Реферат з гідрології на тему:

Екологічна оцінка та встановлення екологічних нормативів якості води
стосовно Десни в межах України

Десна є першою за довжиною (1130 км) і другою за площею басейну
(88900 км2) лівобережна притока Дніпра, яка протікає на територіях Росії
та України.

Досліджена ділянка р.Десни (від м.Новгород-Сіверський до гирла)
довжиною 570 км протікає в основному в межах Черніговської області, лише
її нижня частина (57 км) знаходиться в Київській області. Вона є
рівнинною річкою з широкою (до 15 км) долиною.

Водний режим Десни типовий для річок європейської території: висока
весняна повінь і порівняно низька межень. Середній за багаторічний
період спостережень об’єм стоку Десни оцінюється в 10,2 км3 на рік.

Екосистема басейну Десни належить до унікальних природних утворень:
своєрідний ландшафт, комплекс заплавних озер, стариць і джерел, м’який
клімат, специфіка хімічного складу деснянської води з малою
мінералізацією і присутністю іонів йоду тощо. Басейн Десни є одним з
найкращих природно-оздоровчих комплексів на території України. Водозбір
на території ріки має виключно важливе значення для развитку народного
господарства України, а саме: для питного водопостачання населених
пунктів і промислових центрів, рекреації, відтворення рибних запасів,
зрошення с-г угідь.

У формуванні хімічного складу води Десни велике значення мають ряд
чинників: перехід річки із заболоченої місцевості (у верхів’ї) до
незаболоченої (в середній і нижній течії), перетин крейдяних відкладів
на ділянці Новгород-Сіверський — Шостка, впадіння в річку на 352 км від
гирла найбагатоводнішої притоки Сейму, хімічний склад води якої
відрізняється від хімічного складу води в Десні.

Зазначені чинники були враховані при визначенні створів дослідження
якості води як Десни, так і основних її приток. На основному руслі Десни
для досліджень визначено 9 створів, розташування котрих встановлене з
урахуванням сучасного використання води р.Десни для розвитку народного
господарства (на основі даних про водокористувачів), джерел
систематичного і аварійного забруднення вод приток, даних про водний
режим, фізико-географічних і морфометричних ознак, розташування пунктів
систематичних спостережень служб державного моніторингу вод. За основу
розподілу водотоку на верхню (м. Новгород-Сіверський – с.Разльоти),
середню (с.м.т. Макошине – м.Чернігів) і нижню (с.Шостовиця – с.Літки)
ділянки прийняті однотипні фактори формування хімічного складу вод
р.Десни. За розрахункові рівні прийняті 1964, 1973, 1984 і 1995 рр., які
характеризуються малою водністю, а за сезон — літньо-осіння межень
(вегетаційний період). Величини показників якості води Десни за 1964,
1973 рр. і результати їх екологічної оцінки взяті як ретроспективні.
Відповідна вихідна інформація і екологічна оцінка за 1995 р. взяті як
наближені до якості деснянської води в сучасний період. Щодо результатів
оцінки за 1984 р., то їх слід вважати як проміжні між ретроспективними і
сучасними.

Екологічна оцінка якості води басейну р.Десна виконана за міжвідомчою
“Методикою екологічної якості поверхневих вод за відповідними
категоріями”. Вона включає три блоки показників: сольового складу;
трофо-сапробіологічних показників; вмісту специфічних речовин токсичної
дії. Згруповані в межах цих блоків вихідні дані обробляли певним
способом: обчислювали середньо-арифметичні значення, визначали межі
дисперсій (мінімальні і максимальні значення), які характеризували
мінливість величин кожного з показників якості води в реальних умовах
виконання і аналізу результатів спостережень.

Екологічна оцінка якості води Десни на окремих ділянках за критеріями
першого блоку дала такі результати.

Протягом 30-річного періоду досліджень вода Десни є прісною і належить
до категорії 1 — “гіпогалинні” води (сума іонів 103-370 мг/дм3 в 1964
р., 251-378 мг/дм3 в 1995 р.). Лише в 1984 році за максимальними
величинами цей показник переходив до категорії 2 — “олігогалинні” води.
Зміна мінералізації води р.Десни в значній мірі залежить від
гідрологічного режиму. Збільшення мінералізації відбувається при
зменшенні витрат і навпаки. Починаючи з 1973 року і особливо в сучасний
період, вміст хлоридів за максимальними величинами досяг категорії 2 —
“дуже добрі”, або “чисті” води, а сульфатів на нижній ділянці (с.
Шостовиця) категорії 3 “добрі”, “досить чисті” води. Зазначене зростання
мінералізації води (490-600 мг/дм3) і концентрації основних іонів
зумовлене тим, що річка на верхній ділянці перетинає крейдяні відклади,
а на середній ділянці — приймає більш мінералізовані води Сейму,
мінералізація яких понад 600 мг/дм3. Збільшення вмісту хлоридів і
сульфатів змінює співвідношення іонів, не змінюючи їх суми. За весь
період досліджень вода р.Десни характеризується як карбонатно-кальцієва
за перші два періоди (1964, 1973 рр.) ІІ типу, а в 1984 і 1995 рр. —
ІІ-ІІІ типів.

Обчислення індексу сольового складу на всіх ділянках Десни та аналіз
одержаних результатів свідчать про поступове погіршення якості води
р.Десни від верхньої до нижньої ділянки, як за середніми (1.2 проти 2),
так і за максимальними (1,2 проти 1,5) значеннями цього інтегрального
показника.

Найвищі значення завислих речовин на всіх ділянках Десни відмічалися в
1975 р.: 26,2 мг/дм3 — середні, 41,8 мг/дм3 — максимальні, що відповідає
4 і 5 категоріям якості води. Пізніше (1984, 1995 рр.) кількість
завислих речовин зменшилася до 11,2 мг/дм3 – середня величина, 21,4
мг/дм3 – максимальна величина (3-4 категорії). Каламутність води в Десні
тісно пов’язана з її гідрологічним режимом.

Величини рН води в цілому по Десні за період 1964 р. і 1973 р.
змінювалися в досить широких межах: величини рН води в цілому по Десні
за перший (1964) і другий (1973) роки досліджень змінювалися в досить
широких межах (1-5 категорії — верхня, 1-7 категорія — нижня). Особливо
це помітно на верхній і нижній ділянках (7,2-8,8, 1-7 категорії). Така
дисперсія величин рН могла бути спричинена стічними водами
м.Новгород-Сіверського на верхній ділянці і гідрологічним підпором
Дніпра на нижній ділянці, (уповільнює течію в гирлі Десни, сприяє
інтенсифікації процесів фотосинтезу і відповідно збільшенню рН до 8,8
одиниць. В 1984 і 1995 роках такої мінливості величини рН не
спостерігалося.

Кисневий режим Десни зумовлений характером живлення ріки, інтенсивністю
біологічних процесів вегетації, фотосинтезу і температурою води. Дефіцит
розчиненого кисню за найгіршими величинами спостерігається на верхній і
нижній ділянках в 1973 р. (5,2 і 3,3 мг/дм3, що відповідає 5 і 7
категоріям якості води). Такий же низький вміст у воді розчиненого кисню
за максимальними значеннями цього показника спостерігався в 1984 р. на
середній ділянці. Відмічені значення розчиненого у воді Десни кисню не є
закономірними. Швидше за все це були прояви тимчасової екстремальної
ситуації. В цілому ж за середніми значеннями концентрація розчиненого
кисню у воді Десни на всіх ділянках відповідає 1 категорії якості води.

У формуванні органічної речовини в деснянській воді значне місце займає
органічна речовина з боліт і лісів. Під час повені (за даними
Ю.Г.Майстренко, 1965) зі стоковими водами лісів у річкову мережу Десни
вноситься 11,2 т органічного вуглецю, а з водами боліт 11,6 т, цього
компонента, що рівноцінно концентрації в гирлі річки до 21-27,9 мгО/дм3
по БО. В 1984 і 1995 рр. перманганатна окислюваність води Десни
варіювала в межах 4,1-13,0 мгО/дм3 (2 і 5 категорії), БО — 12,5 — 34,0
мгО/дм3 (2-7 категорії). Відмічені відхилення від цих величин ПО до 25,2
мгО/дм3 (7 категорія) і БО до 38-54 мгО/дм3 (5-6 категорії) могли бути
зумовлені скиданням стічних вод промислових і комунальних об’єктів.

За вмістом легкоокислюваної органічної речовини за величиною БСК5
деснянська вода за весь період досліджень і на всіх ділянках за
середніми і максимальними значеннями цього показника відносяться до 4-5
категорії якості, а за максимальними в деякі роки (1973, 1995) до 5-7
категорії якості води. В сучасний період відмічається деяке зниження
вмісту органічної речовини з 5,8 до 1,6 мгО/дм3 (від 4 до 2 категорії)
за середніми величинами з 9,4 до 2 мгО/дм3 (від 6 до 3 категорії) за
максимальними величинами.

Оцінка якості води за гідробіологічними, бактеріологічними показниками
і за індексами сапробності виконана на основі разових окремих вимірів.
Їх результати були використані як додаткові при визначенні екологічного
статусу окремих ділянок Десни.

”- мезосапробні води — 3-4 категорій якості, а максимальні значення
цих показників відповідно ев-політрофному рівню трофності (5 категорія
якості води). Цей висновок добре кореспондується з більш загальною
оцінкою рівня трофності р.Десни, даною в різний час іншими авторами
(О.М.Алмазов, 1967, Ю.Г.Майстренко, 1965, В.В.Поліщук, 1964).

Зокрема, воду Десни на протязі 530 км за середніми величинами
трофо-сапробіологічних показників слід віднести до мезо-евтрофних вод 3
категорії якості з тенденцією зміщення до евтрофних вод 4 категорії
якості. Найгірші величини деяких трофо-сапробіологічних показників
відповідають навіть ев-політрофним водам 5 категорії якості (фосфати,
азот амонійний, ПО, БО). Значення блокового індексу по басейну в цілому
за період 1964 р. і 1995 р. за середніми величинами становлять 3,5/3-4 і
3,4/3(4), а за його максимальними значеннями 4,5/4-5 і 5,2/5 відповідно
по басейну в цілому. З 1973 р. якість води в Десні погіршилася за
багатьма трофо-сапробіологічними показниками. Особливо помітно це на
верхній і середній ділянках.

Серед 18 показників блоку специфічних речовин, які внесені як
пріоритетні до “Методики…”, в останні роки служба моніторингу вод
використовувала тільки сім показників, а саме: нафтопродукти, феноли,
залізо, хром, мідь, цинк і марганець. Цього недостатньо для виконання
екологічної оцінки грунтовним способом по цьому блоку показників. За
1964 р. дані щодо еколого- токсикологічної ситуації в басейні Десни
зовсім відсутні. Починаючи з 1973 р., в системі спостережень з’являються
дані про вміст у воді Десни і її приток загального заліза. Систематичні
дані про вміст в деснянській воді речовин радіаційної дії відсутні
зовсім. За наявності такої незначної кількості вихідної інформації (за
1984 і 1995 рр., від 5 до 7 значень) дати більш-менш об’єктивну оцінку
якості води не можливо. Тому екологічну оцінку якості води за
специфічними показниками для окремих ділянок і для Десни в цілому можна
вважати лише орієнтовною.

Аналіз цих обмежених даних про вміст в деснінській воді специфічних
речовин токсичної дії показав, що за концентраціями важких металів і
токсичних речовин (феноли, нафтопродукти) вода р.Десна на всьому протязі
відноситься до 2-6 категорій за середніми їх значенням і до 3-7
категорій за максимальними значеннями. Всі забруднюючі речовини є
переважно антропогенного походження.

Згідно узагальненої екологічної оцінки якості води за специфічними
показниками на всіх ділянках р.Десни відмічається поширення забруднення
деснянської води специфічними речовинами в 1995 р., у порівнянні з 1984
р. Цей висновок підтверджується такими доказами: І3 в цілому по Десні в
1984 р. складав 3,4/3(4) за середніми величинами і 4,4/4(5) за
найгіршими величинами, а в 1995 р. 4,5/4-5 і 5,5/5-6 відповідно.
Збільшення на 1,5-2 категорії відмічається на верхній, середній і нижній
ділянках ріки в інші роки.

Величини інтегрального індексу, розрахованого за середніми значеннями
блокових індексів в цілому по Десні, дорівнюють 2,25/2-3 (1973 р.) і
3,2/3 (1995 р.), вони є проміжними між категоріями 2 і 3 “досить чисті”
і “чисті” води, а за найгіршими значеннями — 2,7/3(2) і 3,9/4 відповідно
— проміжні між 3 і 4 категоріями “задовільні” і “слабко забруднені”
води. Протягом 30років на усіх ділянках Десни якість води за величинами
інтегрального екологічного індексу погіршилася на 1-2 категорії. Це
спричинено збільшенням індексів блоків трофо-сапробіологічних і
специфічних показників. Виявлене погіршення якості деснянської води
ймовірно пов’язане з інтенсифікацією господарської діяльності малими
масштабами і неефективністю водоохоронних заходів в басейні Десни за три
попередні десятиріччя.

Всебічний опис, призначення, зміст, процедура та особливості
встановлення екологічних нормативів (ЕН) подані в статті В.М.Жукинського
з співавторами, опублікованої в даному збірнику. В нашій статті
висвітлені результати роботи по встановленню екологічних нормативів
якості води для Десни в межах України щодо окремих показників в межах
трьох блоків (табл.1) і їх порівняння з величинами показників якості
води в сучасний період (1995 р.), табл.2.

За ЕН(о) по сумі іонів визначена величина 300 мг/дм3, а за ЕН(д) —
величина 400 мг/дм3. Ці значення відповідають категорії 1. Вміст
хлоридів за середніми величинами відповідає категорії 1 (20 мг/дм3), що
дає підстави на визначення ЕН(о) — 20 мг/дм3, а ЕН(д) — 30 мг/дм3 (2
категорія). Щодо вмісту сульфатів у деснянській воді, то величини ЕН(о)
і ЕН(д) визначені в межах категорії 1, проте значення першого нормативу
дорівнює 30 мг/дм3, а другого — 50 мг/дм3.

Трофічний статус р.Десна в цілому у ретроспективі та в сучасний період
за середніми величинами визначається категорією 3 з підкатегорією 4
(1964 р.) та категорією 3 з ухилом до 4 (1995 р.) – “добрі”, “досить
чисті” – “задовільні”, “слабко забруднені води”, що відповідає
мезо-евтрофним водам з ухилом до евтрофних. За найгіршими показниками
вода Десни характеризується категоріями 4-5 і 5,25 , що відповідає
“задовільним, слабко забрудненим, евтрофним та ев-політрофним водам”
(1995 р.). На підставі цих визначень трофічного статусу Десни за більш,
ніж 30-річний період досліджень, були встановлені конкретні величини
екологічних нормативів якості води для кожного з 15 еколого-санітарних
показників.

Оптимальне значення блокового трофо-сапробіологічного індексу дорівнює –
2,5, категорія 3 – “добрі, досить чисті, мезо-евтрофні, ??-мезосапробні
води”. Допустиме значення блокового індексу дорівнює 3,4, тобто
відповідає категорії 4 – “задовільні, слабко забруднені, евтрофні, ??-
мезосапробні води”.

Обгрунтовуючи цільові і допустимі значення екологічних нормативів для
Десни щодо специфічних показників токсичної дії, виходимо з двох
принципових передумов: всі забруднюючі речовини (важкі метали,
нафтопродукти, феноли, СПАР) мають переважно антропогенне походження,
тому оптимальні значення екологічних нормативів якості води стосовно цих
речовин повинні наближатися до фонових. Найдоцільнішим є прийняття 2
категорії якості води для оптимальних значень і 3 категорії – для
допустимих значень усіх показників блоку специфічних речовиин токсичної
дії.

Результати порівняння сучасної екологічної характеристики якості води
за певними значеннями її показників із значеннями встановлених ЕН
свідчать про те, що якість води Десни:

за показниками сольового складу в основному відповідають встановленим
значенням ЕН за винятком хлоридів, значення ОЕН(о) і ОЕН(д) для яких
нижчі відповідно на 1 категорію;

на 1-2 категорії, фосфатів на 2-3 категорії, індекс сапробності на 1-2
категорії.

Найгірша ситуація склалася з вмістом у воді Десни специфічних показників
токсичної дії. Так, величини вмісту важких металів (заліза, міді, цинку,
хрому, марганцю) у деснянській воді більш, ніж значення ЕН(о) і ЕН(д) на
1-4 категорії, а вмісту нафтопродуктів і фенолів — на 2-4 категорії.
Зареєстроване перевищення вмісту органічних, біогенних і специфічних
речовин в деснянській воді є наслідком нераціонального використання
екосистеми Десни і недостатньої ефективності водоохоронних заходів в
басейні. Для оздоровлення екологічної обстановки в басейні Десни
необхідно створити систему заповідних територій і акваторій, посилити
вивчення екологічних особливостей формування якості води Десни в умовах
сучасної господарської діяльності тощо.

Результати виконаного дослідження можуть бути використані для складання
програми цілеспрямованих комплексних водоохоронних заходів по досягненню
значень екологічних нормативів.

Таблиця 1. Значення екологічних нормативів якості води Десни (в
межах України)

Перманганатна окислюваність, мгО/л 3 8.0 4 10

Біхроматна окислюваність, мгО/л 3 25.0 4 30.0

БСК5, мгО2/дм3 3 2.1 4 3.0

Азот амонійний, мгN/дм3 3 0.30 4 0.50

Азот нітритний, мгN/дм3 3 0.010 4 0.020

Азот нітратний, мгN/дм3 2 0.30 3 0.50

Фосфор фосфатів, мгР/дм3 3 0.05 4 0.10

Чисельність бактеріопланктону, млн.кл/см3 2 1.5 3 2.5

Чисельність сапрофітних бактерій, тис.кл/см3 2 3.0 3 5.0

Індекс сапробності за Пантле-Букком 3 2.0 4 2.5

Блок специфічних показників токсичної дії, мкг/дм3

Нафтопродукти 2 25 3 50

Феноли (леткі) 2 <1 3 1 СПАР 2 <10 3 20 Ціаніди 2 5 3 10 Фториди 2 125 3 150 Мідь 2 1 3 2 Цинк 2 15 3 20 Хром (загальний) 2 2 3 4 Залізо (загальне) 2 50 3 71 Марганець (загальний) 2 10 3 26 Свинець 2 5 3 10 Кадмій 2 0.1 3 0.2 Таблиця 2. Порівняння значень екологічних показників якості води в сучасний період (1995 р.) із значеннями екологічних нормативів якості води (ЕН) для Десни Показники якості води Вихідні дані за сучасний період Значення ЕН Перевищення значень середні значення для різних пунктів спостережень граничні значення для різних пунктів спостережень ЕН(о) - оптимальне значення ЕН(д) - допустиме значення показників якості води в сучасний період над значеннями ЕН величи- на катего-рія величи- на катего- рія катего- рія величи- на катего- рія величи- Біхроматна окислюваність, мгО/л 16.0-29.0 3-4 28.5-38.8 4-5 3 25.0 4 30.0 +(1) +(1) Перманганатна окислюваність, мгО/л 6.2-7.7 3-3 7.2-13.0 3-5 3 8.0 4 10.0 +(1) +(1) БСК5, мгО2/дм3 1.7-2.7 3-4 2.0-4.3 3-5 3 2.1 4 3.0 +(1) +(1) Азот амонійний, мгN/дм3 0.34-0.41 5-5 0.71-1.22 5-6 3 0.3 4 0.5 +(2-2) +(1-2) Азот нітритний, мгN/дм3 0.010-0.16 3-4 0.04-0.06 4-4 3 0.010 4 0.020 +(1) 0 Азот нітратний, мгN/дм3 0.21-0.28 2-2 0.78-1.0 5-5 2 0.30 3 0.50 0 +(2-2) Фосфор фосфатів, мгР/дм3 0.127-0.171 5-5 0.280-0.39 7-7 3 0.05 4 0.10 +(2-2) +(3-3) Біомаса фітопланктону, мг/дм3 0.949-3.051 2-4 2.771-12.239 4-6 3 2.0 4 5.0 +(1) +(2) Індекс сапробності за Пантле-Букком 1.98-2.20 3-4 2.11-2.33 4-4 2 2.0 3 2.5 +(1-2) +(1-1) Блок специфічних показників токсичної дії Нафтопродукти, мкг/дм3 80-248 4-6 1080-1.600 7-7 2 25 3 50 +(2-4) +(4-4) Феноли (леткі), мкг/дм3 1-6 3-6 30-50 7-7 2 <1 3 1 +(1-4) +(4-4) Мідь, мкг/дм3 7.1-7.7 4-4 21-45 5-6 2 1 3 2 +(2-2) +(2-3) Цинк, мкг/дм3 10,7-83,0 2-5 20-321 3-7 2 15 3 20 +(3) +(4) Хром (загальний), мкг/дм3 4.3-9.9 3-4 21-33 5-6 2 2 3 4 +(1-2) +(2-3) Залізо (загальне), мкг/дм3 90-680 3-5 300-1370 3-6 2 50 3 71 +(1-3) +(3) Марганець (загальний), мкг/дм3 71-90 4-4 304-490 5-5 2 10 3 26 +(2-2) +(2-2) PAGE PAGE 1 PAGE 6 PAGE 6

Похожие записи