CC BY
145
Л.В. Мамина
Методика оценки состояния рекреационных водоемов урбанизированных территорий: санитарно-гигиеничекий аспект
Гидрохимическое состояние поверхностных вод играет большую роль в рекреации и туризме. Предлагается оценка состояния рекреационного водоема с автоматическим учетом специфики природных условий и степени антропогенного загрязнения региона.
Ключевые слова: поверхностные воды, рекреационные водоемы, оценка состояния, антропогенное загрязнение.
Водные экосистемы играют важную роль в функционировании урбанизированных территорий и поддержания их качества. Они выполняют эстетическую, рекреационную функции, кондиционируют среду, а также служат резерватами биоразнообразия флоры и фауны экосистем городских ландшафтов. В последнее время отмечается резкое возрастание масштабов рекреационного спроса на акватерриториальные комплексы водохранилищ, что объясняется следующими причинами:
- повышение рекреационной емкости и ценности ландшафтов с помощью водохранилищ;
- превращение водохранилищ хозяйственно-питьевого назначения, качество воды которых должно соответствовать санитарно-гигиеническим нормативам, во все более ценные рекреационные объекты в связи с возникновением «качественного» дефицита водных ресурсов в промышленно освоенных районах из-за ухудшения экологического состояния природных рекреационных ресурсов и, в частности, водных;
- использование уже существующей инфраструктуры водохранилищ комплексного назначения в рекреационных целях.
В то же время интенсивное воздействие на поверхностные водные ресурсы вблизи крупных промышленных городов приводит к прогрессирующему ухудшению качества воды и, как следствие, - снижению качества питьевого и рекреационного водопользования, что увеличивает экологический риск для населения.
Поскольку подавляющее большинство водных видов отдыха (купание, подводное плавание, катание на водных лыжах и т.п.) связано с
технологии
Актуальные вопросы антропоэкологических исследований
непосредственным контактом с водной средой, то при оценке пригодности водоемов для отдыха важную роль играет их санитарно-гигиеническое состояние. На сегодняшний день оценка состояния зон рекреации на водных объектах проводится в соответствии с нормативными документами [4; 7]. Согласно этим документам качество воды оценивается с учетом следующих показателей: содержания взвешенных веществ, температуры, запаха, цветности, плавающих примесей, величины pH, содержания растворенного кислорода, биологического и химического потребления кислорода, хлоридов (С/ ), сульфатов (Б042-), других химических веществ (с учетом местных условий), микробиологических данных.
Тем не менее, предлагаемый в нормативных документах список показателей не позволяет корректно охарактеризовать степень химической пригодности воды (в частности, для рекреационных нужд). В частности, по нашему мнению, представляется нецелесообразным введение в указанный список ионов С/ - и Б042-. Величина предельно допустимой концентрации (ПДК) для хлоридов и сульфатов исчисляется сотнями миллиграммов на литр и, таким образом, их токсичность ничтожна, а степень загрязнения воды рекреационных водоемов указанными ионами обычно составляет сотые доли ПДК.
В связи с этим возникает проблема выбора «количества» и «качества» анализируемых химических показателей. Основная цель - получить с помощью этих показателей более объективную оценку состояния водного объекта.
Химическое состояние водоема зависит от количества и, особенно, от вида находящихся в воде химических веществ. Поэтому необходимо принимать во внимание опасность этих веществ, которая определяется степенью их токсичности. Поскольку степень токсичности обратно пропорциональна ПДК, то наиболее значимыми с точки зрения загрязняющей способности веществами являются вещества с наименьшей величиной ПДК [1-3]. Основываясь на таком подходе, можно выделить ранжированный ряд токсичности веществ в водоеме (первые члены ряда являются наиболее токсичными веществами): Р, Т/, Ве, Щ, Сё, ЫЬ, Бе, Те, РЬ,Ля, Сг 6+, БЬ, Ш, Ва, В1, Со, СЫ-, Мп, Ж, У205, ..., нефтепродукты, фенолы, ..., Ы03 - и т. д.
Однако величина ПДК сама по себе не позволяет оценить степень вреда, причиняемого человеку данным химическим веществом. Для этой цели применяется так называемая «степень загрязнения» С/ПДК [6, с. 209], где С - фактическая концентрация вещества. Величина С/ПДК и является, по нашему мнению, базовой в решении проблемы определения оптимального числа анализируемых показателей (репрезентативных химических показателей).
О)
си т
(5 о
0
1 .0
ГО
ца одновременно практически по всем элементам Периодической системы [8]. Для идентификации органических соединений можно применить газожидкостную хроматографию.
2. Нормирование: полученные средние значения концентраций химических веществ далее относят к величинам их ПДК.
3. Регрессионный анализ: строят (с использованием программного пакета Origin 7.0, OriginLab Corporation) регрессионную прямую (рис. 1) Y = AX + B и доверительные интервалы в1и G2 с доверительной вероятностью P = 0,95 [8]. При Y = 0,5 значение X будет соответствовать в пределах границ доверительного интервала G1 и G2 расчетному диапазону дат достижения уровня загрязнения 0,5С/ПДК. С наступлением наиболее ранней даты этого диапазона X1 химический показатель признается репрезентативным.
Аналогично, в случае отрицательного угла наклона регрессионной прямой Y = AX + B (рис. 2), получают наиболее позднюю дату X1, до наступления которой химический показатель считается репрезентативным.
Поскольку химический состав водоема меняется с течением времени, необходимо периодически (например, 1 раз в 5 лет) обновлять список репрезентативных показателей в соответствии с предложенной методикой.
Рекомендуемые автором величины пока не имеют строгого математического обоснования и являются в известной мере условными.
Предложенная методика оценки состояния водной экосистемы, автоматически учитывая особенности природных условий, профиль и интенсивность регионального антропогенного загрязнения, позволяет получить более объективную характеристику пригодности территории в качестве зоны отдыха. Данный подход может быть применен к оценке любой территории и в любой природной среде (воздухе, воде, почве).
На основании вышесказанного предлагается методика оценки состояния зон рекреации на водных объектах (на примере Ижевского водохранилища).
1. Мониторинг исследуемой территории: проводят первичный мониторинг с учетом максимального числа потенциальных веществ-загрязнителей в соответствии с рядом токсичности.
Примечание. Проводить химический анализ в рамках первичного мониторинга с применением методик так называемой «мокрой химии» экономически нецелесообразно. В связи с этим можно использовать, например, метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, которая позволяет достаточно просто осуществить элементный анализ образ-
технологии
Актуальные вопросы антропоэкологических исследований
Рис. 1. Динамика изменения концентрации ионов ЫН4+ в воде Ижевского водохранилища за период 1982-2009 гг.1
Рис. 2. Динамика изменения концентрации ионов Мд2+ в воде Ижевского водохранилища за период 1982-2009 гг.
1 Данные предоставлены Республиканским Центром санитарно-эпидемиологического надзора г. Ижевска.
Библиографический список ш
1. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов ^
I-IV групп: Справ. изд. / А.Л. Бандман, Г.А. Гудзовский, Л.С. Дубейковская |
и др.; Под ред. В.А. Филова и др. Л., 1988. g
2. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов о
V-VIII групп: Справ. изд. / А.Л. Бандман, Н.В. Волкова, Т.Д. Грехова и др.; £
Под ред. В.А. Филова и др. Л., 1989. |
3. Вредные химические вещества. Углеводороды. Галогенпроизводные углево- и
дородов: Справ. изд. / А. Л. Бандман, Г.А. Войтенко, Н.В. Волкова и др.; Под ред. В.А. Филова и др. Л., 1990.
4. ГОСТ 17.1.5.02-80. Охрана природы. Гидросфера. Гигиенические требования к зонам рекреации водных объектов. М., 2000.
5. Мятлев В.Д., Панченко Л. А., Терехин А.Т. Основы математической статистики. Пособие по курсу «Математические методы в биологии». М., 2002.
6. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. М., 1990. С. 209.
7. СанПиН 2.1.5.980-00. Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод.
М., 2000.
8. Practical Surface Analysis by Auger and X-Ray Photoelectron Spectroscopy / Ed. by Briggs D., Seah M.P. New York, Brisbane, Toronto, Singapore, 1983.
технологии
