Информационное обеспечение оценки экологического состояния средник рек в условиях современной антропогенной нагрузки

Краткое описание

Введение 4

Глава 1. Состояние научного обеспечения мониторинга и водоохраны в бассейнах 10 рек (Обзор).

1.1. Обзор действующих сетей мониторинга водных объектов 10

1.1.1. Оценка современного состояния. 10

1.1.2. Структура современной системы мониторинга водных объектов. 12

1.1.3. Состав и периодичность представления информации. 13

1.1.4. Мониторинг загрязнения окружающей среды. 16

1.1.5. Современные оценки состояния природных вод. 18

1.1.6. Структура базы данных мониторинга водных объектов, водохозяйственных 21 систем и сооружений

1.2. Оценка водохозяйственной, экологической обстановки и состояние системы 26 мониторинга в бассейне р. Прони

1.2.1 .Физико-географическое описание бассейна 26

1.2.2. Хозяйственное развитие региона. 29

1.2.3. Организация наблюдений за водными объектами водосбора р. Прони 34 Глава 2. Исследование данных гидрохимического и гидробиологического 36 мониторинга водных объектов бассейна р. Прони

2.1. Гидрохимическая характеристика рек бассейна р. Проня 36

2.2. Структура системы данных и ее описание. 40 2.3.Статистические закономерности гидрохимических показателей для 49 постворных наблюдений в бассейне р. Прони

2.4. Маркерные показатели и зависимости 58

Глава 3. Методические проблемы информационного обеспечения системы 61 мониторинга водных объектов как основы принятия решений при управлении водным хозяйством бассейна

3.1. Оценка экологического состояния водных объектов с использованием 61 интегральных характеристик (критериев качества воды)

3.1.1. Общие положения 61

3.1.2. Методы оценки качества вод, основанные на применении отдельных 62 крупных таксонов зообентоса

3.2. Пространственно-временная динамика биотических индексов для водных. 63 объектов бассейна Прони

3.3. Оценка влияния загрязняющих веществ на состояние гидробиоценозов 68

3.3.1. Общие положения 68

3.3.2. Статистический анализ данных по загрязнению рек Проня, Ранова и Хупта 69

3.4. Разработка информационной системы «Экологическое состояние водных 76 ресурсов в бассейне реки (на примере р. Прони)

3.4.1. Базы данных 76

3.4.2. Информационная система "Экологическое состояние водных ресурсов 79 бассейна реки Проня"

Глава 4. Основы расчета допустимых антропогенных нагрузок на водные объекты (на примере бассейна Прони)

4.1. Оценка неконтролируемого стока и эффекта самоочищения на участке реки 82 методом решения обратной задачи.

4.1.1. Постановка задачи 82

4.1.2. Выбор математической модели распространения и трансформации 82 загрязняющих веществ в реках

4.1.3. Исходные данные, использованные для решения обратной задачи. 86

4.1.4. Результаты решения обратной задачи. 90 4.2. Оценка допустимых уровней загрязнений для участков рек бассейна Прони 91 Выводы 94 Литература 95 Приложение. Данные мониторинга бассейна Прони
Введение

Введение

Формулировка проблемы и ее актуальность. Термин "мониторинг" происходит от латинского слова "напоминающий, надзирающий" и обозначает наблюдение с контрольными функциями, контроль, диспетчерское управление.

Наблюдения за состоянием природной среды осуществляют различные геофизические службы (метеорологические, гидрологические и пр.). Выделение тех изменений состояния, за которые ответственны антропогенные факторы, представляет отдельную и важную задачу. Решение этой задачи потребовало создания специальной информационной системы, которая получила название мониторинга антропогенных изменений состояния окружающей природной среды [Израэль, 1974]. Основными задачами мониторинга являются:

• наблюдения за факторами воздействия, за состоянием и изменением состояния окружающей среды;

• оценка изменений и тенденций в изменениях этого состояния;

• прогноз состояния окружающей среды [Израэль, 1980].

В соответствии с этими задачами самая общая классификация мониторинга окружающей природной среды имеет вид, представленный на рис. В1 [Израэль, 1984].

Мониторинг источников воздействия Источники воздействия

Мониторинг факторов воздействия Факторы воздействия

Физические Химические Биологические

Мониторинг состояния окружающей природной среды Природные среды Атмосфера : Океан : Поверхность : Биота • • суши с реками | : ! и озерами, под-: : • земные воды • 1 III

Геофизический мониторинг Биологический мониторинг

Рис. В1. Классификация мониторинга окружающей природной среды.

Применительно к водам суши введено определение мониторинга водных объектов (МВО). Приведем определение из Водного Кодекса РФ [1995]: "Государственный мониторинг водных объектов представляет собой систему регулярных наблюдений за гидрологическими или гидрогеологическими и гидрохимическими показателями их состояния, обеспечивающую сбор, передачу и обработку полученной информации в целях своевременного выявления негативных процессов, прогнозирование их развития, предотвращения вредных последствий и определение степени эффективности осуществляемых водоохранных мероприятий".

В этой формулировке отсутствуют гидробиологические показатели, хотя очевидно, что выявление негативных процессов, конечно, должно затрагивать и гидробиоту. Содержание и структура МВО определяется целями и суммой задач, которые формулирует перед ним действующая или проектируемая система управления водным

хозяйством, отвечающая за обеспечение надежного водопользования, а также

экологического благополучия водных объектов. Водные объекты, как правило, находятся

под многофакторным антропогенным воздействием, которое воздействует на биотические

и абиотические характеристики водного объекта.

Очевидно, что для эффективного управления необходимо иметь данные о состоянии

управляемой системы, которые получают при проведении гидрологических,

гидрохимических и гидробиологических наблюдений за водными объектами, а также

данные обо всех существенных факторах влияния на это состояние.

Стратегической целью, определяющей основные задачи системы MB О, является контроль

экологического состояния водных объектов. Среди этих задач [Абакумов, Калабеков,

2002]:

1. Гидробиологические наблюдения за экологическим состоянием водных объектов, их биологическая оценка и прогноз биологических последствий изменения уровня антропогенной нагрузки.

2. Обеспечение заинтересованных организаций систематической и оперативной информацией об изменениях экологического состояния водных объектов под влиянием хозяйственной деятельности.

3. Обеспечений соответствующих органов управления материалами для составления рекомендаций в области охраны водной среды, рационального использования ресурсов водных объектов, а также материалами для проектирования гидротехнических сооружений, водохозяйственных объектов и водоохранных мероприятий.

Данные гидробиологического мониторинга, проводимого в России, могут дать информацию об экологическом состоянии водного объекта, а данные гидрохимического мониторинга - об уровне антропогенной химической нагрузки на водный объект. Основными задачами гидробиологического мониторинга являются :

• оценка экологического состояния водных объектов;

• оценка качества поверхностных водных объектов как среды обитания организмов;

• оценка трофических свойств водных объектов;

• определение экологического эффекта суммарного воздействия антропогенной нагрузки на водные биоценозы.

В настоящее время по существу единственной информацией о воздействии на водный объект являются данные формы 2ТП (Водхоз), которую можно использовать только в разрезе многолетнего планирования. В то же время известно, что сосредоточенные контролируемые источники загрязнения водных объектов дают лишь часть общей химической нагрузки, часто меньшую часть. Данные гидрохимического мониторинга отражают общую нагрузку на водный объект.

Можно констатировать, что в настоящее время отсутствует теория, увязывающая данные комплексного мониторинга водных объектов с данными об антропогенной нагрузке на водные объекты. Можно сформулировать следующие основные задачи, стоящие перед такой теорией:

• связь данных гидробиологического мониторинга, которые характеризуют экологическое состояние водного объекта, с данными гидрохимического мониторинга;

• оценка общей антропогенной нагрузки на водные объекты по данным гидрохимического мониторинга;

• вычленение управляемой (контролируемой) части из общей антропогенной нагрузки;

• оценка допустимого уровня антропогенной нагрузки по оценке «экологической нормы», исходя из данных гидробиологического мониторинга и оценки ассимилирующей способности водного объекта.

В рамках представленной здесь работы решались сформулированные задачи, причем в качестве объекта исследований был выбран бассейн р. Прони. Этот выбор обусловлен несколькими причинами.

Проня - средняя река (длина 336 км), имеющая сравнительно однородные природные условия, и поэтому влияние физико-географических условий проявляется, в основном, вследствие антропогенной деятельности: изменение лесистости, распаханности и пр. В этом смысле река Проня с притоками является типичным представителем средних рек России, и данное исследование закладывает методическую основу для перенесения разработанных подходов на широкий класс водных объектов.

В отличие от больших рек в бассейне Прони отсутствует развитая система экологического мониторинга: число створов гидрохимических наблюдений Роскомгидромета равняется 4 (один - на р. Проне, один - на ее притоке р. Ранове и два - на притоке р. Рановы р. Верде). Гидробиологический мониторинг не проводился совсем. В то же время в бассейне Прони имеется значительное количество источников загрязнения, как сосредоточенных, так и распределенных (диффузных). Поэтому данных службы наблюдения явно недостаточно для выработки суждений об экологическом состоянии участков водных объектов в бассейне Прони и прогнозов изменений этого состояния.

Бассейн характеризуется различным уровнем антропогенной нагрузки, как промышленной, так и сельскохозяйственной, вследствие чего сильно меняется экологическое состояние различных участков. В 80-е годы экологическое состояние значительного числа участков рек Прони, Рановы, Хупты, Верды характеризовалось как критическое. Следствием этого была разработка «Программы возрождения малых рек и других водных объектов Рязанской области» [Программа, 1995].

Бассейн характеризуется также значительными изменениями антропогенной нагрузки по годам, вследствие чего экологическое состояние водных объектов в бассейне за последние 15 лет значительно менялось. Если в 80-е годы отмечалось критическое экологическое состояние многих участков, то в конце 90-х произошло улучшение этого состояния. В то же время начавшийся в последние годы экономический подъем в Рязанской области, как и в России в целом, может привести к резкому ухудшению экологического состояния водных объектов. Дело усугубляется тем, что в отличие от 80-х годов внимание к водоохранным проблемам явно ослаблено и вследствие затянувшейся перестройки всей системы управления охраной окружающей природной среды, и из-за определенного благодушия в связи с улучшением экологической обстановки за последние годы. Именно поэтому принятие мер по предупреждению ухудшения экологического состояния является актуальным.

Однако принятие адекватных мер возможно только на основе научно обоснованного прогноза последствий их реализации. Поэтому совершенно необходим научный инструментарий для разработки прогнозов изменения экологического состояния водных объектов при различных вариантах развития ситуации.

Такой инструментарий может быть разработан только на основе анализа экологической ситуации в бассейне Прони с использованием данных об уровне и характере антропогенной нагрузки на водные объекты. Такой анализ возможен только с привлечением современных информационных средств и методов математического моделирования.

Благодаря проведению детальных натурных исследований в рамках подготовки «Программы возрождения малых рек и других водных объектов Рязанской области» в

конце 80-х годов удалось собрать достаточно полную информацию как о состоянии водных объектов, так и факторах воздействия.

* Основная задача настоящей работы состояла в том, чтобы заложить научные основы

оценки экологического состояния на основе данных гидрохимического и гидробиологического мониторинга, а также данных об уровне антропогенной нагрузки в бассейне.

Река Проня является правым притоком р. Оки. Основными притоками р. Прони являются Ранова и Кердь, из притоков р. Рановы - реки Хупта, Мостья, Верда, Полотебня. Верховье р. Прони расположено на юго-востоке Московской области и востоке Тульской области. Верховье р. Рановы - на севере Липецкой области, остальная часть бассейна р. Прони - на юго-западе Рязанской области.

Основные проблемы бассейна р. Прони являются типичными для регионов, расположенных на территории Волжского бассейна. Это стабилизация региональной экологической ситуации, а также проблемы, связанные с повышением эффективности всего хозяйства Пронского бассейна, причем улучшение социально-экономического положения должно достигаться экологически приемлемым образом - путем снижения

ф антропогенного воздействия на окружающую природную среду и, в особенности, на

водные экосистемы. Актуальность решения этих вопросов подчеркнута в Федеральной целевой программе «Возрождение Волги» и региональной программе «Бассейновое соглашение о совместном использовании и охране водных ресурсов». В прошлые годы на водосборе р. Прони функционировали четыре поста наблюдений Росгидромета, а также проводились разовые исследования силами лабораторий Департамента санэпиднадзора Минздрава РФ и областного комитета по водному хозяйству. В настоящее время по финансовым причинам программы наблюдений значительно сокращены, а на оставшихся экспедиционных постах качество водной среды оценивается путем определения индекса загрязнения вод.

В конце 80-х годов в рамках областной экологической программы были проведены дополнительные исследования гидрохимического и гидробиологического состояния р. Прони и ее основных притоков - рек Хупты и Рановы на 16 створах. Эти уникальные данные позволили провести комплексное исследование экологического состояния в бассейне, которое явилось основой данной работы.

Для оценки уровня антропогенной нагрузки на водосбор р. Прони использовались данные Рязанского областного управления по охране окружающей среды, которые были собраны в эти же годы.

Наблюдения за рассредоточенными источниками загрязнения водных объектов промышленными площадками, объектами сельскохозяйственного назначения, территориями населенных пунктов и свалок, накопителями жидких отходов на водосборе не организованы. Для получения этих данных использовались расчетные методы и данные гидрохимических и гидрометеорологических наблюдений.

Наличие накопленной информации позволило поставить следующую научную проблему: установить связь между данными гидрохимического и гидробиологического мониторинга с тем, чтобы впервые получить возможность управления качеством реки на экологической основе. Поскольку гидробиологические данные объективно характеризуют экологическое состояние реки, то, управляя гидрохимическим режимом на основе регулирования сброса, удается впервые получить экологическую оценку водоохранным мероприятиям.

Цель работы: информационное обеспечение комплексной оценки состояния речной # экосистемы для повышения эффективности водоохраны, основанное на данных

мониторинга и математическом моделировании.

Основные задачи:

1. Разработать алгоритм комплексной оценки состояния речной экосистемы на основе математического моделирования;

2. Создать компьютерную базу данных мониторинга;

3. Оценить характеристики антропогенной нагрузки по данным мониторинга и государственной статистической отчетности;

4. Оценить вклад контролируемых (сосредоточенных) и неконтролируемых (распределенных) источников в общую антропогенную нагрузку;

5. Рассчитать уровень антропогенной нагрузки на экосистему реки Проня, для достижения допустимого уровня загрязненности по биотическим признакам;

6. Разработать предложения по повышению эффективности управления антропогенной нагрузкой.

Научная новизна и теоретическое значение.

• Впервые для реки Проня установлена статистически значимая математическая зависимость между данными гидробиологического мониторинга, которые характеризуют экологическое состояние водного объекта, с данными гидрохимического мониторинга, характеризующими антропогенную нагрузку, на основе маркерного подхода.

• Дана оценка уровня антропогенной нагрузки по величине сбросов загрязняющих веществ, исходя из «экологической нормы» для участков реки. ( на основе разделения вклада контролируемых и неконтролируемых источников в общую антропогенную нагрузку).

Практическое значение работы.

Предложен алгоритм и методы его реализации для управления антропогенной нагрузкой, которые могут быть использованы для аналогичных речных бассейнов.

Основные защищаемые положения.

1. Методический подход к комплексной оценке состояния речной экосистемы в условиях интенсивной антропогенной нагрузки.

2. Компьютерная информационная система «Экологическое состояние водных ресурсов бассейна реки».

3. Статистически значимые взаимосвязи комплексных гидробиологических показателей и данных гидрохимического мониторинга для реки Проня.

4. Метод и результаты оценки контролируемой и неконтролируемой составляющих антропогенной нагрузки с учетом миграции и трансформации химических веществ в реке.

5. Метод и результаты оценки допустимого уровня антропогенной нагрузки по величине сбросов загрязняющих веществ, исходя из «экологической нормы» для участков реки.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались на школе-семинаре по гидробиологическим методам мониторинга Росгидромета (Москва, 2000 г.), на семинаре Секции межотраслевых эколого-экономических системных исследований Российской академии естественных наук (Москва, 2002 г.), на семинаре Лаборатории охраны вод Института водных проблем РАН (Москва, 2003 г.), на расширенном научном семинаре

Отдела пресноводных экосистем Института глобального климата и экологии Росгидромета и РАН (Москва, 2004 г.).

Публикации.

По результатам исследований опубликована монография и 8 статей.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 100 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Диссертация содержит 41 таблицу и 23 рисунка. Список литературы включает 88 публикаций, из которых 6 иностранных.

10

Глава 1. Состояние научного обеспечения мониторинга и водоохраны в бассейнах рек (Обзор).

V 1.1. Обзор действующих сетей мониторинга водных объектов.

1.1.1. Оценка современного состояния.

В соответствии с Положением о Министерстве природных ресурсов Российской Федерации, утвержденным постановлением Правительством Российской Федерации от 25 сентября 2000 г. № 726, к числу основных функций в области государственной политики в сфере природопользования и охраны окружающей среды относится «осуществление координации деятельности по созданию и обеспечению функционирования системы комплексного (экологического) мониторинга состояния окружающей природной среды и использования природных ресурсов, осуществление государственного мониторинга состояния недр, водных объектов, лесов, животного и растительного мира, установление порядка его ведения».

Предполагалось, что эта координационная функция должна быть реализована в рамках Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ) и ее территориальных подсистем в субъектах Российской Федерации.

* Однако в связи с упразднением Госкомэкологии России (Указ Президента Российской

Федерации от 7 мая 2000 г. № 867), длительным реорганизационным периодом, отсутствием финансового обеспечения работы по созданию ЕГСЭМ в настоящее время фактически были приостановлены.

В 2001-2002 гг. эти работы продолжались лишь в тех регионах, где ранее были приняты региональные программы по созданию сетей ЭМ, основанием для которых были соответствующие законодательные акты субъектов РФ по созданию территориальных систем экологического мониторинга (ТСЭМ), а именно, в Пермской, Оренбургской, Иркутской, Свердловской, Самарской, Курганской областях, республиках Татарстан, Саха (Якутия), Тыва, Мордовия и Чувашской Республике.

Например, Комитет по природным ресурсам (КПР) по Новгородской области разработал «Программу работ по ведению государственного мониторинга поверхностных водных объектов и государственного мониторинга водохозяйственных систем и сооружений на территории Новгородской области на 2001 год», в рамках которой проводятся наблюдения на 20 водных объектах, 24 створах по 43 компонентам.

С 1999 г. в Костромской области ведется разработка информационно-аналитической системы поддержки принятия решений по охране окружающей среды и

ф природопользованию (ИАСП), создан Информационно-аналитический центр (ИАЦ), где

имеются базы и банки данных по источникам воздействия на компоненты окружающей природной среды (атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды), по источникам экологического риска, по охране окружающей среды (природоохранные мероприятия, экологический контроль), по состоянию природной среды, в том числе по поверхностным (425 пунктов) и подземным (221 пункт) водам.

В Чувашской республике с 2002 г. ведутся работы по созданию системы комплексного мониторинга водных объектов, включая Чебоксарское водохранилище, в том числе подсистем оперативного и дистанционного мониторинга и банков информации [Баренбойм, Веницианов, 1997]. Общими проблемами в области развития системы ЭМ являются:

• сокращение в составе КПР субъектов РФ отделов мониторинга и информации, выполнявших ранее в ряде комитетов по охране окружающей среды роль региональных информационно-аналитических центов (РИАЦ);

• вывод из-под юрисдикции КПР специализированных инспекций аналитического контроля (СИАК) и передача их в федеральные государственные унитарные предприятия (ФГУП);

11

• существенное сокращение наблюдательных сетей Росгидромета;

• уменьшение объемов финансирования работ по проведению экологического мониторинга в стране и регионах.

В ведении МПР России в настоящее время находится ряд функциональных подсистем ЕГСЭМ, имеющих отношение к мониторингу водных объектов, включая мониторинг состояния недр, водных объектов, порядок ведения которых определен соответствующими Положениями.

Развитие и совершенствование системы экологического мониторинга проводится также в рамках подпрограммы «Регулирование качества окружающей среды» ФЦП «Экология и природные ресурсы России».

По данным Росгидромета до 1995 г. росли структурные характеристики мониторинга водных объектов (МВО): количество наблюдаемых водных объектов, число пунктов и створов наблюдений, количество отобранных проб. Затем наступил спад, который продолжался по разным показателям до 1997-99 гг., после чего ситуация стабилизировалась, и в настоящее время общее количество пунктов наблюдений, наблюдаемых показателей и отобранных проб ежегодно меняется незначительно. Такая динамика МВО отражает изменения государственного финансирования систем мониторинга, которое на протяжении последних лет оставалось совершенно недостаточным. В последние 3 года наблюдается тенденция к увеличению финансирования сети наблюдений из региональных источников, что и стало причиной стабилизации структурных показателей сети.

Изменение структуры финансирования сети наблюдений повлекло за собой ряд достаточно важных последствий. Поскольку снизилась материальная зависимость региональных управлений по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды от федерального бюджета и федеральных органов управления, состав системы наблюдений (структура и число наблюдаемых показателей, место отбора проб, форма представления, анализ полученных результатов) в значительной степени теперь определяется требованиями регионального заказчика, в качестве которого чаще всего выступает соответствующий орган (управление, департамент) администрации субъекта РФ. Например, Верхневолжское УГМС в середине 90-х годов прекратило гидробиологические наблюдения на Иваньковском и верхней части Угличского водохранилищ, перейдя к наблюдениям на внутренних озёрах Ярославской области (Плещеево и Неро). В данном случае возобладали требования регионального заказчика — администрации Ярославской области. В качестве другого примера можно привести тот факт, что в 2001 г. 6 из 16 региональных УГМС не представили в Росгидромет Ежегодники качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям - основную форму отчётности по данному виду наблюдений.

Поскольку регионы по-разному финансируют свои службы мониторинга, единая сеть наблюдений и контроля распадается на ряд региональных систем. Ослаблено единое методическое управление региональными системами. Одна из ключевых проблем федеральных органов по природным ресурсам заключается в сохранении методического единства в сети наблюдений и сохранении и развитии многолетних рядов наблюдений в этой сети.

В этом связи возрастает значение развития научно-методического обеспечения систем мониторинга и природоохраны, которое, очевидно, должно быть единым по всей стране. Это, в частности, касается развития математического обеспечения. Основной формат данных, поступающих с сети, - электронные таблицы Microsoft Excel позволяет после надлежащей обработки формировать базы данных, содержащих информацию по гидрологии, гидрохимии, гидробиологии водоёмов. Эта информация может быть использована в рамках ГИС. Кроме того, её относительно легко можно сделать доступной широкому кругу пользователей через сеть интернет.

12

1.1.2. Структура современной системы мониторинга водных объектов.

Мониторинг водных объектов является частью Глобальной системы мониторинга окружающей среды (ГСМОС), которая была создана на основе межправительственного соглашения в 1974 г. на первом межправительственном совещании по мониторингу. Главной задачей ГСМОС является мониторинг загрязнения окружающей природной среды и вызывающих его факторов воздействия.

Система мониторинга реализуется на нескольких уровнях, которым отвечают специальные программы:

• импактном - изучение сильных воздействий на локальном уровне;

• региональном, который в России проводится по областям в соответствии с Программами работ по мониторинг ОС;

• фоновом на базе биосферных заповедников, где отсутствует хозяйственная деятельность и антропогенное воздействие реализуется только через атмосферный перенос.

Измерения можно разделить на 3 большие группы: гидрологические, гидрохимические и гидробиологические измерения.

Программы наблюдений формируются по принципу выбора приоритетных загрязняющих веществ и интегральных характеристик. Классы приоритетности, принятые в системе ГСМОС, приведены в табл. 1.1 (И - импактный уровень, Р — региональный, Ф — фоновый).

Таблица 1.1. Классификация загрязняющих веществ по классам приоритетности, принятая в системе ГСМОС [Израэль, 1984] (выделены компоненты, определяемые в воде)

Класс Загрязняющее Среда Тип программы

вещество (уровень мониторинга)

1. Диоксид серы, взвешенные Воздух И.Р.Ф

частицы

Радионуклиды Пища И,Р

2. Озон Воздух И (тропосфера)

Ф (стратосфера)

Хлорорганические Биота, человек И,Р

соединения и диоксины

Кадмий Пища, вода, И

человек

3. Нитраты, нитриты Вода, пища И

Оксиды азота Воздух И

4. Ртуть Вода, пища И,Р

Свинец Воздух, пища и

Диоксид углерода Воздух ф

5. Оксид углерода Воздух и

Углеводороды нефти Морская вода р,ф

6. Фториды Пресная вода и

7. Асбест Воздух и

Мышьяк Питьевая вода и

8. Микробиологические Пища И,Р

загрязнения

Реакционноспособные Воздух и

углеводороды

Определение приоритетов при организации СМ зависит от цели и задач конкретных программ. Так, в области мониторинга водных объектов приоритет отдан городам, источникам питьевого водоснабжения и местам нерестилища рыб.

13

Приоритетность и перечень определяемых компонентов в региональных системах разрабатывается с учетом региональных особенностей, и может отличаться от ГСМОС.

Сеть мониторинга водных объектов Росгидромета, расположенная на территории РФ, охватывает 9 основных гидрографических районов: Балтийский, Баренцевский, Черноморский, Азовский, Каспийский, Карский, Среднеазиатский, Восточно-Сибирский, Тихоокеанский. Сеть пунктов и створов наблюдений покрывает важнейшие водные объекты указанных бассейнов, обеспечивая приемлемый уровень получения информации по гидрологии, гидрохимии и гидробиологии поверхностных вод.

На крупных водных объектах имеются несколько пунктов контроля, в которых, в свою очередь, может быть расположено несколько створов. В одном створе наблюдения могут осуществляться на нескольких вертикалях, расположенных на разном расстоянии от берега. Полный адрес места отбора проб выглядит так, как это показано в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Адрес места отбора проб, обозначенный в соответствии с правилами сети наблюдений за состоянием поверхностных водных объектов Росгидромета.

Гидрографический район Карский

Бассейн Енисей

Подбассейн Ангара

Водный объект Р. Ангара

Номер створа на карте 40

Створ 2 км выше сброса авиазавода (2 км выше сброса городских левобережных очистных сооружений), правый берег

Вертикаль, доля ширины от левого берега Уг

Список параметров состояния водных объектов, определяемых государственными службами, требования к местам измерения, используемым средствам и методам измерений, частоте отбора проб четко регламентированы. Порядок организации и проведения наблюдений за состоянием поверхностных вод определен в [ГОСТ 17.1.3.07-82] и соответствующими методическими указаниями [Израэль, 1980]. Разработанная система предусматривает согласованную программу работ по гидрологии, гидрохимии и гидробиологии.

Пункты наблюдений устанавливаются в зависимости от хозяйственного значения водных объектов, их размеров и экологического состояния. Периодичность измерений определяется категорией пункта.

Пункты первой и второй категории устанавливаются в крупных городах, в районах повторяющихся аварийных сбросов и высокой загрязненности - от 10 до 100 ПДК, (предельно допустимая концентрация в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования) или ПДКвр (предельно допустимая концентрация в воде водных объектов, используемого для рыбохозяйственных целей). Пункты третьей категории устанавливаются в районах расположения городов с населением менее 0,5 млн. чел, в замыкающих створах больших и средних рек и водоемов, в районах организованного сброса сточных вод, где загрязненность воды по отдельным компонентам или их сумме (по лимитирующему показателю вредности - ЛПВ) достигает от 10 до 100 ПДК и более.

1.1.3. Состав и периодичность представления информации.

14

В состав экологического мониторинга водных объектов входят гидрологические,

гидрохимические и гидробиологические характеристики. Гидрологические наблюдения

включают: скорость течения, расход воды, уровень воды, цветность, прозрачность,

температуру.

Приоритетность и перечень гидрохимических компонентов в региональных системах

разрабатывается с учетом региональных особенностей, в т.ч. источников загрязнения.

Список ингредиентов, определяемых на пунктах мониторинга, представлен в табл. 1.3.

Таблица 1.3.

Список гидрохимических ингредиентов, определяемых на пунктах мониторинга

№ Показатели

1 Растворенный кислород

2 рН

3 Кальций

4 Магний

5 Натрий

6 Калий

7 Гидро карбонат

8 Сульфаты

9 Хлориды

10 Аммоний

И Нитраты

12 Нитриты

13 Сумма ионов

14 Взвешенные вещества

15 Окисляемость перманганатная

16 Окисляемость бихроматная

17 Железо общее

18 Фосфаты

19 Кремний

20 БПК5

21 Нефтепродукты

22 Фенолы

23 СПАВ

24 РН

25 Хром общий

26 Медь

27 Цинк

28 Свинец

29 Кадмий

30 Ртуть

31 Марганец

В зависимости от приоритетности тех или иных компонентов, этот список может быть

дополнен, однако в последние годы список измеряемых компонентов, как правило,

сужался.

Программа наблюдений за загрязняющими веществами может отличаться для

различных бассейнов. Полный список определяемых загрязняющих веществ достаточно

велик, выбор же конкретных показателей будет определяться в каждом случае, прежде

15

всего, задачами оперативного мониторинга. Объединенная по всем бассейнам программа наблюдений содержит загрязняющие вещества, представленные в табл. 1.4.

Таблица 1.4.

Список гидрохимических

Азот аммонийный

Азот нитратный

Азот нитритный

Азот органический

Аллюминий

Ванадий

Взвешенные вещества

Висмут

Гексахлоран

Гексахлорциклогексан

альфа

Гексахлорциклогексан

гамма

Гексохлориды

ддд

ддт

ДДЭ

Железо

Кадмий

Калий

Кальций

ингредиентов Карбофос Кобальт Кремний Ксантогенаты Лигнин

Лигносульфонат Линдин Линдан Магний Марганец Медь Метанол Метафос Метилмеркаптан Молибден Мочевина Мышьяк Натрий

Нефтепродукты Никель НСО

определяемых на пунктах Олово Пестициды Рамрод Роданиды Ртуть Свинец Серебро Сероводород СПАВ Смолистые вещества СО

Сульфаты Титан Углеводы Фенолы Формальдегид Фосфамид Фосфор минеральный

мониторинга

Фосфор общий

Фосфор

органический

Фтор

Фториды

Хлориды

Хлорофос

Хром

Хром IV

Цианиды

Цинк

Гидробиологический мониторинг ставит своей целью определение качества воды по гидробиологическим показателям, а также оценку состояния экосистем поверхностных водоёмов. Для этих целей используются следующие характеристики:

• количественные показатели сообщества фитопланктона (число видов, численность, биомасса);

• количественные показатели отделов фитопланктона (те же);

• количественные показатели видов фитопланктона (численность, %; частота встречаемости, баллы; индивидуальный размер, мкм; объем, мкм3; h; s*h);

• количественные показатели полного сообщества зоопланктона (число видов, численность, биомасса);

• количественные показатели отрядов/семейств зоопланктона (число видов, численность, биомасса);

• количественные показатели видов зоопланктона (возрастная стадия, относительная численность, %; индивидуальный вес, s, s*h);

• количественные показатели сообщества бактериопланктона донных отложений (численность сапрофитов, численность нефтеокисляющих бактерий);

• количественные показатели для сообщества бактериопланктона водной массы (общее количество бактерий, численность сапрофитных бактерий, отношение общего количества бактерий к количеству сапрофитных бактерий; время удвоения сапрофитных бактерий, время удвоения общего количества бактерий, количество спороносных бактерий, титр нефтеокисляющих бактерий);

• количественные показатели сообщества перифитона (число видов, частота встречаемости видов, индивидуальная сапробность);

16

• количественные показатели полного сообщества зообентоса на грунте (число видов, численность, экз/м2; биомасса);

• количественные показатели полного сообщества зообентоса на растительности (число видов);

• показатели для макрофитов (тип грунта; проектное покрытие, %; число видов; фенофаза);

• показатели пигментного состава фитопланктона (концентрация хлорофилла «а», мкг/л; концентрация хлорофилла «Ь», мкг/л; концентрация хлорофилла «с», мкг/л; отношение концентраций хлорофилла «а» и «с»; пигментный индекс; общие каротиноиды, mspu/м3)

Частота отбора проб на сети составляет 1 раз в месяц для весенне-осеннего сезона, а для наиболее важных участков — круглогодично. Однако до настоящего времени предоставление информации в ежемесячном режиме было недостижимо из-за трудностей чисто технического характера — длительности и трудоёмкости процесса обработки и анализа исходных данных и слабости системы электронных коммуникаций. Тем не менее, переход к ежемесячному режиму предоставления результатов анализа данных мониторинга является необходимым условием использования этих данных: в режиме оперативного принятия управленческих решений в области водопользования и охраны окружающей среды.