ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ Учебное пособие

561

Физический анализ воды состоит в определении количества взвешенных веществ, мутности, прозрачности и других показателей.

Рис. 5.27. Батометр

Количество взвешенных частиц устанавливают путем отделения их от жидкой фазы в мембранных и бумажных фильтрах и последующего взвешивания высушенного твердого остатка. Объем фильтруемой пробы V выбирают в зависимости от содержания взвешенных веществ в пределах от 100 до 500 мл. Количество взвешенных веществ (при использовании мембранных фильтров), мг/л,

X m1 m2 1000 /V ,

где m1 – масса мембранного фильтра с высушенными и взвешенными веществами, мг; m2 – масса мембранного фильтра, мг; V – объем пробы, мл.

Содержание взвешенных веществ при использовании бумажных фильтров, мг/л,

X m3' m2' m1' 1000 /V

где m1' – масса бумажного фильтра, мг; m2' – масса тигля, мг; m3' – мас-

са тигля с фильтром и высушенным веществом, мг.

Запах воды записывают следующим образом: гнилостный, фекальный, керосиновый, фенольный, сероводородный и т. п. Интенсивность и характер запахов и привкусов воды определяют органолептически, т. е. с помощью органов чувств, по пятибалльной шкале:

0 баллов – не ощущается; 1 балл – не ощущается населением, но обнаруживается опытным дегу-

статором;

562

2 балла – замечается населением, если обратить на это его внимание; 3 балла – легко обнаруживается и вызывает неодобрительный отзыв о

воде;

4 балла – обращает на себя внимание и заставляет воздерживаться от питья;

5 баллов – настолько сильный, что делает воду непригодной для употребления.

Запах и вкус определяют непосредственным дегустированием при комнатной температуре, а также при 60 °С, что вызывает их усиление.

Определение цветности воды проводят через 2 ч после отбора пробы, которую наливают в цилиндр с ровным, плоским дном (высота столбика воды должна быть 10 см) и рассматривают пробу в цилиндре сверху на белом фоне при рассеянном дневном освещении. Результат определения описывают словесно с указанием оттенка и интенсивности окрашивания (слабое или сильное).

Мутность воды выражают в мг/л; определяют с помощью мутномера визуальным сопоставлением мутности исследуемой пробы воды с эталонными растворами мутности. Для этого пробу воды заливают в стеклянный цилиндр диаметром 2 см и высотой 75 см; устанавливают в отверстие в верхней крышке мутномера, а в соседнее отверстие вставляют такой же цилиндр с эталонным раствором мутности. Размещаясь в закрытом корпусе мутномера, оба цилиндра просвечивают снизу светом электролампы мощностью 300 Вт, проходящим через синее стекло. Цилиндры с эталонными растворами в процессе опыта заменяют до выбора соответствующего мутности пробы.

Прозрачность (светопропускание) воды выражают в см; она зависит от цвета и мутности воды. Прозрачность определяют:

по методу Секки (на месте отбора пробы) погружением на веревке белого диска или белой доски. Измерение (при отсутствии прямого солнечного света) заключается в определении глубины, на которой погруженная белый диск или белая доска перестают быть видимыми;

методом «по кресту» (проводят в лабораторных условиях) с помощью прибора (рис. 5.28). Измерение состоит в определении толщины слоя воды (в см), через которую четко просматриваются очертания черного трафарета на белом фоне фарфоровой пластинки, покрывающей донную часть стеклянной трубки.

Прибор для определения прозрачности состоит из стеклянной трубки 1 диаметром 30 мм, мерной шкалы 2, троса 3 и хомутика с грузом 6, который служит для регулирования спуска воды, резиновой пробки 7, на которой располагается фарфоровая пластинка 4 с черным крестом и точками на верхней поверхности, кожуха с 300-ваттной электролампой 8, отводной трубки 5 для спуска воды. Трубку заполняют исследуемой водой на такую высоту, при которой через водяную толщу не просматривается очертания черного трафарета на белом фоне фарфоровой пластинки, затем воду постепенно спускают до появления в поле зрения отчетливо видимых точек на фарфоровой пластинке.

563

Рис. 5.28. Прибор для определения прозрачности воды:

1 – стеклянная трубка; 2 – мерная шкала; 3 – трос; 4 – фарфоровая пластинка; 5 – отводная трубка для спуска воды; 6 – хомутик с грузом для регулирования спуска воды; 7 – резиновая пробка; 8 – электролампа мощностью 300 Вт

564

Химический анализ состава сточных вод заключается в определении их кислотности и щелочности по показателю рН, характеризующему концентрацию водородных ионов (для нейтральной вод при температуре +25 °С

концентрация водородных ионов Н+ равна СН. = 1,004 107 моль/л, т. е. рН = 7; для кислотных вод рН < 7, а для щелочных рН > 7).

Химический анализ проводят с использованием приборов рН-метров. Электрическая схема «рН-340» представлена на рис. 5.29. Электродвижущая сила, возникающая на электродах измерительного прибора при погружении их в анализируемую воду, пропорциональна концентрации в ней ионов водорода.

Химический анализ сточных вод проводят также для установления содержания загрязняющих веществ по специальным методикам.

Рис. 5.29. Электрическая схема прибора «рН-340»:

1 – преобразовательно-усилительное устройство; 2 – фазочуствительный детектор

Бактериологический анализ сточных вод проводят в специализированных лабораториях в соответствии со стандартными методами санитарнобактериологического анализа. При этом пользуются:

методом определения общего количества бактерий в 1 мл воды (бактерии выращивают в питательной среде, где они образуют колонии в течение суток);

методом мембранных фильтров (концентрируют бактерии из определенного объема анализируемой пробы на мембранном фильтре, выращивают и дифференцируют выросшие колонии с последующим подсчетом количества бактерии группы кишечных палочек в 1 л воды);

бродильным методом (производят посев определенных объемов анализируемой пробы и подращивают бактерии с последующей дифференциацией и определением количества кишечных палочек).

Бактериологическим показателем воды является содержание бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды, которое определяет величину коли-

565

индекса. Наименьший объем воды (в мл), приходящийся на одну кишечную палочку, называют коли-титром.

5.10.10. Контроль загрязнения поверхностных вод

Контроль загрязнения поверхностных вод производится регулярно специально созданной сетью пунктов наблюдений согласно ГОСТ 17.1.3.07– 82 «Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества водоемов и водотоков». Пункт наблюдения качества поверхностных вод – это место на водоеме или водотоке, в котором проводят комплекс работ для получения данных о качестве воды, предназначенных для последующего обобщения по времени и пространстве и представления информации заинтересованным организациям. Пункты наблюдения в зависимости от вида водного объекта по целевому использованию, их размеров и экологического состояния подразделяют на 4 категории: I, II, III и IV (табл. 5.17); могут включать один или несколько створов.

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

Два створа и более устанавливают на водотоках с организованным сбросом сточных вод. Один из них располагают в 1 км выше источника загрязнения, вне зоны его влияния, другие – ниже источника сточных вод. Расположение створов ниже источника загрязнения определяется характером распространения загрязняющих веществ и устанавливается в местах достаточно полного (не менее 80 %) смешения сточных и речных вод на участках, указанных в соответствующих нормативных документах.

При контроле качества воды всего водоема устанавливают не менее трех створов, равномерно распределенных по акватории. Для наблюдения за качеством воды на отдельных загрязненных участках водоема створы располагают с учетом условий водообмена. В проточных водоемах с интенсивным водообменом створы располагают так же, как и на водотоках: первый в 1 км выше источника загрязнения, остальные – ниже, на расстоянии 0,5 км от сброса сточных вод, и за границей загрязненной зоны.

На водоемах с умеренным и замедленным водообменом один створ устанавливают вне зоны влияния сточных вод, другой совмещают с местом сброса загрязненных стоков, остальные (не менее двух) располагают по обе стороны от источника загрязнения, на расстоянии 0,5 км от него, и за границей зоны загрязнения.

В створе водного объекта может быть несколько вертикалей с опробованием воды из разных горизонтов. Количество вертикалей в створе определяется шириной зоны загрязнения, условиями смешения природных и сточных вод.

Количество горизонтов на вертикали зависит от глубины водного объекта. При глубине до 5 м устанавливают один горизонт на расстоянии 0,3 м от поверхности воды; В водных объектах с глубиной 5–10 м исследуются два горизонта – поверхностный и придонный (0,5 м от дна). При глубине 10–100

566

м устанавливают 3 горизонта: поверхностный, на половине глубины и придонный.

Таблица 5.17 Расположение и категория пунктов наблюдения на водных объектах

567

Таблица 5.18 Состав программ наблюдений за качеством поверхностных вод

568

Периодичность и программа наблюдений определяются категорией пункта. В пунктах I и II категорий визуальные наблюдения проводят ежедневно. Отбор проб, гидрологические и гидрохимические наблюдения (табл. 5.18) выполняют ежедекадно (по сокращенной программе 2 для пунктов I и сокращенной программе 1 – для пунктов II категорий), ежемесячно (по сокращенной программе 3) и в основные фазы водного режима (по обязательной программе). Для большинства водных объектов наблюдения по обязательной программе производятся 7 раз в год: во время половодья – на подъеме, пике и спаде; во время летней межени – при наименьшем расходе воды и при прохождении дождевого паводка; осенью перед ледоставом; во время зимней межени.

5.10.11. Контроль загрязнения морских вод

Контроль загрязнения морских вод производится регулярно специально созданной сетью пунктов контроля согласно ГОСТ 17.1.3.08–82 «Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества морских вод». Пункт контроля качества морских вод – это место на акватории моря, в котором проводят комплекс работ для получения данных о качестве воды, предназначенных для последующего обобщения по времени и пространстве и представления информации заинтересованным организациям. Пункты контроля в зависимости от мощности источников загрязнения, состава, концентрации и форм загрязняющих веществ, физико-географических и региональных особенностей подразделяют на три категории: I, II и III.

Пункты контроля категории I предназначены для контроля качества морских вод в прибрежных районах, имеющих важное народнохозяйственное значение. Пункты должны быть расположены в районах: водопользования населения; в местах нереста, нагула и сезонных скоплений рыб и других морских организмов; в портах и припортовых акваториях; местах сброса городских сточных вод и сточных вод промышленных и сельскохозяйственных комплексов; разведки, добычи, разработки, транспортировки полезных ископаемых; на устьевом взморье больших рек.

Пункты контроля категории II предназначены для контроля качества морских вод в прибрежных районах и в районах открытого моря, для исследования сезонной и годовой изменчивости загрязненности морских вод. Пункты должны быть расположены в районах, где поступление загрязняющих веществ происходит за счет миграционных процессов.

Пункты контроля категории III предназначены для контроля качества морских вод в районах открытого моря, для исследования годовой изменчивости загрязненности морских вод и для расчета баланса химических веществ. Пункты должны быть расположены в районах, где концентрации загрязняющих веществ обычно наиболее низкие.

Горизонты наблюдений и перечень показателей, контролируемых на пунктах, расположенных в море, приведены в ГОСТ 12.1.3.08–82.

На пунктах контроля наблюдения проводят по полной и сокращенной программам с включением гидробиологических показателей и без них.

569

Программы контроля наблюдения без гидробиологических показателей включают:

I. Сокращенная программа: нефтяные углеводороды, мг/дм3 (мг/л)

растворенный кислород, мг/дм3 (мг/л) и % насыщения водородный показатель рН

визуальные наблюдения за состоянием поверхности морского водного объекта.

II. Полная программа: сокращенная программа

хлорированные углеводороды, в том числе пестициды, мкг/дм3 (мкг/л) тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, медь), мкг/дм3 (мкг/л) фенолы, мкг/дм3 (мкг/л)

синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), мкг/дм3 (мкг/л)

дополнительные ингредиенты, специфичные для данного района нитритный азот, мкг/дм3 (мкг/л)

кремний, мкг/дм3 (мкг/л) соленость воды, % температура воды и воздуха, °С

скорость и направление ветра, м/с прозрачность воды, м цветность воды, ед. цветности волнение (визуально), балл.

Программы контроля наблюдения по гидробиологическим показателям включают:

I. Сокращенная программа: фитопланктон:

общая численность клеток, кл/дм3 (кл/л) видовой состав, число и список видов зоопланктон:

общая численность организмов, экз./м3

Примечание. При визуальных наблюдениях отмечают явления, необычные для данного района моря (наличие плавающих примесей, пленок, масляных пятен, включений и других примесей; развитие, скопление и отмирание водорослей; гибель рыбы и других животных; массовый выброс моллюсков (мидий) на берег; появление повышенной мутности, необычной окраски, пены и т. д.).

видовой состав, число и список видов микробные показатели:

общая численность микроорганизмов, кл/см3 (кл/мл) количество сапрофитных бактерий, кл/см3 (кл/мл) концентрация хлорофилла фитопланктона, мкг/дм3 (мкг/л) II. Полная программа:

570

сокращенная программа зоопланктон: общая биомасса, мг/м3 численность основных групп и видов, экз./м3

биомасса основных групп и видов, мг/м3 фитопланктон:

общая биомасса, г/м3 видовой состав, число и список видов

количество основных систематических групп, число групп микробные показатели:

общая биомасса, мг/дм3 (мг/л)

количественное распределение индикаторных групп морской микрофлоры (сапрофитные, нефтеокисяющие, ксилолокисляющие, фенолокисляющие, липолитические бактерии), кл/см3 (кл/мл)

интенсивность фотосинтеза фитопланктона (первичная продукция), мгс/м3 сут (мг с/л · сут).

5.10.12. Государственный мониторинг водных объектов

Государственный мониторинг водных объектов является составной частью системы государственного мониторинга окружающей природной среды.

Государственный мониторинг водных объектов осуществляют в целях: своевременного выявления и прогнозирования развития негативных процессов, влияющих на качество вод и состояние водных объектов, разработки и реализации мер по предотвращению вредных последствий этих про-

цессов; оценки эффективности осуществляемых водоохранных мероприятий;

сбор, хранение, пополнение и обработку данных наблюдений; создание и ведение банков данных; оценку и прогнозирования изменений состояния водных объектов, ко-

личественных и качественных показателей поверхностных и подземных вод и др.

Государственный мониторинг водных объектов состоит:

из мониторинга поверхностных водных объектов суши и морей; мониторинга подземных водных объектов; мониторинга водохозяйственных систем и сооружений.

Государственный мониторинг водных объектов ведет Минприроды России совместно с Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (по поверхностным водным объектам) и другими специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей среды.

Минприроды России:

обеспечивает совместно с Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды создание и развитие государственной наблюдательной сети станций и постов на водных объектах, разработку автоматизированных информационных систем по ведению государственного мониторинга водных объектов;