лекция 17 (2часа) : Пункты наблюдений, размещение створов, количество вертикалей и горизонталей

 3. Принцип получения информации мониторинга вод морей и океанов. Три категории морских станций.

4. Задачи мониторинга вод суши. Классификация загрязнения пресных и морских вод по индексу загрязненности воды (ИЗВ).

3. К наиболее важным принципам организации мониторинга Мирового океана относятся:

1. Комплексность производства химических (в атмосфере, воде, взвесях, грунтах), гидробиологических, гидрологических и метеорологических наблюдений на станциях. Организация наблюдений из космоса с помощью искусственного спутника Земли (ИСЗ), которые выполняются как в глобальном, так и региональном масштабах.

2. Прослеживание динамики уровней загрязнения морских вод путем проведения длительных систематических наблюдений за фоновыми концентрациями загрязняющих веществ в наиболее удаленных от мест загрязнения районах. Такие наблюдения организованы на судовых станциях и в нескольких морях. Одной из них в доперестроечное время была точка «С» в Северной Атлантике (ф = 52° с.ш., X = 35° з.д.), которая обеспечивалась советскими научно-исследовательскими судами (рис. 1).

 

 

3. Прослеживание переноса загрязняющих веществ посредством организации наблюдений на океанографических разрезах в основных циркуляционных системах Мирового океана.

4. Сопряженность геохимического мониторинга загрязнения вод океана с биологическим мониторингом влияния загрязнения на морские организмы

 

Для наблюдений за качеством вод морей, омывающих берега России, станции мониторинга подразделяются на три категории. Категорию выбирают с учетом расположения и мощности источников загрязнения, а также состава, концентраций загрязняющих веществ, региональных и физико-географических условий. Границы контролируемых районов определяют в зависимости от физико-географических особенностей каждого моря и устьевого взморья с учетом распределения загрязняющих веществ и гидрометеорологического режима.

 

Станции I категории предназначены для наблюдения за качеством морских вод в прибрежных районах, имеющих важное экономическое значение. Пункты, как правило, располагаются в следующих районах: в местах водопользования населения, в портах и портовых акваториях; в местах нереста и сезонных скоплений ценных рыб и других морских организмов, в местах сброса городских сточных вод промышленных и сельскохозяйственных комплексов; в местах разведки, добычи, разработки, транспортировки полезных ископаемых; на устьевом взморье крупных рек.

Станции II категории предназначены для наблюдений за качеством морских вод в прибрежных районах и районах открытого моря, а также для исследований сезонной и годовой изменчивости уровня загрязненности морских вод. Они располагаются там, где загрязнение связано в основном с миграционными процессами.

Станции III категории предназначены для наблюдений за качеством 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 концентрация загрязняющих веществ обычно наиболее низкая.

 

Как известно, количество и расположение пунктов наблюдений за качеством морских вод должно обеспечить получение информации, необходимой для выполнения задач, которые стоят перед отделами Государственной Сети Наблюдений (ГСН) Росгидромета. Местоположение вертикалей, их количество и число горизонтов для получения наиболее полной информации о загрязнении морских вод на каждом пункте определяются расположением и мощностью источников загрязнения, а также составом, концентрацией и формой нахождения в воде загрязняющих веществ и некоторыми другими условиями.

Количество вертикалей в пункте наблюдения качества морских вод определяется шириной устьевого взморья:

Ширина устья, м	<100	100-1000	>1000
Количество вертикалей	1	3	5

Как правило, одну вертикаль располагают посредине русла, а остальные — равномерно по ширине.

Количество горизонтов на вертикали определяется с учетом глубины, состава и концентрации загрязняющих веществ и при глубине до 10 м составляет два горизонта (поверхность, дно); до 50 м — три горизонта (поверхность, 10 м, дно); более 50 м — четыре горизонта (поверхность, 10 м, 50 м, дно). При наличии скачка плотности отбор проб проводится и на горизонте скачка. На глубоководных станциях пробы отбираются на стандартных гидрологических горизонтах.

Кроме режимных наблюдений на станциях I, II и III категорий судами Росгидромета и ряда научно-исследовательских институтов (Институт океанологии, Океанографический институт, Институт Арктики и Антарктики и др.) проводятся экспедиционные обследования морей и океанов. Выполняются так называемые «разрезы», когда судно, следуя заданным курсом, ложится в дрейф в назначенной точке. Эти точки также называются станциями. Здесь на разных глубинах берут пробы воды и биоты, измеряют температуру и соленость, проводят метеонаблюдения. Закончив работы на данной станции, судно перемещается на следующую точку и т.д. В результате получается «разрез» океанской толщи по измеряемым параметрам. При этом набор контролируемых показателей и горизонты отбора проб определяются программой работ.

Пробы воды на глубине отбирают с помощью батометра). Для взятия проб воды батометр с открытыми крышками цилиндров опускают на тросе на заданную глубину и выдерживают несколько минут. Затем по тросу пускают посыльный груз, от удара которого цилиндры закрываются. В закрытом виде батометр вынимают из воды и сливают пробу в заранее подготовленную посуду через краны в нижней части батометра (РИС.2).

 

Гидробиологические наблюдения производят, применяя планктоновую сеть, в слоях 0-10; 10-25; 25-50; 50-100; 100-200 и 200- 500 м. Дополнительным горизонтом является слой скачка температуры, на котором проводятся все определения.

Программы наблюдений выбираются в зависимости от категории станции.

Программа наблюдений за качеством морских вод по гидрохимическим показателям

• • Нефтяные углеводороды (мг/л).
• • Растворенный кислород (мг/л).
• • Водородный показатель (pH).
• • Хлорированные углеводороды, в том числе пестициды (мг/л).
• • Тяжелые металлы: ртуть, свинец, кадмий, медь (мг/л).
• • Фенолы (мг/л).
• • СПАВ (мг/л).

 

Визуальные наблюдения за состоянием поверхности водного объекта. При визуальных наблюдениях необходимо отмечать необычные явления для данного района моря (плавающие примеси, пленки, масляные пятна, скопление и отмирание водорослей, гибель рыбьи других животных, массовый выброс моллюсков на берег, появление повышенной мутности, необычной окраски, пены и т.д.). При сокращенной программе наблюдают только позиции, отмеченные звездочкой. На станциях I категории наблюдения осуществляются 1 раз в декаду по сокращенной программе. По полной программе на пунктах I категории наблюдения проводятся 1 раз в месяц (2-я декада). В пунктах II категории наблюдения проводятся 5—6 раз в год по полной программе, а в пунктах III категории — 2-4 раза в год также по полной программе. При появлении новых источников загрязнения, изменения мощности, состава и форм старых, изменения вида водопользования и других сложившихся условий категории станции и перечень наблюдаемых показателей могут быть изменены.

Сокращенная программа наблюдений за качеством морских вод по гидробиологическим показателям:

 Фитопланктон: -общая численность клеток (клеток/л); видовой состав (число и список видов).

Зоопланктон: — общая численность организмов (экз./м3); — видовой состав (число и списки видов).

Микробные показатели: — общая численность микроорганизмов (клеток/мл); — количество сапрофитных бактерий (клеток/мл); — концентрация хлорофилла фитопланктона (мкг/л).

Наблюдения осуществляются с судов Росгидромета, судов РАН и других НИИ.

 

4. Задачи мониторинга вод суши. Классификация загрязнения пресных и морских вод по индексу загрязненности воды (ИЗВ).

 

 

Классификация загрязнения пресных и морских вод по индексу загрязненности воды (ИЗВ).

Существует несколько направлений и способов оценки качества воды в зависимости от вида водопользования: оценка состояния поверхностных вод, гигиеническая классификация подземных вод по степени влияния техногенного фактора и правила таксации вод для установления их рыбохозяйственной ценности. При оценке состояния поверхностных вод необходимо знать два показателя: индекс загрязнения воды (ИЗВ) и удельный комбинаторный индекс загрязнения воды (УКИЗВ).

Официально индекс загрязнения воды (ИЗВ) применялся при проведении экологического мониторинга поверхностных вод в системе Росгидромета до 2004 года. Однако и в настоящее время он используется для оценки качества воды при исследовании аквальных систем. Этот подход в равной мере применяется для пресных и морских вод.

Оценка базируется на анализе нормированных к ПДК значений содержания загрязняющих веществ в воде. При расчете индекса используются шесть ингредиентов. В качестве обязательных показателей рассматриваются биохимическое поглощение кислорода за 5 сут (БПК5) и содержание растворенного кислорода. Кроме того, в расчет включаются четыре поллютанта с максимальными значениями нормированных показателей.

 

Расчет по БПК5 и растворенному кислороду проводится по специальным нормам, которые применяются в зависимости от величины биохимического поглощения кислорода или содержания растворенного кислорода в воде.

Окончательное вычисление ИЗВ проводится по соотношению

ИЗВ = 

где С_i – фактическая концентрация i-го вещества (для БПК₅ и растворенного кислорода в формулу вводятся нормированные величины, полученные с использованием приведенных выше способов).

Необходимо иметь в виду, что ПДК загрязняющего вещества, применяемая в расчете, зависит от назначения водоема (рыбохозяйственного или хозяйственно-питьевого). В результате вычисления средней нормированной величины по шести ингредиентам получаем индекс загрязнения воды, который в зависимости от численного значения соответствует одному из семи классов качества воды. Для пресных и морских вод численные градации индекса различаются (табл. 21).

Проблемы и недостатки использования ИЗВ определяются зависимостью его величины от перечня изученных ингредиентов. Кроме того, необходимо отметить условность градаций качества воды по классам загрязнения, имеющих в основном относительное значение.

 

Таблица 1. Классификация загрязнения пресных и морских вод по ИЗВ

Класс	Характеристика загрязнения	Значение ИЗВ
загрязнения		Пресные воды	Морские воды
I	Очень чистая вода	менее 0,3	менее 0,25
II	Чистая вода	0,3–1,0	0,25–0,74
III	Умеренно загрязненная вода	1,0–2,5	0,75–1,24
IV	Загрязненная вода	2,5–4,0	1,25–1,74
V	Грязная вода	4,0–6,0	1,75–3,0
VI	Очень грязная вода	6,0–10,0	3,1–6,0
VII	Чрезвычайно грязная вода	более 10,0	более 6,0

 

В настоящее время при выполнении мониторинга состояния вод взамен ИЗВ в системе Росгидромета используется комбинаторный индекс загрязнения воды (КИЗВ) в соответствии с РД 52.24.643-2002 «Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям». Этот показатель рекомендуется рассчитывать с помощью компьютерной программы, разработанной специалистами Гидрохимического института