Методы оценки экологического состояния водоемов

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Смоленский государственный университет»

Факультет естественно-географический

Кафедра экологии, химии и методики ее преподавания

Курсовая работа

на тему: «Методы оценки экологического состояния водоемов»

 

 

 

  Выполнила:

Студентка 3 курса очного отделения

Направления подготовки

«экология и природопользование»

Быкова Наталья Павловна

Научный руководитель:

кандидат биологических наук

Войтенкова Наталья Николаевна

Оглавление

Приложение

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Развитие биосферы и человеческого общества немыслимо без воды, которая является постоянным спутником и необходимым условием воспроизводства живого органического мира. Занимая промежуточное положение между атмосферой и литосферой, гидросфера постоянно находится в тесной взаимосвязи с ними. Поэтому загрязнение воды отрицательно скажется на состоянии других оболочек нашей планеты и приведёт к изменениям в них в худшую сторону, что, несомненно, отразится на благосостоянии человека и  его здоровье.[13]

Поиск альтернативного варианта оценки качества водных объектов ведётся давно и создано множество критериев, основывающихся на различных свойствах воды. Используются показатели, характеризующие органолептические свойства поверхностных вод (температура, цвет, цветность, запах, привкус, мутность и др.); физико-химические свойства (рН, электропроводность, содержание солей и отдельных ионов, жесткость и т.д.); содержание веществ, потребляющих кислород (биологическое потребление кислорода (БПК) ,химическое потребление кислорода (ХПК), перманганатная окисляемость и др.); содержание биогенных веществ (NH4+, NO2-, NO3-, PO43- и др.); совокупности множества гидробиологических характеристик.

В разных странах существует множество подходов к оценке состояния водных объектов и их классификации по степени загрязнения, отличающихся перечнем используемых показателей качества воды, количеством выделяемых классов, нормативными значениями показателей, их группировкой, методами интерпретации результатов мониторинга и т.д.

На данный момент времени в России не существует утвержденных экологических нормативов на качество водной среды.

Система санитарно-гигиенического нормирования с использованием предельно допустимых концентраций (ПДК) длительное не отвечает современным требованиям, так как давно наметилась тенденция к оценке состояния водных объектов не с точки зрения потребностей конкретного природопользователя, а с точки зрения сохранения структуры и функциональных особенностей всей экосистемы в целом.

ИЗ основных претензий к действующей системе ПДК можно выделить следующие:

1. концентрация веществ в воде не отражает токсикологическую нагрузку на экосистему, так как не учитывает процессы аккумуляции веществ в биологических объектах и донных отложениях, т.е. не учитывается предыстория, связанная с накоплением в водной среде загрязняющих веществ;
2. федеральные ПДК не учитывают специфику функционирования водных экосистем в различных природно-климатических зонах (широтная и вертикальная зональность) и биогеохимических провинциях (естественные геохимические аномалии с различным уровнем содержания природных соединений);
3. при обосновании ПДК не учитывается разный трофический статус экосистем, сезонные особенности природных факторов, на фоне которых проявляется токсичность загрязняющих веществ.

Перечисленные, а также некоторые другие недостатки санитарно-гигиенического нормирования не отвергают необходимость оценки состояния водных объектов по ПДК, но свидетельствуют о необходимости разработки новых подходов для решения данной проблемы[1].

Объект – методики необходимые для экологической оценки водоёмов.

Предмет -  оценка экологического состояния водоёма.

Цель – изучить основные методы оценки экологического состояния водоёмов и определить их эффективность..

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Определить виды водных объектов.
2. Изучить способы оценки состояния водных объектов.
3. Определить особенности гидробиологической интегральной оценки качества вод.
4. Определить особенности гидрохимического индекса загрязнения воды (ИЗВ).
5. Определить особенности индекса оценки трофического состояния водоема.
6. Определить особенности гидрофизических методов.
7. Определить особенности санитарно-бактериологической оценки качества воды.

 

 

 

 

 

Глава I Краткая характеристика водных объектов

1.1. Вода - природный ресурс

Вода является возобновимым природным ресурсом, поскольку ежегодно поступает в виде атмосферных осадков. Эти осадки стекают с водосборных бассейнов в реки и озера, образуя подземные запасы вод, которые являются главными источниками пресной воды страны. Одно и то же вещество воды может использоваться несколько раз разными пользователями. Вода может быть использована в технологическом процессе и потом в виде сточных вод сброшена пользователем, а затем может стать объектом потребления другого водопользователя. Несмотря на то, что воды являются восполняемым и повторно используемым природным ресурсом, повсеместно в России нет достаточного количества воды, чтобы позволить каждому использовать ее в достаточном объеме. Дефицит водных ресурсов возникает, когда природные явления (например, засуха) уменьшают количество выпадаемых осадков, являющихся источником возобновления данного природного ресурса; воды загрязняются в результате сброса сточных вод, изменяется гидрологический режим рек из-за строительства дамб, плотин, в то время как человеческие потребности возрастают до такой степени, что превышают обычный допустимый забор воды.

Вода, так же, как полезные ископаемые и лес, является природным ресурсом, который имеет важное экономическое и экологическое значение. Однако, в отличие от иных природных ресурсов, вода абсолютно необходима для существования человека. Это обстоятельство определяет особое значение правового регулирования отношений собственности на воды, пользования ими, охраны и распределения.

1.2. Виды водных объектов

Факт сосредоточения вод в поверхностном или подземном водном объекте является главным условием для включения их в сферу действия водного законодательства. Определение понятия «водный объект» дано в ст. 1 ВК РФ. Это сосредоточение вод на поверхности суши в формах ее рельефа либо в недрах, имеющее границы, объем и черты водного режима. В ст. 7 ВК РФ понятие «водного объекта» уточнено. Поверхностные воды и земли, покрытые ими и сопряженные с ними (дно и берега водного объекта), рассматриваются как единый водный объект. Подземные воды и вмещающие их горные породы также признаются единым водным объектом.

Поверхностные водные объекты представляют собой постоянное или временное сосредоточение вод на поверхности суши в формах ее рельефа, имеющего границы, объем и черты водного режима. Поверхностные водные объекты состоят из поверхностных вод, дна и берегов. Такие водные объекты имеют многофункциональное значение и могут предоставляться в пользование для одной или нескольких целей одновременно.

Поверхностные водные объекты подразделяются на поверхностные водотоки и водохранилища на них, поверхностные водоемы, ледники и снежники (ст. 9 ВК РФ). Рассмотрим их более подробно.

Поверхностные водотоки — это поверхностные водные объекты, воды которых находятся в состоянии непрерывного движения. К ним относятся реки и водохранилища, ручьи, каналы межбассейнового перераспределения и комплексного использования водных ресурсов. Поверхностными водоемами являются поверхностные водные объекты, воды которых находятся в состоянии замедленного водообмена. К поверхностным водоемам относятся озера, водохранилища, болота и пруды. Ледниками водное законодательство признает движущееся естественное скопление льда атмосферного происхождения на земной поверхности. Снежники — неподвижные естественные скопления снега и льда, сохраняющиеся на земной поверхности в течение всего теплого времени года или его части.

К числу водных объектов относятся также внутренние морские воды и территориальное море Российской Федерации. Внутренними морскими водами являются морские воды, расположенные в сторону берега от исходных линий, принятых для отсчета ширины территориального моря Российской Федерации. Территориальным морем Российской Федерации являются прибрежные морские воды шириной 12 морских миль, отмеряемые в соответствии с нормами международного права и российским законодательством.

Как уже говорилось, кроме поверхностных водных объектов, существуют также и подземные водные объекты, которые определяются как сосредоточение находящихся в гидравлической связи вод в горных породах, имеющее границы, объем и черты водного режима (ст. 17 ВК РФ). К ним относятся:

1. водоносный горизонт — воды, сосредоточенные в трещинах и пустотах горных пород и находящиеся в гидравлической связи;
2. бассейн подземных вод — совокупность водоносных горизонтов, расположенных в недрах;
3. месторождение подземных вод — часть водоносного горизонта, в пределах которой имеются благоприятные условия для извлечения подземных вод;

естественный выход подземных вод — выход подземных вод на суше или под водой.

Кроме того, ВК РФ подразделяет водные объекты на внутренние воды и трансграничные (пограничные)  водные объекты. Все водные объекты на территории России, за исключением территориального моря Российской Федерации, являются внутренними водами. Поверхностные и подземные водные объекты, которые обозначают, пересекают границу между двумя или более иностранными государствами или по которым пролегает Государственная граница Российской Федерации, являются трансграничными (пограничными) водными объектами.

Наряду с указанной классификацией, водное законодательство выделяет также водные объекты общего и особого пользования. Водными объектами общего пользования являются те, которые находятся в общедоступном, открытом пользовании. На таких водных объектах осуществляется общее водопользование в порядке, установленном водным законодательством. Ограничения использования водных объектов общего пользования допускаются, если это прямо предусмотрено российским законодательством.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава II Способы оценки состояния водных объектов

Важнейшим показателем при определении нагрузок на окружающую среду является понятие качества среды. Качество окружающей среды — состояние окружающей среды, которое характеризуется физическими, химическими, биологическими и иными показателями и (или) их совокупностью [10]. Качество среды - мера соответствия природных условий потребностям живых организмов. Показатель качества среды может включать природные и антропогенные факторы загрязнения. В качестве критериев качества среды могут быть использованы биологическая продуктивность экосистемы, соотношение видов, состояния трофических систем и т.п. Качество воды зависит от химического состава воды, физических свойств - цвета, вкуса и запаха - и биологических особенностей воды. Термин «качество воды» употребляется в контексте определенного аспекта ее использования. Существует множество целей использования воды: для питья, купания, удаления отходов, рекреации, полива, в различных производственных процессах. Очевидно, что не имеется универсального или общепринятого набора требований к качеству воды. Для каждой формы использования применяются свои стандарты качества. Как правило, эти стандарты формулируются в виде критических уровней определенного свойства воды, которые не должны быть превышены. Поэтому, к примеру, вода, которая считается непригодной для питьевых целей, вполне может использоваться для орошения или даже купания. При этом отметим, что вода это возобновляемый ресурс, она способна к восстановлению, самоочищению.

Водным кодексом Российской Федерации определяются так называемые нормативы предельно допустимых вредных воздействий (ПДВВ). Однако остается открытым вопрос о предельно допустимых значениях этих параметров. Механизм системной увязки экологического нормирования, экологической экспертизы, программно-целевого подхода и экологического мониторинга к решению экологических проблем делает процесс управления более целостным и эффективным[8].

Нормативы качества водных объектов устанавливаются в форме предельно допустимых концентраций вредных веществ (ПДК). ПДК - концентрация вещества в воде, при превышении которой воды становятся непригодными для одного или нескольких видов водопользования. Величина ПДК - это экспериментально установленное и официально утвержденное максимально допустимое постоянное содержание конкретного вредного вещества в водах водного объекта.

Водоем считается загрязненным, если показатели качества воды изменились, в результате антропогенного воздействия и вода стала непригодной хотя бы для одного из видов водопользования или водопотребления. Степень предельно допустимого загрязнения воды определяется предельно допустимой нагрузкой, которая зависит от вида использования водного объекта.

В России нормирование качества воды водоемов и водотоков осуществляется в зависимости от видов водопользования:

1. хозяйственно-питьевое водопользование - использование водных объектов в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения;
2. коммунально-бытовое водопользование - использование водных объектов для купания, занятия спортом и отдыха населения;
3. рыбохозяйственное водопользование - использование водных объектов для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов [2].

Для водоемов 1-й категории установлены ПДК более чем для 1700 веществ, для водоемов 2-й категории - почти для 1000. Оценка качества вод по ПДК не учитывает разный трофический статус экосистем, сезонные особенности природных факторов, на фоне которых проявляется токсичность загрязняющих веществ.

Оценка степени загрязнения водного объекта по отдельным веществам проводится с использованием критерия ПДК и ОБУВ (ориентировочно-безопасный уровень воздействия) для рыбохозяйственных, а также фоновых региональных концентраций веществ - ксенобиотиков. Наиболее часто используемый в отечественной практике критерий ПДК и расчеты на его основе суммарного индекса загрязненности не учитывают региональных особенностей и предопределяют в какой-то степени необходимость определения большого числа нормируемых компонентов [3].