CC BY
20ВОЗМОЖНОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ВОДЫ В РЕСПУБЛИКЕ УЗБЕКИСТАН
Мягкова Н.В.
Мягкова Наталья Валентиновна - ассистент, кафедра экологии и управления водными ресурсами, Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Аннотация: оценка качества воды была и остается актуальной задачей. Применяемые в Узбекистане методы оценки качества не учитывают всех факторов, влияющих на качество воды в водоеме. Предлагается адаптировать к условиям Узбекистана метод Шабанова.
Ключевые слова: оценка качества воды, индекс загрязнения, кратность загрязнения.
Вода - главный ресурс для жизнеобеспечения человека и его хозяйственной деятельности. Особенно это заметно в зонах с аридным климатом, к которым относится территория Республики Узбекистан. Водные ресурсы всё больше становятся ключевым ограничением при производстве продовольствия, даже более значимым, чем нехватка земельных ресурсов.
Очень важно не только количество, но и качество воды в водоемах. Поэтому правильная оценка качества воды в источниках водоснабжения была и остаётся актуальной задачей.
В Узбекистане интегральная оценка качества вод проводится по индексу загрязненности (ИЗВ), который вычисляется как среднеарифметическое значение из величин в долях ПДК шести гидрохимических показателей - содержания растворенного кислорода, БПК и четырех загрязняющих веществ, имеющих для данного водоема самые высокие концентрации по отношению к норме.
На основе получаемых значений ИЗВ в Узбекистане принят классификатор качества поверхностных вод, включающий 7 классов (от очень чистой до чрезвычайно загрязнённой). По общедоступным результатам мониторинга поверхностных вод можно сделать вывод, что большинство водотоков республики относится к III классу (умеренно загрязнённые воды) [1]. Вместе с тем опрос населения показывает, что многие жители считают качество воды в реках неудовлетворительным. Таким образом, возникает вопрос, насколько точно принятая в республике система оценки отражает реальное состояние водотоков. Этот вопрос важен не только для практики, но и в вопросах обучения специалистов-экологов [2]. Для поиска путей совершенствования оценочных методов обратимся к международному опыту.
В настоящее время в мире имеется большой опыт оценки степени загрязнения водных объектов, позволяющий решить 2 задачи:
1) оценить пригодность воды для нужд человека;
2) оценить состояние водных экосистем.
В настоящее время мировой практике используются индивидуальные и комплексные показатели химико-физического загрязнения; комплексные биологические показатели; смешанные показатели [3].
Метод индивидуальных показателей дает точную количественную оценку загрязнения конкретным веществом. Существенным недостатком использования индивидуальных показателей является невозможность оценки состояния всей экосистемы в целом.
Комплексные показатели призваны оценить состояние всей водной среды. Они, прямо или косвенно, связаны со многими физико-химическими и даже биологическими показателями, хотя бы по тому, что оценивают состояние одного
и того же водного объекта. Эти показатели более адекватно отражают состояние среды обитания водных организмов. Комплексные показатели должны быть простыми в использовании, универсальными, информативными, физически и логически осмысленными.
Индивидуальные показатели оценивают загрязненность воды конкретным веществом на конкретный момент времени, при этом фактическая концентрация загрязнителя сравнивается с ПДК. В практике экологической и водохозяйственной оценки в качестве индивидуального показателя используется биохимическое потребление кислорода (БПК). Причем этот показатель в РУз применяется только для оценки загрязненности воды органическими веществами. Вместе с тем этот показатель имеет связь с индексом сапробности (учитывающим способность сообщества гидробионтов выдерживать конкретный уровень органического загрязнения) и индексом Шеннона (учитывающим общее число живых организмов и их видовое разнообразие).
К комплексным показателям относятся:
- ПХЗ - показатель химического загрязнения, определяемый по 10 показателям;
- комбинаторный индекс загрязнения В, учитывающий повторяемость загрязнения (даёт оценку относительного загрязнения воды);
- показатель Эрисмана Ф. - оценивающий качество воды по группам лимитирующего показателя вредности (санитарному, органолептическому, санитарно -токсикологическому, эпидемиологическому);
- экотоксикологический критерий Моисеенко Т. - определяет суммарные показатели токсичности, физико-химических загрязнений, эвтрофности (по концентрации фосфора). Позволяет учитывать фоновые концентрации загрязняющих веществ, но не учитывает значимости каждой категории для водного объекта;
- комплексная оценка по Г. Фрумину и Л. Баркану - для конкретного загрязнителя по результатам расчета функции желательности Харрингтона. Этот показатель учитывает значимость каждого загрязнителя, но мало чувствителен к высоким концентрациям и близким к фоновым;
- ИЗВ и его модификации - индекс загрязнения воды, определяемый по 5-7 показателям, прост в определении, позволяет использовать существующую базу данных согласно Государственному водному кадастру, дает сопоставимые для разных объектов результаты. Недостатки - использование фиксированного набора загрязнителей, необходимость выбора заменителей ПДК для показателей растворенного кислорода, температуры и рН; не учитывает гидрологическую характеристику объекта; не может использоваться для прогнозирования качества воды в водохозяйственной практике.
В целом физико-химические методы отличаются простотой использования, в связи с чем и применяются в инженерной практике. Но вследствие необходимости выбора только некоторых загрязнителей из очень большого их числа возникает субъективизм оценки исследуемого водного объекта.
Методы биоиндикации обычно проще и дешевле химического анализа и позволяют получить интегральную оценку состояния водоема на основании состояния водных организмов. Чаще всего для биологической оценки используются индексы: сапробности, стабильности, видового разнообразия, олигохетный и биотический [3, 4].
При всей простоте применения биологические методы мало применимы для водохозяйственной практики: они малодостоверны для крупных экосистем и не имеют явной связи с гидрохимическими показателями водной среды.
При проведении оценки качества водных ресурсов нужно иметь в виду, что использование водотоков связано с забором воды и последующим сбрасыванием в него загрязненных сточных вод. Это приводит к необратимым изменениям
гидрологического режима и снижению качества воды. Для планирования водоохранных мероприятий необходимо параллельно с оценкой качества воды проводить расчет водного и гидрохимического баланса. Сложность и многомерность этой задачи требует поиска более простых решений. Возможность такого решения для водных объектов Российской Федерации разработана В.В. Шабановым, который в уравнение водохозяйственного баланса предложил ввести показатель качества воды, выражающийся в единицах объема. Это позволяет судить о попадании в водотоки сточных вод, а получение отрицательного баланса свидетельствует о загрязнении водотока [4].
Основным отличием предлагаемой модели является введение показателя кратности сверхнормативного загрязнения, который с одной стороны характеризует загрязнённость воды без учёта гидрохимического фона, а с другой - может определяться через составляющие водохозйственного баланса [4]:
(1)
пз N¿-"■ \ПДК1 ) N¿-"■ ПДКг у '
к _ ж пвз + □ □ Увв 1 (2) пз ™ ф 1 ;
Где Жпв 33 - показатель предельной загрязненности определенный для сточных вод; - объем возвратных вод; Wф-фактический объем речного стока, определяемый по формуле;
= + -™у (3)
Где Wр - естественный сток реки; Wпв - объем водозабора из подземных водоносных горизонтов; W-объем водопотребления; Wу - ущерб, наносимый речному стоку использованием подземных вод, гидравлически связанных с рекой.
На основе формулы (2) можно построить кривые обеспеченности коэффициентов предельной загрязненности, по которым производится оценка изменения качества воды в водотоке в зависимости от обеспеченности года по стоку реки.
Преимущество предложенного авторами показателя заключается в возможности оценки состояния водотока с учетом эффективности водоохранных мероприятий. То есть, принимая разные варианты водоохранных мероприятий, можно прогнозировать, до какого уровня возможно повышение качества воды в годы с различной водообеспеченностью. Также можно определить требуемую эффективность водоохранных мероприятий для достижения заданного уровня качества воды. Проверка предложенного метода была проведена авторами в бассейне реки Иртыш. Учитывая явные преимущества предлагаемого метода, необходимо провести исследования по возможности его применения в условиях Республики Узбекистан и внести необходимые коррективы, учитывающие местные климатические условия.
Список литературы
1. Национальный доклад о состоянии окружающей среды и использовании природных ресурсов в Республике Узбекистан / Под общей ред. Н.М. Умарова. Ташкент: СЫпог ЕМК, 2013. 256 с.
2. Мягкова Н.В. Инновационные технологии в процессе курсового проектирования // Вопросы науки и образования. № 2 (3). 2017. С. 73-75.
3. Гелашвили Д.Б. Экологический мониторинг. Учебное пособие. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского ун-та, 2003. С. 93-259.
4. Шабанов В.В., Маркин В.Н. Методика эколого-водохозяйственной оценки водных объектов. Монография. М.: ФГБОУ ВПО РГАУ МСХА им. К.А.Тимирязева, 2014. 162 с.
