Анализ качества природных вод по санитарно-токсикологическим показателям

Между началом  загрязнения водоема и резким изменением условий в нем водоем проходит через стадии с постепенным  изменением состава верхнего слоя донного  осадка. Активность и сбалансированность биогеохимических процессов на последней  стадии переработки органических остатков и загрязнений определяет самоочищающую способность осадка, которая определяется как способность осадка к окислению, поглощению и разбавлению всех поступающих в него веществ.

Между дном и  водой идет непрерывный обмен  выделенным и растворенным, а также  взвешенным и осажденным веществом. Повышенная активность донных процессов  и аккумуляция на дне вертикального  потока органических веществ создают  благоприятные условия жизни, образующей новую важную ступень трансформации  вещества и энергии.

Донные осадки являются основными информационными  носителями. Они служат преобразователем, накопителем и поставщиком вещества и энергии. Донный ил выступает в  роли сорбента, он же и активная среда  жизнедеятельности организма, являясь  природным фактором, приводящим к  самоочищению, то есть водоем своими средствами устраняет внешние условия его  загрязнения. Следовательно, особое значение приобретает получение информации о физико-химических параметрах донных осадков природных вод.

Как известно, донные осадки препятствуют резкому изменению  условий в водоеме после начала загрязнения водоема. Это происходит вследствие выведения части наиболее трудно разрушаемых веществ на дно  и их дальнейшего разрушения и  захоронения в донных осадках.

Донные осадки - это слой наивысшей ферментативной активности. Данная особенность обусловлена  тем, что основной способ переноса вещества в донных осадках - молекулярная диффузия. На дне осаждается и окисляется органический детрит, молекулярно-диффузионный поток  растворенного кислорода в толще  осадков очень слаб, близко к поверхности  осадка подступает бескислородная (анаэробная) зона, содержащая сероводород. Это обусловлено  тем, что в песчаный грунт простейшие организмы заходят чуть глубже 10 см, а нематоды - лишь на несколько  сантиметров, в илистом же песке  около 90% биомассы грунта сосредоточено  в верхнем пограничном слое толщиной всего 1 - 2 см и даже бактерии на 50% сосредоточиваются  в верхнем сантиметровом слое.

В осадках же на глубине 10 - 20 см количество аэробных бактерий падает на 2 порядка, а ниже встречаются в изобилии только анаэробные бактерии, на глубине около 1 м и  они начинают исчезать.

На границе  аэробной (верхний слой донных осадков, в котором вещества находятся  в окислительной форме) и анаэробной (слой с восстановительными условиями) зон наблюдается резко падение  величины окислительно-восстановительного потенциала (Eh) в область отрицательных  значений.

На расстоянии всего нескольких сантиметров по вертикали в слое донных осадков  концентрация окисленных органических и неорганических соединений падает от значительных величин практически  до нуля, т. е. отрицательный градиент концентрации очень высок, существует довольно сильный молекулярно-диффузионный поток направленный вниз

Попав в анаэробный слой, окисленные соединения теряют кислород - восстанавливаются ,и тут же начинают перемещаться вследствие диффузии в  обратном направлении, вверх, т.к. существует столь же значительный положительный  градиент концентрации восстановленных  соединений тех же элементов,

Попав в аэробный слой с высоким значением окислительно-восстановительного потенциала, эти восстановленные  соединения окисляются, и все повторяется  сначала.

Граница аэробной и анаэробной зон по сути является «нулевой точкой» окислительно-восстановительного потенциала Eh. Она отделяет верхний  пограничный слой донных осадков, в  котором вещества находятся в  окислительной форме, от слоя с восстановительными условиями, где биохимически образуются из сульфатов - сероводород, из нитратов - аммиак, из кислородсодержащих органических соединений - углеводороды, а металлы переходят в низшее валентное состояние.

Было установлено, что в условиях антропогенного загрязнения  при его непрерывном нарастании наблюдается постепенное уменьшение толщины защитного осадка от максимальной толщины 10 см до 2 см, после чего происходит разрушение донной и придонной экосистемы, и соответственно, уменьшается способность  к самоочищению до минимума. Также  наблюдается постепенное нарастание восстановительных условий в  верхнем слое осадка и напряженности  кислотного режима.

Толщина пограничного слоя осадков зависит не только от динамических факторов (взмучивание  и т. д.), но и от других обстоятельств, например, от организмов, взрыхляющих  грунт. В то же время условия жизни  этих организмов зависят от близости и мощности анаэробного слоя. Другой не менее важный фактор - характер грунта. В плотном и заиленном грунте «нулевая точка» Eh располагается почти  на самой его поверхности, и в  верхнем миллиметровом слое, где  потенциал падает до критической  величины 0,2 мВ, нитрифицирующие бактерии грунта не в состоянии окислить аммиак, он свободно выделяется в воду с  поверхности осадков, ухудшая условия  жизни бентоса и кислородный  режим придонных вод. При обеднении  придонного пограничного слоя вод кислородом (менее 0,14 мл/л), что наблюдается при  слабой циркуляции и обильном поступлении  органических и загрязняющих веществ, начинается генерация сероводорода из сульфатов, «нулевая точка» Eh может  даже «отрывается» от поверхности осадков  и поднимается все выше в толщу  вод, оставляя за собой, внизу, почти  безжизненное пространство, содержащее сероводород и аммиак и населенное лишь анаэробными бактериями.

Анализируя процессы, протекающие на границе раздела  вода - дно, можно сделать следующие  выводы. Чем выше поднимается «нулевая точка» Eh по вертикали в слое донных осадков, тем меньше аэробный слой (слой, в котором происходит окисление веществ различной природы). Увеличивается слой с восстановительными условиями. Способность донного осадка к самоочищению уменьшается. Такой водоем не способен самостоятельно справиться с нагрузкой всех веществ, задаваемой уровнем всех поступающих веществ природного происхождения и загрязнителей, вследствие нарушения буферных свойств осадка.

И наоборот, чем  ниже опускается по вертикали «нулевая точка» Eh, тем способность водоема  к установлению внутреннего баланса, нарушенного вследствие воздействия  внешних и внутренних факторов, выше в виду высокой самоочищающейся  способности донного осадка. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5.ВЫВОД.

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения  и их рационального использования  для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих  безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия  по охране окружающей среды, в частности  по очистке производственных сточных  вод.

Темпы развития индустрии сегодня настолько  высоки, что одноразовое использование  для производственных нужд запасов  пресной воды – недопустимая роскошь.

Поэтому ученые заняты разработкой новых бессточных технологий, что практически полностью  решит проблему защиты водоемов от загрязнения. Однако разработка и внедрение  безотходных технологий потребует  определенного времени, до реального  перехода всех производственных процессов  на безотходную технологию еще далеко. Чтобы всемерно ускорить создание и  внедрение в народнохозяйственную практику принципов и элементов  безотходной технологии будущего, необходимо решить проблему замкнутого цикла водоснабжения  промышленных предприятий. Замкнутые  циклы промышленного водоснабжения  дадут возможность полностью  ликвидировать сбрасываемые сточные  воды в поверхностные водоемы, а  свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

В химической промышленности намечено более широкое внедрение  малоотходных и безотходных технологических  процессов, дающих наибольший экологический  эффект. Большое внимание уделяется  повышению эффективности очистки  производственных сточных вод.

Значительно уменьшить  загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных  вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов.

Существенное  влияние на повышение водооборота  может оказать внедрение высокоэффективных  методов очистки сточных вод.

Специальные службы мониторинга окружающей среды осуществляют контроль за соблюдением установленных нормативов ПДС и ПДК вредных веществ. Такие службы созданы во всех районах страны. Особенно важна их роль в крупных городах, вблизи химических производств, промышленных объектов. Службы мониторинга имеют право применять предусмотренные законом меры, вплоть до приостановки производства и любых работ, если нарушаются нормы охраны окружающей среды.

Практически все  поверхностные источники воды в  последние годы подвергаются воздействию  вредных антропогенных загрязнений. Природно-чистая вода становится важнейшим  источником национального достояния. 
 
 
 
 
 
 
 
 

6.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

ССЫЛКИ:

www.pereplet.ru

www.ecosystema.ru

www.monolit.info

www.bibliofond.ru

www.farmobzor.ru 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Г. В. Стадницкий,А.  И. Родионов. ”Экология”.

2. И. Ф. Ливчак, Ю. В. Воронов. ”Охрана окружающей среды”.

3.Т.В.Гусева, Я.П.Молчанова,  Е.А.Заика, В.Н.Виниченко, Е.М.Аверочкин 

"Гидрохимические  показатели состояния окружающей  среды".

Содержание 

   Часть 1. Экологическое нормирование

• Экологическое нормирование и деятельность в области  экологического менеджмента

• Нормирование  качества окружающей среды

• Нормирование  качества вод

• Классификация вод по интегральным показателям  качества

   Часть 2. Экологический мониторинг поверхностных  водных объектов в Российской Федерации

• Структура государственного экологического мониторинга

• Виды наблюдений за качеством поверхностных вод  ОГСНК

• Организация сети пунктов наблюдений за поверхностными водными объектами

• Программы наблюдений за качеством воды

   Часть 3. Общие и суммарные показатели качества вод

• Минерализация

• Электропроводность

• Температура

• Взвешенные  вещества (грубодисперсные примеси)

• Органолептические наблюдения

• Водородный  показатель (рН)

• Окислительно-восстановительный  потенциал (Eh)

• Кислотность

• Щелочность

• Растворенный  кислород

• Жесткость

• Окисляемость  перманганатная и бихроматная (ХПК)

• Биохимическое потребление кислорода (БПК)

   Часть 4. Неорганические вещества в водных системах

• Кальций

• Магний

• Кремний

• Углерод

• Азот общий

• Фосфор  общий

• Соединения  серы

• Натрий

• Калий

• Фтор

• Хлор

• Хлориды

• Бром

   Часть 5. Органические вещества в водных системах

• Органический  углерод

• Углеводороды (нефтепродукты)

• Фенолы