— гiдрологiчнi спостереження: витрата води (м3/с) на водотоках або рівень води (м) на, водоймищах;

— гiдрохiмiчнi спостереження: вiзуальнi спостереження, температура (°С), водневий показник рН, питома електропровiднiсть (См/ом), концентрацiя завислих речовин (мг/ дм³, мг/л), БСК5 (мг/ дм³ , мг/л); концентрацiя двох-трьох забруднюючих речовин, основних для води в даному пункті (мг дм³/, мг/л).

При здiйсненi програми скорочена—3 проводять:

— гiдрологiчнi спостереження: витрата води (м3/с), швидкість течій (м/с) при опорних вимірах витрати  на водотоках або рівень води (м) на водоймищах;

- гiдрохiмiчнi спостереження:  вiзуальнi спостереження, температура  (°С), концентрацiя завислих речовин  (мг/ дм³, мг/л); водневий показник рН; концентрацiя розчиненого кисню (мг/ дм³, мг/л); ХСК (мг/ дм³, мг/л); БСК5 (мг/ дм³, мг/л); концентрацiя речовин, що забруднюють воду в пункті спостережень (мг/ дм³, мг/л).

До основних показників, що зумовлюють швидкість  процесу самоочищення водного середовища, належать: температура (°С), водневий показник рН, концентрацiя розчиненого кисню (мг/ дм³, мг/л), вміст органічних речовин (мг/ дм³, мг/л). Контролювання цих показників передбачено всіма програмами.

 

Показники якості води

 

Оскільки  не існує єдиного показника, який визначав би весь комплекс характеристик  води, оцінювання якості води проводиться на основі системи показників. Ці показники поділяються на фізичні, бактеріологічні, гідробіологічні та хімічні.   Інша форма класифікації показників якості води – їх розподіл на загальні та специфічні. До загальних показників відносять показники, характерні для будь-яких водоймищ. Присутність у воді специфічних показників обумовлена місцевими природними умовами, а також особливостями антропогенного впливу на водний об’єкт.

До основних фізичних показників якості води належать: температура, запах, прозорість, кольоровість, вміст зважених речовин.

Бактеріологічні показники характеризують забрудненість води патогенними мікроорганізмами. До найважливіших бактеріологічних показників відносять: колі-індекс – кількість кишкових паличок у літрі води; колі-титр – кількість води в мілілітрах, у якій може бути знайдена одна кишкова паличка.

Гідробіологічні показники дають змогу оцінити якість води за тваринним населенням та рослинністю водоймищ. Зміна видового складу водних екосистем може відбуватися за настільки слабкого забруднення водних об’єктів, яке не виявляється жодними іншими методами. Тому гідробіологічні показники є найбільш чутливі.

Фізичні, бактеріологічні  та гідробіологічні показники відносять  до загальних показників якості води.

Хімічні показники можуть бути загальними та специфічними. До загальних хімічних показників якості води належать: вміст розчиненого кисню, хімічне та біохімічне споживання кисню; водневий показник; вміст азоту і фосфору та мінеральний склад.

До найбільш поширених специфічних показників якості води відносять феноли, нафтопродукти, поверхнево-активні речовини (ПАР), синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР), пестициди і важкі метали.

 

Особливості відбору  проб під час здійснення моніторингу поверхневих вод

 

Режим моніторингу гідрологічних та гідрохімічних показників зумовлюється водним режимом ріки. На більшості водотоків відбір проб проводять 7разів на рік: під час повені – на підйомі, максимумі, спаді; під час літньої межені – при найменшій витраті води та після дощового паводка; восени перед льодоставом; під час зимової межені.

Повінь – фаза водного режиму річок, яка характеризується найбільшою водністю, значним відносно тривалим підвищенням рівня води і спостерігається щороку в один і той же сезон.

Межень – фаза водного режиму річок, яка відзначається малою водністю, тривалим збереженням низького рівня води й виникає внаслідок зменшення живлення водотоку.

Гідрохімічну інформацію про озера та водосховища збирають посезонно, тобто 4 рази на рік.

Правильність оцінки якості води забезпечує виконання таких умов:

• правильного відбору проб води належної кількості;
• репрезентативності проб (відповідність до поставленого завдання як за якістю та об’ємом, так і за вибраними точками та часом відбору, а також технікою відбору, попередньої обробки, умов зберігання та транспортування).

Проби поділяються на прості та змішані.

Прості проби характеризують якість води в певному пункті відбору, відбираються у визначений час у необхідному об’ємі.

У змішаних пробах об’єднують кілька простих проб із метою оцінки якості води за певний період часу або певної ділянки досліджуваного об’єкта.

Залежно від  мети дослідження вдаються до разового або регулярного відбору проб.

Разовий відбір проб застосовують, якщо: вимірювані параметри неістотно змінюються в просторі (глибина, акваторія водоймища) і в часі; закономірності зміни визначуваних параметрів попередньо відомі; необхідні лише найзагальніші уявлення про якість води у водоймищі.

Регулярний  відбір означає, що кожну пробу відбирають у часовій і просторовій взаємозалежності з іншими.

 

Оцінювання та прогнозування якості води

 

Оцінювання якості води базується на системі контрольних показників, із якими порівнюється якість досліджуваної води. Застосовують одиночні, опосередковані (непрямі) та комплексні оцінки забрудненості поверхневих вод за гідрохімічними показниками. Саме комплексні оцінки дають найточнішу і найоб’єктивнішу інформацію про якість поверхневих вод.

Комплексне  оцінювання забрудненості поверхневих  вод – інформація про забруднення або якість води, виражена за допомогою певних систем показників чи обмеженої сукупності характеристик її складу і властивостей, які порівнюються з критеріями якості води чи нормами для певного виду водокористування чи водоспоживання.

Відповідно  до Водного кодексу України оцінка якості води здійснюється на основі нормативів екологічної безпеки водокористування та екологічних нормативів якості води водних об’єктів.

Оцінка  якості води на основі нормативів екологічної  безпеки водокористування. Діючі нормативи дають змогу оцінити якість води, яка використовується для комунально-побутових, господарсько-питних та рибогосподарських потреб.

Нормативна база оцінки якості води формується на основі загальних  вимог до складу та властивостей води і значень гранично допустимих концентрацій речовин у воді водних об’єктів. Загальні вимоги визначають допустимі склад та властивості води, які оцінюються за найважливішими фізичними, бактеріологічними та узагальненими хімічними показниками.

Гранично  допустима концентрація (ГДК) – рівень концентрації речовин у воді, за перевищення якого вона вважається непридатною для певного виду водокористування.

Усі речовини за характером негативного впливу поділяють на 5 груп. Кожна група об’єднує речовини однакової ознаки впливу, яку називають ознакою шкідливості. Одна й та сама речовина в різних концентраціях може спричиняти появу різних ознак шкідливості.

Лімітуюча ознака шкідливості (ЛОШ) – ознака шкідливості, яка з’являється при найменшій концентрації речовини.

До І групи  віднесені речовини, до яких ставляться загальні вимоги щодо об’єму розчиненого кисню, біологічного споживання кисню (БСК₅), завислих речовин, водневого показника (рН), мінералізації; ознака шкідливості є загально-санітарна.

У ІІ групу входять речовини із санітарно-токсикологічними лімітуючими ознаками шкідливості: SO₄, Cl, Ca, Mg, Na, K, NO₃, Cr.

До ІІІ  групи належать речовини токсикологічної  ЛОШ (N – NH₄, N – NO₂, СПАР, Cu, Zn, Ni).

До IV групи відносять речовини рибогосподарських ЛОШ – феноли, нафтопродукти,

V група охоплює речовини з органолептичними ЛОШ.

Оцінюючи  якість води у водоймищах комунально-побутового та господарсько-питного водокористування, з’ясовують також клас шкідливості речовини. Його визначають залежно від токсичності, кумулятивності, мутагенності та ЛОШ речовини. Розрізняють чотири класи шкідливості речовин: перший – надзвичайно шкідливі; другий – високошкідливі; третій – шкідливі; четвертий – помірно шкідливі.

Під час оцінювання якості води застосовують принцип адитивності – односпрямованої дії, відповідно до якого належність кількох речовин до однієї й тієї самої ЛОШ виявляється в підсумовуванні їх негативного впливу.

Водні об’єкти  вважають придатними для комунально-побутового та господарсько-питного водокористування, якщо одночасно виконуються такі умови:

- не порушуються загальні вимоги до складу та властивостей води для відповідної категорії водокористування;

-  щодо речовин третього та четвертого класів шкідливості виконується умова

С

,

                  де С – концентрація речовини у водному об’єкті, г/м³;

-відносно речовин першого та другого класів шкідливості виконується умова

,

де С_i та ГДК_i – відповідно концентрація і ГДК і-ї речовини першого чи другого класу шкідливості.

Водні об’єкти вважають придатними для рибогосподарського водокористування, якщо одночасно виконуються такі умови:

• не порушуються загальні вимоги до складу і властивостей води для відповідної рибогосподарської категорії;
• для речовин, які належать до однакових ЛОШ, виконується умова

,

де С_i та ГДК_i – відповідно концентрація і ГДК і-ї речовини, яка належить до певної ЛОШ.