Дослідження якості вод міських річок

2. Етапи виконання екологічної оцінки якості поверхневих вод

Основним результатом вивчення хімічного складу та властивостей водного середовища є встановлення відповідних критеріїв якості води. Проте, трактування змісту таких критеріїв є основною проблемою сучасної системи моніторингу. Так у діючому нормативному документі ДСТУ3041-95 зазначається, що критеріями якості води є характеристики складу та властивостей води, які визначають її придатність для конкретних видів водокористування.

Проте, такий нераціональний господарський підхід до оцінки якості водного середовища призвів до значної деградації водних екосистем. Тому під якістю води пропонується розуміти такі параметри, за яких відбувається стійкий розвиток гідробіологічних компонентів екологічної системи.

На даний момент існують два основних підходи щодо визначення ступеня екологічних проблем водних екосистем [8]:

- санітарно-гігієнічний – небезпечне для людини зниження якості питної води та санітарно-епідеміологічного забруднення водних об’єктів;

- екологічний – загроза деградації та порушення функцій відновлення основних біотичних компонентів водних екосистем.

Для оцінки і відвернення шкідливого антропогенного впливу на навколишнє природне середовище, зокрема на гідросферу, в Україні розроблені і впроваджуються дві універсальні системи: це система ОВНС (оцінка впливу на навколишнє середовище) і система екологічного моніторингу.

В обох цих системах однією з найголовніших є проблема оцінки якості поверхневих вод.

       Екологічна оцінка якості води виконується за „Методикою екологічної оцінки якості поверхневих вод за відповідними категоріями”. Екологічна оцінка базується на аналізі величин показників якості вод, належних до всіх трьох блоків: за критеріями сольового складу, за трофо-сапробіологічними критеріями, за критеріями вмісту речовин токсичної і радіаційної дії.

         Обов’язковою умовою для виконання екологічної оцінки якості поверхневих вод є суворе дотримання офіційно виданих методик аналізу складу і властивостей води у відібраних пробах за багатьма показниками.

        Джерелами вихідних даних для виконання екологічної оцінки якості поверхневих вод є багаторічні матеріали державного гідроекологічного моніторингу, який здійснює Гідрометеослужба України. Мають також значення матеріали регулярних спостережень за якістю води, які здійснювали організації Мінприроди України, Санепідемстанції МОЗ України та басейнові управління Держводгоспу України.

          Процедура виконання екологічної оцінки якості поверхневих вод складається з чотирьох послідовних етапів [6]:

- етап групування та обробки вихідних даних;

- етап визначення класів і категорій якості води за окремими показниками;

- етап узагальнення оцінок якості води за окремими показниками (вираженими в класах і категоріях) за окремими блоками з визначенням інтегральних значень класів і категорій якості води;

- етап визначення об’єднаної оцінки якості води (з визначенням класу і категорії) для певного водного об’єкта в цілому чи його окремих ділянок за певний період спостережень.

       Метою екологічної оцінки якості поверхневих вод є упорядкування наявних матеріалів з вихідними даними, проведення екологічної оцінки стану водного об’єкта та розробка рекомендацій по застосуванню одержаних результатів досліджень в практичній діяльності природоохоронних організацій.

       Основні завдання екологічної оцінки якості води полягають в дослідженні формування якісних показників поверхневих водних ресурсів в конкретних природно-кліматичних умовах, проведенні ретроспективної екологічної оцінки якості води, вивченні динаміки накопичення забруднюючих речовин у водних об’єктах, дослідженні екологічних параметрів стоку поверхневих вод, розробка конкретних заходів щодо поліпшення якості поверхневих вод.

       Виходячи з цього, можна констатувати, що проведення таких досліджень дозволяє оцінити екологічний стан водних об’єктів, виявити основні водогосподарсько-екологічні проблеми, визначати основні напрямки природокористування у басейнах річок, розробляти карти по оцінці якості поверхневих вод регіону та обґрунтувати систему рекомендацій, спрямованих на покращення екологічного стану водних об’єктів.

Існуюча проблема водогосподаської оцінки: прогресивно погіршується якість води в поверхневих і підземних вододжерелах, а використання морського опріснення води пов'язане з колосальними енерговитратами, нестабільна робота як водопровідних, так і каналізаційних систем (ВОС, КОС та мережі), забруднюють запаси підземних вод і не забезпечується необхідна ступінь очищення, відсутність у водоканалів, в більшості випадків, фінансово-технічних можливостей подачі споживачеві води, що відповідає ДСТУ «Вода питна».

              Незадовільною якість води у водозаборах залишається у зв'язку з промисловим та сільськогосподарським забрудненням річки Дніпро, Північно-Кримського каналу, в першу чергу, наливних водосховищ. Має місце також інтенсивне погіршення якості підземної води від проривів каналізаційних колекторів, промислових скидів, сміттєзвалищ. Забруднення всіх типів вод відбувається в результаті паводків, водної та повітряної ерозії грунту. Активно погіршують природну і очищену воду біохімічні процеси, що протікають як в вододжерелах, очисних спорудах, так і в магістральних і розвідних мережах [12].

3. Нові підходи до рішення проблем екологічної безпеки господарсько-питного водопостачання

Екологічна безпека господарсько-питного водопостачання є однією з головних складових безпеки нації.

Специфіка питного водопостачання в Україні полягає в тому, що воно на 75% базується на поверхневих джерелах [1] і залежить від їх екологічної безпеки. Зростання ризику і зниження безпеки для систем водопостачання пояснюється, по-перше, значним зменшенням запасів води, а по-друге – різким погіршенням якості природних вод.

Всі водні джерела країни відчувають сильне антропогенне навантаження. У поверхневі водоймища України скидаються десятки тисяч тонн забруднюючих речовин. До найбільш небезпечних з них відносяться: іони металів, солі, токсичні і біологічно активні речовини, нафтопродукти, феноли, пестициди, поверхнево-активні речовини, хлорорганічні сполуки, ксенобіотики та інші сполуки, а також бактеріальні й вірусні забруднення, радіоактивні речовини природного і антропогенного походження та ізотопи елементів, мутагенні сполуки органічного і неорганічного походження [2].

Основою безпеки господарсько-питної води для населення є щоденний моніторинговий контроль її якості. При цьому очевидно, що чим більше визначуваних параметрів і достовірніше контроль, Тим вище гарантія якості питної води [9].

Прогноз якості водоймищ повинен проводитися за всіма нормованими показниками і враховувати таке: розбавлення стічних вод водою водотока, деструкцію неконсервативних речовин, утворення нових проміжних продуктів, самоочищення, взаємодію речовин, нейтралізуючу здатність водоймища, гідроліз солей, утворення малорозчинних сполук, сорбційні і десорбційні процеси, температуру води і управління якістю води безпосередньо у водоймищі. В процесі контролю якості природних вод визначається велика кількість гідрохімічних і фізико-хімічних показників, що характеризують їх забрудненість.

Проте існує необхідність в інтегральній оцінці забрудненості водоймищ за всіма вимірюваними параметрами.

Загальноприйнятий підхід до визначення якості води за допомогою порівняння концентрацій забруднюючих речовин у воді із значеннями ГДК не дає чіткого уявлення про сумарне забруднення водних об'єктів, перш за все, через відсутність порівнянності окремих показників.

Зараз досить гостро стоїть проблема відшукання нових показників якості навколишнього середовища, що дозволяють адекватно оцінювати контрольовані параметри. Багато вчених вважають актуальним питання строгого контролю екологічного стану прісних водоймищ [1, 3]. Рішення цього питання посилюється тією обставиною, що якщо кількісний і якісний характер стаціонарних змін якості води у водоймищах в цілому вивчений і передбачений, то при випадкових викидах забруднень ситуація на водотоках може змінитися дуже різко і непередбачувано. Поліпшити екологічну безпеку можна за рахунок розробки моделі прогнозу якості води, введення екологічних нормативів і заходів щодо зниження ризику.

Проблемою відшукання нових показників якості навколишнього середовища активно займаються як за кордоном, так і в Україні.

Як вказує А.А.Музалевський [7], перша причина проблеми забезпечення екологічної безпеки полягає в тому, що показники стану і якості, вживані в даний час і що характеризують, в основному, хімічний склад контрольованого об'єкту, базуються переважно на простих співвідношеннях між виміряним значенням концентрації якої-небудь забруднюючої речовини і його ГДК. Другою важливою причиною, що не дозволяє добитися поліпшення комплексних оцінок рівня екологічної безпеки, що проводяться, є недосконалість організаційної структури існуючих систем забезпечення екологічного контролю, а також помітне відставання в розробці інформаційних моделей, що залучаються для опису контрольованих об'єктів, внаслідок чого практично неможливо добитися необхідної частоти вимірювань, їх якості і кількості. Третім важливим моментом, який перешкоджає поліпшенню ситуації в екологічному аспекті є той факт, що існуючі на сьогодні системи контролю, методологія і методи оцінки екологічного стану і якості головних природних компонентів (атмосферне повітря, вода) засновані переважно на "забруднюючо-ресурсному" підході, що спирається на нормативи ГДК, ГДВ, ГДС та ін.

В даний час існує досить багато показників якості окремих компонентів навколишнього середовища. Найбільш розробленими є показники якості для атмосферного повітря і води. Наприклад, ІЗВ – індекс забруднення води, що є середнє від суми виміряних концентрацій, що діляться на ГДК для пріоритетних забруднювачів.

Основними загальними недоліками всіх цих показників є [5]:

- застосування ГДК як порогової величини, хоча ГДК не є екологічною величиною (ГДК – санітарно-токсикологічна величина);

- переважне відстежування ситуації всього лише по одній складовій – хімічній – і лише по напряму склад. Фізична і біотична складові в переважній більшості випадків ігноруються. Досить рідко беруться до уваги параметри, що характеризують процеси, властивості і явища, що відбуваються в контрольованому об'єкті;

- слабка наукова обгрунтованість показників, що запроваджуються;

- недостатня чутливість;

- слабка кореляція з іншими показниками, наприклад, з ризиком;

- відсутність зв'язку з кількісною оцінкою рівня екологічної безпеки;

- погана сумісність цих показників з вимогами, інформаційними системами, що висуваються, і системами прийняття рішень.

Для успішного вирішення задач, пов'язаних з прогнозуванням, плануванням, оперативним управлінням і контролем якості водного середовища, необхідний комплексний опис гідродинамічних, гідрохімічних і гідробіологічних процесів у водоймищах. Такий опис проводиться з використанням методів системного аналізу і математичного моделювання.

Прогрес у області екологічного контролю і моніторингу може бути досягнутий за рахунок виявлення справжніх, адекватних показників якості – індикаторів і індексів для всіх даних елементів контрольованого об'єкту [6]. Визначення таких індикаторів і індексів повинне ґрунтуватися на сучасному рівні знань і тому в розгляд повинні бути включені нові дані.

При цьому вирішуються такі питання:

- визначення цілей і задач екологічного контролю і способів їх вирішення в нових зовнішніх і внутрішніх умовах, що сформувалися;

- аналіз і підбір адекватних індикаторів та методів визначення наслідків техногенної діяльності, розроблених в рамках інших проектів;

- оцінка їх відповідності принципам загальноєвропейської програми стійкого розвитку і цілям забезпечення екологічної безпеки на регіональному рівні;

- розробка пропозицій для обґрунтування і відбору загальних індикаторів стійкого розвитку регіону, пов'язаних з екологічними наслідками техногенної діяльності;

- розробка методології повинна полягати у формулюванні як загальних, так і приватних критеріїв обґрунтування та відбору індикаторів, оцінці вже існуючих і вживаних індикаторів і доповненні їх модифікованими версіями, а при необхідності й новими індикаторами [7].

Таким чином, перевага даного підходу, на відміну від загальноприйнятого, полягає в тому, що комплексну оцінку рівня екологічної безпеки пропонується проводити на основі нової організаційної структури екологічного контролю та інформаційної моделі шляхом залучення спеціально сформованих нових показників стану навколишнього середовища – індикаторів і індексів якості, пов'язаних з рівнем екологічного ризику, що дозволяють запровадити кількісну міру рівня екологічної безпеки і міру екологічного ризику.

Висновки

Отже, підсумовуючи викладене вище, можна зробити висновок, що пошук ефективних зв'язків між економікою і природними водноресурсними системами, між водопотребами соціально-економічного розвитку і поліпшенням екологічних умов існування людини має важливе значення для стабілізації й оздоровлення екологічної ситуації в країні, оскільки суспільство сягнуло такого ступеню залучення водних ресурсів в господарський обіг, що вони перетворились в головний лімітуючий чинник соціально-економічного розвитку країни.

Використання водних ресурсів - невід'ємна складова природокористування, яка є найбільш економічно та соціально зорієнтованою формою зв'язку людини з довкіллям, бо на відміну від інших галузевих виробничих комплексів, які сформувались на базі територіального зосередження сировинних і трудових ресурсів, водно-господарський комплекс охоплює всю територію країни: жодна сфера діяльності та життя населення не можлива без використання води.