85386

Экологический мониторинг поверхностных водных объектов

Доклад

Экология и защита окружающей среды

Программа ГСМОС Вода включает 7 основных пунктов: создание всемирной сети станций мониторинга; разработка единой методики отбора и анализа проб воды; осуществление контроля за точностью данных; использование современных систем хранения и распространения информации; организация повышения квалификации для специалистов; подготовка методических справочников; обеспечение необходимым оборудованием в отдельных случаях. Основные задачи систематических наблюдений за качеством поверхностных вод в системе ОГСНК можно сформулировать следующим образом:...

Русский

2015-03-24

78.5 KB

13 чел.

8

21.  Экологический мониторинг поверхностных водных объектов

В настоящее время в рамках проекта ООН создана глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС), частью которой является программа, посвященная водным проблемам – ГСМОС (Вода) – с центром в Канаде. В программе ГСМОС (Вода) активное участие принимают 4 специализированных учреждения ООН: Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП), Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), Всемирная метеорологическая организация (ВМО) и Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО).

Задачами программы ГСМОС (Вода) является следующее:

мониторинг распространения и трансформации загрязняющих веществ в водной среде;

оповещение о серьезном нарушении состояния водных объектов;

напоминание правительствам о необходимости принятия мероприятий по охране, восстановлению и улучшению окружающей среды.

Программа ГСМОС (Вода) включает 7 основных пунктов:

создание всемирной сети станций мониторинга;

разработка единой методики отбора и анализа проб воды;

осуществление контроля за точностью данных;

использование современных систем хранения и распространения информации;

организация повышения квалификации для специалистов;

подготовка методических справочников;

обеспечение необходимым оборудованием (в отдельных случаях).

В 1972 г. на базе станций гидрометеослужбы организована Общегосударственная служба наблюдений и контроля состояния окружающей среды (ОГСНК).

ОГСНК состоит из нескольких уровней:

станций наблюдения (первичных пунктов), осуществляющих наблюдения, определенную обработку и обобщение данных;

территориальных и региональных центров, осуществляющих обобщения, анализ материалов, составление местных прогнозов и оценку состояния окружающей среды по своей территории;

высшего Гидрометцентра и других головных центров (НИИ).

Помимо ОГСНК Росгидромета (Комитета России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды) экологический мониторинг осуществляется целым рядом служб, министерств и ведомств, что приводит к дублированию усилий, снижает эффективность всей системы мониторинга и затрудняет доступ к необходимой информации как для граждан, так и для государственных организаций. Поэтому в 1993 году было принято решение о создании Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ), которая должна объединить возможности и усилия многочисленных служб для решения задач комплексного наблюдения, оценки и прогноза состояния среды в РФ.

В рамках ОГСНК проводят (виды наблюдений за качеством поверхностных вод ОГСНК):

наблюдения за уровнем загрязненности поверхностных вод по физическим, химическим, гидрологическим и гидробиологическим показателям в режимных пунктах;

наблюдения, предназначенные для решения специальных задач.

Каждый из этих видов наблюдений осуществляется в результате:

предварительных (рекогносцировочных) наблюдений и исследований на водных объектах или их участках;

систематических наблюдений на водных объектах в выбранных пунктах.

Основные задачи систематических наблюдений за качеством поверхностных вод в системе ОГСНК можно сформулировать следующим образом:

систематическое получение как отдельных, так и осредненных во времени и пространстве данных о качестве воды;

обеспечение хозяйственных органов, а также заинтересованных организаций систематической информацией и прогнозами изменения гидрохимического режима и качества воды водоемов и водотоков и экстренной информацией о резких изменениях загрязненности воды.

К задачам специальных наблюдений и исследований, определяемым в каждом конкретном случае, относятся:

установление основных закономерностей процессов самоочищения;

определение влияния накопленных в донных отложениях загрязняющих веществ на качество воды;

составление балансов химических веществ водоемов или участков водотоков;

оценка выноса химических веществ через замыкающий створ рек;

оценка выноса химических веществ с коллекторно-дренажными водами и др.

Государственному учету в РФ и включению в государственный водный кадастр подлежат все воды единого государственного фонда. К ним относятся:

воды рек, озер, водохранилищ и других поверхностных водоемов и водных источников, включая воды каналов и прудов;

ледники и подземные воды;

внутренние моря и другие внутренние морские воды;

территориальные воды (территориальное море).

Растущая озабоченность относительно качества природных, питьевых вод, вод хозяйственного назначения, безопасности сточных вод привела различные международные организации (Европейское сообщество, Агентство по охране окружающей среды США) и объединенные регулирующие органы к необходимости составления перечня приоритетных загрязнителей и выработки соответствующих правил для их контроля.

Список приоритетных загрязнителей, принятый Европейским сообществом (ЕС) в 1982г., насчитывает 129 веществ. Столько же веществ входит в аналогичный перечень, принятый Агентством по охране окружающей среды США. Позднее к списку ЕС были добавлены еще три вещества.

В обоих "черных списках" можно выделить следующие основные группы веществ:

неорганические соединения;

летучие органические соединения;

органические соединения средней летучести;

полициклические ароматические углеводороды;

пестициды, гербициды и бифенилы;

фенолы;

анилины и нитроароматические соединения;

бензидины;

оловоорганические соединения;

другие соединения.

В проведении мониторинга вод различной природы и различного назначения можно выделить следующие этапы:

отбор пробы;

пробоподготовка;

обнаружение и идентификация ожидаемых компонентов;

измерение концентрации найденных компонентов. 

Организация сети пунктов наблюдений за поверхностными водными объектами

Для проведения мониторинга вод суши организуются:

стационарная сеть пунктов наблюдений за естественным составом и загрязнением поверхностных вод;

специализированная сеть пунктов для решения научно-исследовательских задач;

временная экспедиционная сеть пунктов.

В основе организации и проведения наблюдений за качеством поверхностных вод лежат следующие принципы: комплексность и систематичность наблюдений, согласованность сроков их проведения с характерными гидрологическими ситуациями, определение показателей качества воды едиными методами. Соблюдение этих принципов достигается установлением программ контроля (по физическим, химическим, гидробиологическим и гидрологическим показателям) и периодичности проведения контроля, выполнением анализа проб воды по единым или обеспечивающим требуемую точность методикам.

Сеть гидрохимических наблюдений должна охватывать

в пространстве:

по возможности все водные объекты, расположенные на территории изучаемого бассейна;

всю длину водотока с определением влияния наиболее крупных его притоков и сброса сточных вод в него;

всю акваторию водоема с определением влияния на него наиболее крупных притоков и сброса в него сточных вод;

во времени:

все фазы гидрологического режима (весеннее половодье, летнюю межень, летние и осенние дождевые паводки, ледостав, зимнюю межень);

различные по водности годы (многоводные, средние по водности и маловодные);

суточные изменения химического состава воды;

катастрофические сбросы сточных вод в водные объекты.

Установление местоположения створов в пунктах наблюдений

Под пунктом наблюдения следует понимать место на водоеме или водотоке, в котором производят комплекс работ для получения данных о качестве воды.

Пункты наблюдений организуют в первую очередь на водоемах и водотоках, имеющих большое народнохозяйственное значение, а также подверженных значительному загрязнению промышленными, хозяйственно-бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами. На не загрязненных сточными водами водоемах и водотоках или их участках создаются пункты для фоновых наблюдений.

Пункты наблюдений организуют на водоемах и водотоках в районах:

расположения городов и крупных поселков, сточные воды которых сбрасываются в водоемы и водотоки;

сброса сточных вод отдельно стоящими крупными промышленными предприятиями, территориально производственными комплексами, организованного сброса сельскохозяйственных сточных вод;

мест нереста и зимовья ценных и особо ценных видов промысловых организмов;

предплотинных участков рек, являющихся важными для рыбного хозяйства;

пересечения реками государственных границ;

замыкающих створов больших и средних рек;

устьев загрязненных притоков больших водоемов и водотоков.

Для изучения природных процессов и определения фонового состояния воды водоемов и водотоков пункты наблюдений создают также на не подверженных прямому антропогенному воздействию участках, в том числе на водоемах и водотоках, расположенных на территориях заповедников и национальных парков и являющихся уникальными природными образованиями.

В пунктах наблюдений организуют один или несколько створов. Под створом понимают условное поперечное сечение водоема или водотока, в котором производится комплекс работ для получения данных о качестве воды. Местоположение створов устанавливают с учетом гидрометеорологических и морфологических особенностей водного объекта, расположения источников загрязнения, количества, состава и свойств сбрасываемых сточных вод, интересов водопользователей и водопотребителей.

Один створ устанавливают на водотоках при отсутствии организованного сброса сточных вод в устьях загрязненных притоков, на незагрязненных участках водотоков, на предплотинных участках рек, на замыкающих участках рек, в местах пересечения государственной границы.

При наличии организованного сброса сточных вод устанавливают на водотоках два створа и более. Один из них располагают выше источника загрязнения (вне влияния рассматриваемых сточных вод), другие – ниже источника (или группы источников) загрязнения в месте полного смешения. Химический состав воды в пробе, отобранной в створе выше источника загрязнения, характеризует фоновые показатели качества воды водотока в данном пункте. Сравнение фоновых показателей с показателями качества воды в пробе, отобранной ниже источника загрязнения, позволяет судить о характере и степени загрязненности воды под влиянием источников загрязнения данного пункта. Изменение химического состава воды в пробах, отобранных в первом после сброса сточных вод створе и в расположенных ниже створах, дает возможность оценить самоочищающую способность водотока.

Верхний (первый) фоновый створ устанавливают в 1 км выше первого источника загрязнения. Выбор створов ниже источника (или группы источников) загрязнения осуществляют с учетом комплекса условий, влияющих на характер распространения загрязняющих веществ в водотоке. Необходимо, чтобы нижний створ характеризовал состав воды в целом по сечению, т.е. был расположен в месте достаточно полного (не менее 80%) смешения сточных вод с водой водотока.

На реках, где створ полного смешения находится далеко от источников загрязнения, процесс трансформации части загрязняющих веществ может завершиться до створа полного смешения и их влияние на физические свойства и химический состав воды в этом створе может быть не обнаружено. В этом случае створ устанавливают, исходя из интересов народного хозяйства, на ближайшем участке водопользования. На реках, используемых для нужд рыбного хозяйства, такой створ устанавливают не далее 0,5 км от места сброса сточных вод.

При наличии группы источников загрязнения верхний (фоновый) створ располагают выше первого источника, нижний – ниже последнего. Исходя из интересов народного хозяйства, между створами выше и ниже источников загрязнения могут быть установлены дополнительные створы, которые должны характеризовать влияние отдельных источников загрязнения.

Для наблюдений по водоему в целом с учетом геоморфологии береговой линии и других факторов устанавливают не менее трех створов, по возможности равномерно распределенных по акватории. При контроле на отдельных загрязненных участках водоемов створы устанавливают с учетом условий водообмена водоемов.

Программы наблюдений за качеством воды

Все пункты наблюдений за качеством воды водоемов и водотоков делят на 4 категории, определяемые частотой и детальностью программ наблюдений. Назначение и расположение пунктов контроля определяются правилами наблюдений за качеством воды водоемов и водотоков.

Пункты первой категории располагают на средних и больших водоемах и водотоках, имеющих важное народнохозяйственное значение:

в районах городов с населением свыше 1 млн. жителей;

в местах нереста и зимовья особо ценных видов промысловых рыб;

в районах повторяющихся аварийных сбросов загрязняющих веществ;

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

Пункты второй категории устраивают на водоемах и водотоках в пределах следующих участков:

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 Государственной границы;

в районах со средней загрязненностью воды.

Пункты третьей категории располагают на водоемах и водотоках:

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.

Пункты четвертой категории устанавливают:

на незагрязненных участках водоемов и водотоков,

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

Наблюдения за качеством воды ведут по определенным видам программ, которые выбирают в зависимости от категории пункта контроля. Периодичность проведения контроля по гидробиологическим и гидрохимическим показателям устанавливают в соответствии с категорией пункта наблюдений. При выборе программы контроля учитывают целевое использование водоема или водотока, состав сбрасываемых сточных вод, требования потребителей информации.

Параметры, определение которых предусмотрено обязательной программой наблюдений за качеством поверхностных вод по гидрохимическим и гидрологическим показателям, приведены в табл. 2.1.

Таблица 1. Параметры, определение которых предусмотрено обязательной программой наблюдений

Параметры

Единицы измерения

1

2

Расход воды (на водотоках)

м3

Скорость течения воды (на водотоках)

м/с

Уровень воды (на водоемах)

м

Визуальные наблюдения

Температура

°С

Цветность

градусы

Прозрачность

см

1

2

Запах

баллы

Кислород

мг/дм3

Диоксид углерода

мг/дм3

Взвешенные вещества

мг/дм3

Водородный показатель (рH)

Окислительно-восстановительный потенциал (Еh)

мВ

Хлориды (Cl-)

мг/дм3

Сульфаты (SO42-)

мг/дм3

Гидрокарбонаты (HCO3-)

мг/дм3

Кальций (Ca2+)

мг/дм3

Магний (Mg2+)

мг/дм3

Натрий (Na+)

мг/дм3

Калий (К+)

мг/дм3

Сумма ионов (Sи)

мг/дм3

Аммонийный азот (NH4+)

мг/дм3

Нитритный азот (NO2-)

мг/дм3

Нитратный азот (NO3-)

мг/дм3

Минеральный фосфор (PO43-)

мг/дм3

Железо общее

мг/дм3

Кремний

мг/дм3

БПК5 

мг О2/дм3

ХПК

мг О/дм3

Нефтепродукты

мг/дм3

СПАВ

мг/дм3

Фенолы (летучие)

мг/дм3

Пестициды

мг/дм3

Тяжелые металлы

мг/дм3

Наблюдения по обязательной программе на водотоках осуществляют, как правило, 7 раз в год в основные фазы водного режима: во время половодья – на подъеме, пике и спаде; во время летней межени – при наименьшем расходе и при прохождении дождевого паводка; осенью – перед ледоставом; во время зимней межени.

В водоемах качество воды исследуют при следующих гидрологических ситуациях: зимой при наиболее низком уровне и наибольшей толщине льда; в начале весеннего наполнения водоема; в период максимального наполнения; в летне-осенний период при наиболее низком уровне воды.

Сокращенную программу наблюдений за качеством поверхностных вод по гидрологическим и гидрохимическим показателям подразделяют на три вида:

Первая программа предусматривает определение расхода воды (на водотоках), уровня воды (на водоемах), температуры, концентрации растворенного кислорода, удельной электропроводности, визуальные наблюдения.

Вторая программа предусматривает определение расхода воды (на водотоках), уровня воды (на водоемах), температуры, рН, удельной электропроводности, концентрации взвешенных веществ, ХПК, БПК5, концентрации 2–3 загрязняющих веществ, основных для воды в данном пункте контроля, визуальные наблюдения.

Третья программа предусматривает определение расхода воды, скорости течения (на водотоках), уровня воды (на водоемах), температуры, рН, концентрации взвешенных веществ, концентрации растворенного кислорода, БПК5, концентрации всех загрязняющих воду в данном пункте контроля веществ, визуальные наблюдения.

Гидрохимические показатели качества природных вод в пунктах контроля сопоставляют с установленными нормами качества воды.

Программы и периодичность наблюдений по гидрохимическим показателям для пунктов различных категорий приведены в табл. 2.

Таблица 2. Программы и периодичность наблюдений для пунктов различных категорий

Периодичность проведения контроля

Категория пунктов наблюдений

I

II

III

V

Ежедневно

Сокращенная программа 1

Визуальные

наблюдения

Ежедекадно

Сокращенная программа 2

Сокращенная

программа 1

Ежемесячно

Сокращенная программа 3

В основные фазы водного режима

Обязательная программа

Внедрение в систему наблюдений за качеством воды гидробиологических методов позволяет непосредственно выяснить состав и структуру сообществ гидробионтов.

Полная программа наблюдений за качеством поверхностных вод по гидробиологическим показателям предусматривает:

исследование фитопланктона – общей численности клеток, числа видов, общей биомассы, численности основных групп, биомассы основных групп, числа видов в группе, массовых видов и видов-индикаторов сапробности;

исследование зоопланктона – общей численности организмов, общего числа видов, общей биомассы, численности основных групп, биомассы основных групп, числа видов в группе, массовых видов и видов-индикаторов сапробности;

исследование зообентоса – общей численности, общей биомассы, общего числа видов, числа групп по стандартной разработке, числа видов в группе, числа основных групп, биомассы основных групп, массовых видов и видов-индикаторов сапробности;

исследование перифитона – общего числа видов, массовых видов, частоты встречаемости, сапробности;

определение микробиологических показателей – общего числа бактерий, числа сапрофитных бактерий, отношения общего числа бактерий к числу сапрофитных бактерий;

изучение фотосинтеза фитопланктона и деструкции органического вещества, определение отношения интенсивности фотосинтеза к деструкции органического вещества, содержания хлорофилла;

исследование макрофитов – проективного покрытия опытной площадки, характера распространения растительности, общего числа видов, преобладающих видов (наименования, проективного покрытия, фенофазы, аномальных признаков).

Сокращенная программа наблюдений за качеством поверхностных вод по гидробиологическим показателям предусматривает исследование:

фитопланктона – общей численности клеток, общего числа видов, массовых видов и видов-индикаторов сапробности;

зоопланктона – общей численности организмов, общего числа видов, массовых видов и видов-индикаторов сапробности;

зообентоса – общей численности групп по стандартной разработке, числа видов в группе, числа основных групп, массовых видов и видов-индикаторов сапробности;

перифитона – общего числа видов, массовых видов, сапробности, частоты встречаемости.

Программы и периодичность наблюдений по гидробиологическим показателям для станций различных категорий приведены в табл. 3.

Таблица .3. Периодичность проведения наблюдений по гидробиологическим показателям и виды программ

Периодичность проведения наблюдений

Категория пункта наблюдений

I

II

III

IV

Ежемесячно

Сокращенная программа

Сокращенная программа

Сокращенная программа (контроль в вегетационный период)

Ежеквартально

Полная программа


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

70698. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБТЕКАНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ. ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА ОБТЕКАНИЯ ТЕЛ ЖИДКОСТЬЮ И ГАЗОМ 845.83 KB
  Теоретические модели моделирования обтекания тел потоком жидкости Реальные явления природы очень сложны и недоступны для строгого теоретического анализа. В теоретической аэродинамике принято целый ряд моделей обтекания твердых тел потоком жидкости.
70699. Расчёт печатной платы 2.77 MB
  Основой многих импульсных источников питания служат однотактные обратноходовые преобразователи напряжения (ООП). ООП напряжения являются сейчас наиболее распространёнными. Это обусловлено тем, что в области малой...
70702. Технико-экономические показатели инвестиционного проекта 415.5 KB
  Объектом проектирования выбрана паровоздуходувная электростанция ПВЭС ОАО «ММК». ПВЭС находится в энергопроизводящей группе структуры энергетического хозяйства ОАО «ММК». Структура энергетического хозяйства включает в себя 3 группы...
70703. Изменение системы управления двухбалочного мостового крана 10т-25-22,5 1.1 MB
  Поверочный расчет электродвигателя. Расчет механических нагрузок приведенных к валу двигателя и моментов переключения. Проверка двигателя по нагреву. Характеристики электродвигателя после модернизации.
70704. Анализ и диагностика финансово-хозяйственной деятельности предприятия 1.17 MB
  Целью анализа является оценка стоимости и структуры имущества предприятия, источников его финансирования, динамики этих показателей. Анализ финансового состояния предприятия проводится на основе данных бухгалтерской отчетности, а именно форм №1 и №2.
70705. Моделирование объектов автоматизации 2.19 MB
  Невозможно представить себе современную науку без широкого применения математического моделирования. Сущность этой методологии состоит в замене исходного объекта (явления, процесса) его «образом» - математической моделью – и дальнейшем изучении модели с помощью реализуемых на компьютера...
70706. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ 304 KB
  Курсовой проект состоит из текстовой и графической части. Текстовая часть включает следующие разделы: описание технологического процесса, выбор средств автоматизации, расчет ротаметра, расчет сопротивлений резисторов измерительной схемы автоматического потенциометра...