 |
По индексу загрязнения воды (ИЗВ)
|
|
|
|
Оценка качества воды водных объектов проводится по нескольким группам показателей, наиболее часто – по гидрохимическим и гидробиологическим. При этом использование единичных показателей не дает объективной картины состояния водного объекта и не позволяет сравнить качество воды разных водоемов, а также проследить его изменение во времени. Более информативными являются комплексные оценки качества воды, определяемые по группе наиболее важных показателей, т.е. индексы качества воды или индексы загрязнения воды.
Комплексные оценки качества воды должны соответствовать следующим требованиям:
1. Иметь физический смысл и быть несложными в определении.
2. Быть универсальными, т.е. применимыми для оценки качества воды как в отдельных контрольных точках, так и по всему водоему или водотоку.
3. Обладать достаточной информативностью при минимальном числе учитываемых показателей.
4. Быть сопоставимыми между собой в пределах рассматриваемого водного бассейна и его участков.
5. Поддаваться автоматизированной обработке и накоплению данных для определения тенденции изменения качества воды во времени.
Всем этим требованиям удовлетворяет метод комплексной оценки качества воды водоемов по индексу загрязнения воды (ИЗВ). Этот метод является общепринятым и наиболее часто употребляемым.
В соответствии с ГОСТ 17.1.01.78, индекс загрязнения воды – это сумма отношений БПК, концентраций растворенного в воде кислорода и загрязняющих веществ и их ПДК, усредненная по числу компонентов, принятых во внимание для оценки качества воды:
, (1.1)
где Сn – фактическая концентрация растворенного кислорода, вещества-загрязни-теля, либо БПК, установленная по данным замеров;
|
|
|
ПДК – предельно допустимая концентрация компонента либо норматив БПК;
n – количество компонентов в составе вод водного объекта, выбранных для расчета. n может быть от четырех до семи; чаще всего берут n = 5.
При расчете ИЗВ учет двух показателей – концентрации растворенного в воде кислорода C1 и БПК, являются обязательным, остальные компоненты-загрязнители выбираются с учетом характера загрязнения водоема, а также исходя из превышения их концентраций над соответствующими значениями ПДК.
Кислород не является загрязнителем; напротив, чем выше его концентрация, тем чище вода, поэтому для него при расчете ИЗВ берут отношение ПДК/С.
Как для жизнедеятельности водных организмов, так и для способности водного объекта к самоочищению, очень важным являются содержание кислорода и БПК. По этой причине для них вводятся значения ПДК, изменяющиеся в зависимости от экспериментально определенных показателей, косвенно характеризующих степень загрязнения водоема (табл. 1.1 и 1.2).
Таблица 1.1
ПДК растворенного кислорода в зависимости от его концентрации,
определенной экспериментально
| Концентрация кислорода, мг/л (по результатам анализов) | ПДК, мг/л |
| > 6 > 5 до 6 (включительно) > 4 до 5 (включительно) > 3 до 4 (включительно) > 3 до 2 (включительно) > 2 до 1 (включительно) > 1 до 0 (включительно) |
Таблица 1.2
ПДК для биохимического потребления кислорода
в зависимости от определенного экспериментально значения
| БПК, мг О2/л (по результатам анализов) | ПДК, мг О2/л |
| до 3 (включительно) > 3 до 15 (включительно) > 15 |
Выбор остальных учитываемых компонентов производят путем сравнения экспериментально полученных значений концентраций веществ-загрязнителей и величин ПДК для этих веществ (табл. 1.3).
Величинам ИЗВ соответствуют такие характеристики качества воды, как текстовое описание и класс качества (табл. 1.4).
|
|
|
Таблица 1.3
Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ
в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения
| № п/п | Вещество | ПДК, мг/л | № п/п | Вещество | ПДК, мг/л |
| 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. | Аммоний (по азоту) Анилин Барий(II) Бензин Бензол Бериллий (II) Ванадий (V) Вольфрам (VI) ДДТ Железо (III), (II) Кадмий(II) Капролактам Керосин Кобальт (III) Марганец (II) Медь (II) Молибден (VI) Мышьяк (III), (V) Нафтол Нефть многосернистая Нефть прочая Никель (II) | 2,0 0,1 4,0 0,1 0,5 0,0002 0,1 0,1 0,001 0,3 0,01 1,0 0,1 1,0 0,1 0,1 0,5 0,05 0,4 0,1 0,25 0,1 | 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. | Нитраты (по азоту) Нитриты (по азоту) Пикриновая кислота Роданиды Ртуть (II) Свинец(II) Селен (IV), (VI) Сероуглерод СПАВ Стронций (II) Сурьма (III), (V) Теллур (IV), (VI) Тетрахлоруглерод Титан (II) Толуол Фенол Фосфор (V) Фтор (I) Хром (VI) Хром (III) Цианиды Цинк (II) | 10,0 0,08 0,5 0,1 0,005 0,03 0,001 1,0 0,05 2,0 0,05 0,01 0,3 0,1 0,5 0,001 0,1 0,1 0,01 0,03 0,1 1,0 |
Таблица 1.4
Характеристика качества воды в зависимости от величины ИЗВ водоема
| ИЗВ | Класс качества воды | Текстовое описание |
| ≥0,2 > 0,2 до 1 (включительно) > 1 до 2 (включительно) >2 до 4(включительно) > 4 до 6(включительно) > 6 до 10(включительно) > 10 | I II III IV V VI VII | Очень чистая Чистая Умеренно загрязненная Загрязненная Грязная Очень грязная Чрезвычайно грязная |
Используя данные долгосрочных наблюдений за составом вод конкретного водного объекта и методику расчета ИЗВ, можно не только оценить качество воды в нем, но и определить тенденцию изменения состояния водоема, а также сделать вывод о способности его к самоочищению.
Пример.
Рассчитать ИЗВ Амурского залива в период с 1985 по 1991 год по данным наблюдений, представленных в табл.1.5. Оценить качество воды в эти годы и способность залива к самоочищению.
Таблица 1.5
Среднегодовые концентрации кислорода и загрязняющих веществ
в водах Амурского залива за период с 1985 по 1991 год
| № п/п | Ингредиент | ПДК, мг/л | С, мг/л (по годам) | ||||||
| 1. | Кислород | 8,0 | 9,29 | 9,16 | 9,48 | 9,13 | 9,89 | 9,32 | 9,11 |
| 2. | БПК5 | 2,0 | 3,6 | 3,8 | 4,0 | 3,8 | 4,1 | 4,0 | 4,2 |
| 3. | Нефть | 0,25 | 0,04 | 0,03 | 0,04 | 0,03 | 0,02 | 0,05 | 0.06 |
| 4. | Фенол | 0,001 | 0,002 | 0,003 | 0,003 | 0,001 | 0,003 | 0,003 | 0,004 |
| 5. | СПАВ | 0,05 | 0,05 | 0,10 | 0,08 | 0,44 | 0,74 | 0,58 | 0,83 |
| 6. | Аммоний | 2,0 | 0,014 | 0,033 | 0,029 | 0,018 | 0,024 | 0,038 | 0,041 |
| 7. | Нитриты | 0,08 | 0,285 | 0,290 | 0,307 | 0,321 | 0,309 | 0,323 | 0,321 |
| 8. | Фосфор (V) | 0,1 | 0,024 | 0,021 | 0,020 | 0,020 | 0,025 | 0,025 | 0,026 |
| 9. | Медь (II) | 0,1 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,002 |
| 10. | Кадмий (II) | 0,01 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
| 11. | Свинец (II) | 0,03 | 0,003 | 0,002 | 0,002 | 0,001 | 0,002 | 0,002 | 0,002 |
| 12. | Никель (II) | 0,1 | 0,002 | 0,002 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
| 13. | Кобальт (III) | 1,0 | 0,002 | 0,002 | 0,002 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
| 14. | Хром (III) | 0,03 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
|
|
|
Решение:
Проанализировав данные табл. 1.5, выбираем для расчетов следующие ингредиенты: фенол, СПАВ, нитриты (концентрации этих веществ превышают ПДК), кислород и показатель БПК. Подставив соответствующие величины в расчетную формулу, получим следующее выражение:
По таблице 1.4 определяем, что в 1985 году вода Амурского залива имела III класс качества и характеризовалась как умеренно загрязненная.
Расчеты ИЗВ по годам дают следующие результаты: 1986 – 2,07; 1987 – 2,03; 1988 – 3,32; 1989 – 4,91; 1990 – 4,29; 1991 – 5,41. Качество воды за этот период времени ухудшилось до «грязной» (класс качества V).
Вывод:
Самоочищение водоема происходит очень медленно, не в полном объеме, и загрязнение приобрело хронический характер.
Задание:
Рассчитать ИЗВ воды водоема (по вариантам), оценить ее качество и способность водоема к самоочищению, исходя из экспериментальных данных о составе вод за определенный период времени. Результаты анализов вод Амурского и Уссурийского заливов, бухт Находка и Золотой Рог, а также Залива Петра Великого представлены в приложении.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА
Воздух – жизненно-важный ресурс среды обитания человека. В течение всей жизни человек дышит, и при этом в его органы дыхания поступают все компоненты вдыхаемого воздуха, среди которых могут быть примеси, опасные для здоровья и жизни человека.
|
|
|
В атмосферном воздухе содержатся постоянно присутствующие составляющие: азот, кислород, аргон, углекислый газ, пары воды и (в очень малых долях от общего количества) другие газы и твердые вещества. Природный состав атмосферы поддерживается за счет процессов самоочищения, в которых принимают участие растения, атмосферные явления, гидросфера, озоновый слой атмосферы.
Загрязнение атмосферы, т.е. отклонение ее состава от природных параметров, может происходить как в результате природных явлений, например, пожаров, пылевых бурь, извержений вулканов, так и в результате различных видов деятельности человека. Поступление вредных веществ может происходить различными путями: в составе выбросов из устройств, где сжигаются различные виды топлива; при аварийных разливах жидких летучих веществ;
при проведении различных механических, химических и физико-химических производственных процессов; при неправильном хранении твердых сыпучих веществ, способных под действием ветра подниматься вверх и переноситься на большие расстояния.
Эффективная охрана чистоты воздуха и благоприятных условий жизни и производственной деятельности человека включает различные правовые, инженерно-технические и технологические мероприятия. Среди них большое значение имеют расчетные методы, позволяющие определить количество и концентрацию загрязняющих веществ, поступающих в воздух в различных условиях.
|
|
|
