Екологічна оцінка якості води

3.2 Екологічна оцінка якості води

3.2.1 Оцінка якості води за КНД „Екологічна оцінка якості поверхневих вод суші та естуаріїв України”

Керівний нормативний документ “Екологічна оцінка якості поверхневих вод суші та естуаріїв України” розроблений на виконання Закону України “Про охорону навколишнього природного середовища” з метою забезпечення дотримання природоохоронних вимог і установлення екологічних пріоритетів стосовно прісних вод суші та естуаріїв України, а також у відповідності з положенням КНД 211.0.0.001-94.

Екологічна характеристика якості поверхневих вод суші та естуаріїв України дається за екосистемним принципом. Необхідна об’єктивність оцінки досягається достатньо широким набором показників, які характеризують абіотичну і біотичну складові водних екосистем.

Якість води є продуктом функціонування водних екосистем, оскільки формується внаслідок взаємодії їх абіотичних і біотичних компонентів. Тому екологічна оцінка якості води несе інформацію про стан водних об’єктів. Зміни якості води відображають зміни екологічного стану водних об’єктів під дією природних та антропогенних чинників.

Комплекс показників для екологічної оцінки якості води включає загальні і специфічні показники. Загальні показники, до яких належать показники сольового складу і трофо-сапробності (еколого-санітарні), характеризують звичайні властивості водним екосистемам інгредієнти, величина яких може змінюватись під впливом господарської діяльності. Специфічні показники характеризують вміст у воді забруднюючих речовин токсичної і радіаційної дії.

Система екологічної оцінки якості поверхневих вод суші та естуаріїв України включає три блоки:

- показники сольового складу;

- трофо-сапробіологічні (еколого-санітарні) показники;

- специфічні показники токсичної і радіаційної дії.

Оцінка сольового складу поверхневих вод суші та естуаріїв України передбачає:

- визначення галинності;

- визначення класу, групи і типу вод за співвідношенням основних іонів;

- оцінку якості прісних вод за вмістом компонентів сольового складу що відбиває ступінь їх антропогенного забруднення хлоридами, сульфатами та іншими іонами.

Трофо-сапробіологічна (еколого-санітарна) оцінка якості поверхневих вод суші та естуаріїв України дається за такими групами показників:

- гідрофізичні – завислі речовини, прозорість;

- гідрохімічні – концентрація водневих іонів, азот амонійний, азот нітритний, азот нітратний, фосфор, фосфати, розчинний кисень, перманганатна та біхроматна окислюваність, БСК;

- гідробіологічні – біомаса фітопланктону, індекс самоочищення самозабруднення;

- бактеріологічні – чисельність бактеріопланктону та сапрофітних бактерій;

- біоіндекація сапробності – індекси сапробності за системами Пантле-Бука і Гуднайта-Уітлея.

Екологічна оцінка якості води поверхневих вод суші та естуаріїв України за специфічними показниками токсичності дається на підставі наявності й вмісту у воді таких інгредієнтів: ртуть, кадмій, мідь, цинк, свинець, хром, нафтопродукти, пестициди, залізо, фториди, ціаніди. Оцінка по важких металах дається за їх загальним вмістом у воді.

Система екологічної оцінки якості поверхневих вод суші та естуаріїв України має вісім категорій якості води, які базуються на узагальнюючих ознаках: І – відмінна, ІІ – добра, ІІІ – досить добра, IV – задовільна, V – посередня, VІ – погана, VІІ – дуже погана, VІІІ – занадто погана.

Категорії якості води відбивають природний стан, а також ступінь антропогенного забруднення поверхневих вод суші та естуаріїв України. За ступенем забруднення категорії якості води характеризуються, як І – дуже чисту, ІІ – чисту, ІІІ – досить чисту, IV – слабко забруднену, V – помірно забруднену, VІ – сильно забруднену, VІІ – брудну, VІІІ – дуже брудну.

Екологічна оцінка якості поверхневих вод суші та естуаріїв України може виконуватись за двома варіантами.

а) за спрощеним, з кінцевим результатом у вигляді екологічного індексу;

б) за розгорнутим з відображеним всіх аспектів стану якості води.

Спрощена екологічна оцінка якості поверхневих вод суші та естуаріїв України здійснюється шляхом обчислення екологічного індексу.

Розгорнута оцінка дозволяє помітити тенденції змін якості поверхневих вод суші та естуаріїв України, які спричиняються природними процесами і внаслідок прямої чи опосередкованої антропогенної дії. Вона дається при здійсненні екологічного моніторингу для оцінки стану водних об’єктів, при опрацюванні ОВОС, при оцінці ефективності природоохоронних і водоохоронних заходів, при виробленні природоохоронної політики.

Формалізація економічної оцінки якості поверхневих вод суші та естуаріїв України.

Екологічний індекс для спрощеної екологічної оцінки якості поверхневих вод суші та естуаріїв України визначається згідно формули

І = mах (І₁, І₂, І₃)

де, І₁ – індекс вмісту компонентів сольового складу в прісних водах;

І₂ – індекс трофо-сапробіологічних (еколого-санітарних) показників;

І₃ – індекс специфічних показників токсичної і радіаційної дії.

Значення індексів (І₁) обчислюється на основі відносних значень окремих показників згідно виразу

Іj = max Yjk

1< = K <= Nj

де Yjk – відносне значення К-го показника з j – ої групи показників (блоку);

Nj – загальна кількість показників з j-го блоку, які враховуються при обчисленні. Відносна оцінка окремого показника є числовою безрозмірною величиною, значення якої знаходиться в інтервалі від 1 до 8 і є значенням відповідної категорії якості води.

Відносні значення показників розраховуються на основі їх абсолютних значень (концентрацій) за допомогою системи спеціальних перевідних функцій.

Такі перевідні функції є монотонними і кусково-лінійними неперервними функціями з точками зламу, що відповідають значенням ординат, які розмежовують сусідні категорії якості води (являються верхніми металами відповідних інтервалів значень показників).

У загальному випадку перевідні функції мають вигляд:

1 х<=x₁

у = {к_іх – к_іх_і + у_і x_i < x <= x_i+1

8 x > x_n+1

де: {х_і} (і = 1,...., n) – множина абсолютних значень показників, які розмежовують окремі категорії якості води;

у_і – значення категорії води для відповідного інтервалу абсолютних значень показників.

Категорії якості води за величиною екологічного індексу визначаються таким чином:

І категорія: Іе = 1,0, ІІ категорія: 1,0 < Іе<=2,0,

ІІІ категорія: 2,0 < Іе<=3,0, ІV категорія: 3,0 < Іе<=4,0,

V категорія: 4,0 < Іе<=5,0, VI категорія: 5,0 < Іе<=6,0,

VIІ категорія: 6,0 < Іе<=7,0, VIІІ категорія: Іе > 7,0

Показники якості прісних вод р. Рудка за вмістом компонентів сольового складу: х1 –перший створ, х2 –другий створ.

Приклад розрахунку:

Сума іонів, мг/л

1x < 300

х/200-0,5300<=x<=500

х/250 500<=x<=750

х/150-2 750<=x<=900

 у = { х/350+10/7900<=x<=1250

х/500+2,5 1250<=x<=1750

х/250-1 1750<=x<=2000

х/150-19/3 2000<=x<=2150

x> 2150

х₁ = 563,4

у₁ = 563,4/250 = 2,25

х₂ = 442,19

у₂ = 442,19/200-0,5=1,71

хлориди: х₁ = 19,86

у_1,2 = х < 21 = 1

х₂ = 34,04

у₂ = 34,04/25=1,36

сульфати мг/л: х₁ = 80,0

х₂ = 35,2

у₁ = 80/25=3,2

у₂ = 35,2/25=1,41

Трофо-сапробіологічні (еколого-санітарні) показники:

рH х₁ = 6,6 х₂ = 6,6

у_1,2 = 35,5-5 х 6,6 = 1,5

Амонійний азот, мг^N/ л

х₁ = 1,86

х₂ = 1,78

у₁ = (2 х 1,86 + 13)/3 = 5,57

у₂ = (2 х 1,78 + 13)/13 = 5,52

Нітрати, мгN/л

х₁ = 0,9

х₂ = 0,85

у₁ = (10 х 0,9 +5)/3=4,67

у₂ = (10 х 0,85 + 5)/3=4,5

х_1,2 = 3,28

у = (10 х 3,28+55)/19=4,62

Біомаса фітопланктону, мг/л

х₁ = 6,0

х₂ = 7,0

у₁ = 6,0/5+3=4,2

у₂ = 7,0/5+3=4,4

Індекс Гуднайта-Уітлея

х₁ = 40

х₂ = 40

у = (40-17)/9=2,56

Індекс Пантле-Букка

х₁ = 1,8

х₂ = 1,9

у₁ = 2 х 1,8 – 1 = 2,6

у₂ = 2 х 1,9 – 1 = 2,8

Специфічні показники токсичної та радіаційної дії:

Мідь, мкг/л

х=0,002

у= 0,002+1=1,002

Цинк мкг/л

х=0,008

у= 0,008/10+1=1,0008

Хром, мкг/л

х=0,002

у= 0,5 х 0,002+1=1,001

Цезій – 137, Кі/л 10^-11

х=2,5 х 10^-12

у=(2 х 2,5 + 115) / 29

Стронцій – 90, Кі/л х 10^-12

х=1,9 х 10^-11

у= (100 х 1,9 +504) / 201 = 3,45

СПАР, мкг/л

х=0,01

у=0,01/20+2 = 2,005

Для створу І

І₁ max = { 2,25; 1; 3,2}

І₂ max = { 1,5; 5,57; 6,25; 4,67; 4,62}

І₃ max = { 2,56; 2,6; 1,002; 1,0008; 1,001; 2,005}

Для створу ІІ

І_ІІ max = { 1,71; 1,36; 1,41}

І₂ max = { 1,5; 5,52; 8; 4,5; 4,62}

І₃ max = { 2,56; 2,8; 1,002; 1,0008; 1,001; 2,005}

І_еІ = 2,25; 5,57; 2,6= 5,57

І_еІІ = 1,71; 5,52; 2,8= 5,52

За КНД - І_{еІствор} = 5,57 – VІ категорія забруднена, погана

І_{еІІствор} = 5,52 – VІ категорія забруднена, погана

Отже загальна якість води річки Рудка оцінюється категорією YI –„сильно забруднена”, „погана”.

Провівши розрахунок та згідно нормативів, якість води визначається за найгіршим показником.

Вода YI категорії навіть після підготовки не придатна для питного водопостачання, риборозведення, рекреаційних цілей, а для використання у виробництві потребує більш складної підготовки.

Тому для покращення якості води у річці необхідно провести низку водоохоронних заходів. [Л-11,10]