Методы исследования экологического состояния водных объектов

39



Введение

Актуальность.  В современном мире гидросфера испытывает огромную антропогену нагрузку, потоки разнообразных загрязняющих веществ поступают в водные экосистемы, вызывая их деградацию и снижение качества воды, зачастую делая ее непригодной для питья. Поэтому защита водных объектов от антропогенного воздействия – одна из насущных экологических проблем современного мира и условие выживания человечества. При этом важная роль отводится экологическому мониторингу, в котором используется комплекс гидробиологических, гидрологических и гидрохимических показателей и методов. 

Из потока загрязнителей водных экосистем, особенно в густонаселенных регионах, в экологическом мониторинге следует акцентировать внимание на поступающие в результате антропогенного воздействия потоки тяжелых металлах, которые относятся к чрезвычайно стойким загрязнителям.  Тяжелые металлы обладают способностью концентрироваться в взвесях и донных отложениях и повторно загрязнять водный объект. Растворимые формы тяжелых металлов в толще воды могут быстро меняться во времени и пространстве и слабо отражают реальную загрязненность водного объекта. С другой стороны, так как донный слой образуется длительное время, он является самым информативным источником для исследований. В процессе накопления донных отложений в них со временем увеличивается концентрация загрязняющих веществ, которую экологическим службам необходимо отслеживать. Если упустить момент превышения загрязняющих веществ над уровнем предельно допустимой концентрации, то это может сказаться на экологии прилежащего к водоему участка и качестве воды. Именно в этом и состоит актуальность выбранной тематики. Поэтому при оценке загрязненности водных объектов тяжелыми металлами следует делать акцент на взвеси и донные отложения. Однако, с точки зрения практической реализации этого подхода единая методология исследования донных отложений пока не разработана, используются разные методы, что вызывает трудности в сравнении и интерпретации получаемых данных. Важным аспектом, сдерживающим регулярное и массовое исследование загрязненности донных отложений, также является высокая стоимость при реализации этих работ, что является стимулом для поиска новых более дешевых и экспрессных методов отбора, пробоподготовки и анализа загрязненности донных отложений

Предметом данного исследования является оценка состояния загрязнения тяжелыми металлами донных отложений реки Сходня.

Цель работы: оценить преимущества и недостатки рентгенофлуоресцентного определения тяжелых металлов в донных отложениях на примере реки Сходня.

Задачи:

- изучить гидрохимический, гидрологический и гидробиологический подходы в оценке экологического состояния водных объектов;

- освоить методики отбора проб донных отложений, их подготовки и рентгено-флуоресцентного анализа на содержание тяжелых металлов;

- изучить пространственные и статистические закономерности варьирования содержания тяжелых металлов в донных отложениях реки Сходня.

Объектом исследования является рентгенофлуоресцентный метод определения тяжелых металлов в донных отложениях.

Практическая значимость данного исследования состоит в том, что, оценив содержание тяжёлых металлов в донных отложений реки Сходня рентгенофлуоресцентным методом, можно дать анализ ее нынешнего состояния, тем самым скорректировать систему мониторинга ее экологического состояния, что в последствии может быть использовано для развития научно-обоснованной нормативно-правовой базы оценки экологического качества донных отложений и для улучшения экологического состояния прилегающих территорий.

Апробация

Результаты работы и основные положения были представлены и обсуждались на конференции «Московская научно-практическая конференция Студенческая наука» РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева» (Москва, 2016).

Структура и объем работы 

Диссертационная работа изложена на 99 страницах, включая 33 таблицы и 20 рисунков; состоит из введения, четырех глав, выводов, списка используемой литературы, включающего 109 наименований. 

Автор выражает благодарность своему научному руководителю д.с-х.н., профессору А. В. Пуховскому; к.т.н., доценту Н.В. Лагутиной, заведующей кафедрой "Общей и инженерной экологии", а также к.б.н. Т.Ю. Пуховской за оказанное внимание, поддержку и помощь в работе.















































Глава 1. Методы исследования экологического состояния водных объектов



1.1. Гидробиологические показатели и методы изучения водных экосистем



Гидробиология – наука о надорганизменных формах организации жизни, изучающая структуру и функционирование водных экосистем. Это определение включает непосредственно изучение отдельных водных организмов (гидробионтов), их популяций и сообществ, взаимодействий между ними и с неживой природой. Водная экология (гидроэкология, экология гидросферы) – часть геоэкологии, которая изучает водные экосистемы как комплекс 3-х взаимодействующих компонентов: водной среды, водных организмов и деятельности человека.  [54]

1. Создание биологических основ обеспечения людей чистой водой, в том числе – само оптимизация функционирования экосистем, формируемых с целью промышленного очищения питьевых и сточных вод. 

2. Увеличение биологической продуктивности водоемов для получения максимального количества биологического материала.

3. Экспертный анализ экологических последствий зарегулирования, перераспределения и переброски стока рек, антропогенного изменения гидрологического режима озер и морей. 

4. Анализ вновь создаваемых промышленных, сельскохозяйственных и других предприятий для водных экосистем с целью охраны последних от недопустимых повреждений.

5. Наблюдение за состоянием водных экосистем. Основным методом гидробиологии, как и остальных экологических дисциплин, является системный подход, то есть рассмотрение экосистемы как единого, и численный подсчет протекающих в ней потоков энергии, вещества и информации. Таким образом, гидробиология всегда оперирует величинами численности организмов, их биомассы и продукции. С целью численного учета применяют различные орудия и приборы как специфически гидробиологические – планктонные сети дн?черпатели, драги, планкт?н?черпатели, батометры различных конструкций, так и многие приборы, взятые из запасов гидрохимии, гидрофизики, гидрологии. Зачастую применяются погружные и дистанционные биофизические приборы.

Общая гидробиология исследует экологические процессы в водоемах и водотоках. В ней выделяют: системную гидробиологию, тр?фологическую гидробиологию, энергетическую гидробиологию, этологическую гидробиологию, палеогидр?биологию, бент?логию, планктол?гию. [54]

Среди  соединения гидробиологических методов,  описывают специально предназначенных для  протекающих оценки  способ качества  солей воды  объектах или,  воды точнее,  гидромете степени  исследования общего  обычно загрязнения  акцент или  мышьяк достигнутой  используя стадии  анализа самоочищения  жердев виднейшее  этой место  впадающие занимает  воде система  него индикаторов  загрязнения сапробности  гидрологию вод,  иванов предложенная  видовой еще  действие в начале  обусловлен ХХ века  загрязненность К?льквитцем  ослаблению и Марсс?ном. Самыми ценными в показательном отношении Я.Я. Никитинский признавал организмы обрастаний, поскольку они позволяют получать осредненные оценки протекающей воды, особенно обрастания камней на перекатах. Планктонные организмы должны использоваться для получения картины загрязнения той части водотока, которая находится выше точки отбора пробы и бентоса для определения степени загрязнения донных отложений. Пробы, берущиеся в плесах и заводях, имеющие меньшее значение для анализа среднего общего загрязнения всей массы воды в реке, получают большее значение для оценки местных, подчас случайных загрязнений, иногда оказывающихся очагами загрязнения всей массы воды в реке. С.М. Вислоух призывал к строгим таксономическим определениям организмов, предлагал учитывать обычные для водоема и массовые организмы, ориентироваться на отбор проб в сезоны интенсивного развития групп организмов и формирования наиболее п?лночленных биоценозов. При  средняя отборе  принципе проб  среду планктона  савелки и бентоса  числяемыми следует  проблемы учитывать  декоративным скорость  является течения,  ручном распределения  характерная загрязнений  донные по профилю  хозяйственного русла  состава реки  составляет и относительно  периодом берегов,  зависела учитывать  ратнорынм очаговые  полностью загрязнения (концентрацию  привкуса загрязнений) в  кислоты результате  нормативом замедленного  изменение водообмена,  классификация наличие  вредное ям на дне.

Одни и те же организмы могут характеризовать разную степень загрязнения. Для дна несомненными показателями загрязнения следует признавать лишь ?-мез?сапробов и полисапр?бов, ориентируясь на их численность, размножение (наличие молоди). Относительно планктонных индикаторных организмов надо иметь в виду, что пробы, взятые в зоне сильного непосредственного загрязнения, ниже сброса сточных вод, могут дать вполне «чистое» сообщество организмов, занесенных сюда течением из незагрязненных участков реки выше сброса стоков, еще не погибших и не опустившихся на дно. В то же время, пробы зоопланктона, взятые в 5-6 км ниже сброса, могут оказаться пустыми, так как организмы 10 на этом пути погибают от действия загрязнений в районе сброса, разрушаются (коловратки) или опускаются на дно (рачки). 

К гидробиологическим характеристикам чаще всего относят: [54]

1. Показатели развития фитопланктона:  

- общее количество фитопланктона. Однако это недостоверный показатель для классификации тр?фности водоема. Это связано с размером клеток. Целесообразно сравнить смешанный состав водорослей вместе с сине-зеленым и с явным преобладанием сине-зеленых. Во втором случае тр?фность выше или высокая, хлорофилл «а» часто используется для измерения количества фитопланктона и, следовательно, является используемым показателем в классификации водоемов по тр?фности. Градации величин хлорофилла «а» даются относительно биомассы фитопланктона и содержания хлорофилла «а» при наиболее интенсивном развитии фитопланктона;  

- общая биомасса фитопланктона (основной показатель уровня трофности); 

- степень увеличения – эвтрофирование, тем более за счет одной группы – зеленых, диатомовых или сине- зеленых;  

- общее число видов фитопланктона в пробе (малопригодный показатель для классификации водоемов по трофности, так как обнаруживаемое число видов в определенной мере связано с квалификацией специалиста). При достаточной качественной обработке образцов большое разнообразие без доминирующей группы означает более низкую тр?фность; снижение разнообразия и развитие доминирования одной группы – этап эвтрофикации.  Хорошим показателем является соотношение А:R – первичной продукции и деструкции. С развитием эвтрофикации увеличивается количество мелкоклеточных видов с преобладанием сине-зеленых и хлорококковых, уменьшается доля крупноклеточных диатомовых и дин?флагеллят. 

2. Показатели развития зоопланктона:  

- общее количество зоопланктона (малопригодный показатель трофности) всегда связан с показателем биомассы, для оценки состояния воды в качестве отдельного показателя обычно не используется;  

- общая биомасса зоопланктона (основной показатель в оценке трофности). Увеличение биомассы всегда указывает на повышение трофности;  

- общее число видов зоопланктона в пробе. Большое количество видов в пробе – индикатор олиг?трофии и, в целом, чистоты водоема или его отдельных участков – экологических зон; при эвтрофировании водоем обогащается коловратками, резко ослабляется развитие растительноядных диаптомусов, увеличивается количество циклопов, уменьшается численность фильтраторов, преобладают собиратели, хвататели и седиментат?ры;

- численность и биомасса группы клад?цер. Увеличение эвритопных клад?цер – дафний и б?смин указывает на повышение трофности. В качестве критерия оценки допустимой степени ухудшения качества воды водного объекта в результате попадения в него сточных вод используются ПДК промышленного, бытового и сельскохозяйственного загрязнения. Уровень ПДК должен соответствовать конкретным особенностям типа водопользования (питьевое, культурно-бытовое, рыбохозяйственное).



1.2. Гидрологические показатели и методы исследования



Гидрология является частью географии, которая изучает природные воды, закономерности круговорота воды в природе. [54] 

Любой водный объект и его режим можно описать с помощью определенного набора гидрологических характеристик. Эти характеристики можно разделить на несколько основных групп. [75]

Характеристики водного режима: уровень воды (Л, метры (м) в Балтийской системе высот (БС) или сантиметры (см) над 0 поста), скорость течения (v, м/с), расход воды (Q, м3/с), сток воды за интервал времени ?t (W, м3, км3), уклон водной поверхности (I, величина безразмерная) и т.д. Большинство из этих характеристик можно отнести не только к водотокам и водоемам, но и к специальным водным объектам — ледникам, подземным водам.

Характеристики теплового режима: температура воды, снега, льда (Т, °С), теплосодержание водного объекта или тепловой сток за интервал времени ?t (?, Дж) и т.д.

Характеристики ледового режима: сроки наступления и окончания различных фаз ледового режима (замерзания, ледостава, таяния, вскрытия, очищения ото льда), толщина ледяного покрова, сплоченность льдов и т.д.

Свойства режима наносов: содержание в воде взвешенных наносов или мутность воды (s, кг/м3), расход наносов (R,кг/с), распределение наносов по фракциям (крупности) и т.д.

Характеристики формы и размера водного объекта: его длина (L, м, км), ширина (В, м, км), глубина (h, м) и т.д.

Кроме  лурье того,  метод к числу  очистные гидрологических  одосбор обычно  мониторинг относят  биоценоза такие  чтобы характеристики,  нормативной как  водорода гидрохимические  устойчивых — минерализацию  полученных воды (М,  уменьшается мг/л) или  после ее соленость  зекцер (S, ‰),  характеристик содержание  профессору отдельных  показателей ионов  никель солей,  длина газов,  волны загрязняющих  остальные веществ  источников и другие;  донных гидрофизические  сточных — плотность  показатели воды (?,  результатом кг/м3),  плотность вязкость  сходня воды  экспрессной и другие;  водимых гидробиологические  анионы — состав  уксусной и численность  экспресс водных  кипящую организмов (экз./м2) и  пенистостью величину  достаточной биомассы (г/м3,  погрешность г/м2) и  проб другие. [75]

Совокупность гидрологических данных водного объекта в данном месте и в данный момент времени определяет гидрологическое состояние водного объекта.

Исследование гидрологических характеристик основано на изучении гидрологического режима из-за изменчивости гидрологического состояния водного объекта. Совокупность закономерностей изменения гидрологического состояния водного объекта и является гидрологическим режимом. 

 Сущность гидрологического режима водных объектов – это изменение гидрологических характеристик в пространстве и во времени. Под изменением гидрологических характеристик в пространстве понимают их изменение от места к месту (вдоль, поперек или по глубине реки, вдоль или по глубине моря или озера и т.д.), от одного водного объекта к другому.

Изменение гидрологических характеристик во времени (временная изменчивость) имеет несколько масштабов. Выделяют изменчивость:

- вековую (с интервалами времени или периодами, исчисляемыми столетиями); 

- долгосрочную (периоды колебаний – от нескольких до десятков лет);

- внутригодовую, или сезонную (колебания в течение года);

- кратковременную, имеющую период в несколько суток (например, колебания синоптического масштаба с периодом 3–10 дней);

- сутки (суточная или внутрисуточная изменчивость).

Общая гидрология делится на три большие части: [75]

- гидрологию морей, которая занимается изучением морей и океанов;

- гидрологию суши, или точнее гидрологию поверхностных вод суши, изучающую водные объекты суши – реки, озера, водохранилища, болота, ледники; 

- гидрологию подземных вод, изучающую воды, находящиеся в свободном состоянии в верхней части земной коры.

Что касается методов, используемых в гидрологическом анализе, одним из наиболее важных методов является полевое исследование. Полевые исследования делятся на экспедиционные и стационарные. Первые из них заключаются в разработке относительно краткосрочных (от нескольких дней до нескольких лет) экспедиций на водных объектах (в океане, на леднике, реке, озере). Вторые состоят в проведении длительных (обычно многолетних) наблюдений в отдельных местах водных объектов – на специальных гидрологических станциях и постах. Обычно гидрологические исследования объединяют экспедиционные и стационарные методы. [75]

Кроме того, для мониторинга гидрологических характеристик в водных объектах используются различные измерители уровня воды и течений и зонды, которые фиксируют температуру воды и содержание ряда гидрохимических показателей в точке измерения. Эхолоты и боковые гидролокаторы используются для изучения рельефа дна и для измерения глубин на реках, озерах и морях с фиксацией результатов измерений на компьютере. 

Кроме того, широко используются так называемые нетрадиционные дистанционные методы наблюдения и измерения с помощью локаторов, аэрокосмические съемки и наблюдения, автономные системы записи (автоматические гидрологические посты на реках, буйк?вые станции в океанах).

Заключительным этапом исследований во многих случаях являются теоретические обобщения и анализ. Среди этих методов в последнее время на первый план выходят методы математического моделирования, системного анализа, гидролого-географических обобщений, включая гидрологическое районирование и картографирование, геоинформационные технологии.

В рамках изучения гидрологического состояния рек, подвергаются исследования такие характеристики как: [75]

- географическое положение бассейна на континенте, которое может быть выражено через удаленность (км) от океана, широту и долготу центра и крайних точек бассейна;

- географическая зона (зоны) или высотные пояса;

- геологическое строение, тектоника, физические и водные свойства подстилающих грунтов, гидрогеологические условия;

- рельеф, который может быть охарактеризован количественно, через среднюю высоту бассейна и средний уклон бассейна;

- климат (характер циркуляции атмосферы, режим температуры и влажности воздуха, количество и режим атмосферных осадков, испарение);

- почвенно-растительный покров, характеризующийся данными о доли площади бассейна (%), которая занята лесами и почвами того или иного типа;

- характер речной сети;

- наличие и особенности других водных объектов, таких как:

 1) озера;

 2) болота;

 3) ледники.

Наиболее важная особенность любого речного бассейна – это степень его изменения под воздействием хозяйственной деятельности. При этом различают искусственное преобразование поверхности бассейна (сведение лесов, распашка земель и другие агролес?технические мероприятия, оросительные и осушительные мелиорации) и искусственное преобразование гидрографической сети бассейна и режима самих рек (сооружение плотин и водохранилищ, каналов, шлюзов, осуществление других гидротехнических мероприятий в руслах рек, регулирование, изъятие и переброска стока и др.).

Такие характеристики бассейна, как его озерность, болотистость, лесистость и другие могут быть выражены количественно через соответствующие коэффициенты озерности kоз, болотистости kбол, лесистости kлес, вычисляемые по формулам вида:

             k=f/F,                                                              (1)

где f – площадь, занятая озерами (болотами, лесами, ледниками и т.д.); F – полная площадь бассейна; k – выражаются либо в долях единицы, либо в процентах. [75]

Таким образом, суть гидрологического анализа заключается в том, что анализ дает данные о количестве и качестве, изменении ее гидрологических характеристик, что в свою очередь служит опорной информацией для промышленности, коммунального хозяйства, строительной сферы и так далее. 



1.3. Гидрохимические показатели и методы исследования



Гидрохимическим анализом называется совокупность методов, установленных для определения состава воды. [56] 

Этот анализ, как правило, основан на изучении химического состава проб воды.

Отбор проб – это процедура, от правильного выполнения которой зависит точность полученных результатов. Чаще всего в водоеме отбираются разовые пробы. Иногда при обследовании водоема, может потребоваться необходимость отбора серий периодических и регулярных проб – из поверхностного, глубинного, придонного слоев вод и т.д. Пробы также могут быть взяты из подземных источников, водопроводных труб и т.п. [80]. В нормативных документах (например, ГОСТ 17.1.5.05-85. Государственный стандарт Российской Федерации. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков (от 01.07.1986г.) и ИСО 5667-1:2006. Качество воды. Отбор проб. Часть 1. Руководство по составлению программ и методик отбора проб (от 14.12.2006 г.) и другие) определены основные правила и рекомендации, которые следует использовать для получения репрезентативных проб. Различные виды водоемов вызывают некоторые особенности отбора проб в каждом случае. [13,4]

Для того, чтобы определить влияние места сброса сточных вод и вод притоков, пробы берутся выше по течению и в точке, где происходит полное перемешивание воды. Следует отметить, что загрязнение может быть распределено неравномерно вдоль потока реки, поэтому обычно пробы отбирают в местах с максимально бурным течением, где потоки хорошо перемешиваются. Пробоотборники располагаются ниже по течению потока, на нужной глубине. [80]

Кроме того, пробы необходимо проверить на содержание различных химических элементов. Гидрохимические методы позволяют выявить повышенную концентрацию химических веществ, таких как щелочные и щелочноземельные металлы, а также свинец, никель, медь, цинк, молибден, кобальт, уран, радий, сурьма, мышьяк, йод и бром.

Различают воду: 

питьевую;

природную воду для питья,

воду культурно-бытового и рыбохозяйственного назначения, 

сточные воды (нормативно-очищенные, стоки неизвестного происхождения, ливневые). 

Также выделяются различные типы источников потребления воды, например, водопровод, колодцы, артезианские скважины, подземные источники и поверхностные источники и др.  Такое распределение проводится в тех случаях, когда нужно учесть специфику источника или, когда можно ожидать каких-либо характерных способов загрязнения воды, а также способов распространения загрязнений. 

Стандартами качества воды для различных источников называются предельно-допустимые концентрации (ПДК), ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) и ориентировочно-безопасные уровни воздействия (ОБУВ) – содержатся в нормативной и технической литературе, которая представляет собой 

водно-санитарное законодательство, к которым относят и Государственные стандарты (ГОСТы). Что касается значений ПДК водоемов, то они устанавливаются Федеральными санитарными правилами, нормами и гигиеническими нормативами, установленные Государственной системой санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации, в частности ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования» от 30.09.2016 г. [15]

Среди нормативов качества воды устанавливаются лимитирующие показатели вредности:

органолептические, 

санитарно-токсикологические или обще-санитарные. 

Лимитирующий показатель вредности объединяет группу нормативов для веществ, вредное воздействие которых на организм человека и окружающую среду наиболее выражено именно в этом отношении.  Таким образом, к органолептическим лимитирующим показателям относят нормативы для тех веществ, которые вызывают неудовлетворительную органолептическую оценку (по вкусу, запаху, цвету, пенистости) при концентрациях, которые входят в допустимые значения. К органолептическим лимитирующим показателям относят также ПДК для имеющих окраску соединений хрома (VI) и хрома (III), которые имеют запах и характерный привкус керосина и хлорофоса, образующего пену сульфолана и т.п. Лимитирующие общесанитарные показатели, устанавливаются в виде нормативов для относительно малотоксичных и нетоксичных соединений – например, уксусной кислоты, ацетона, дибутилфталата и т.п.  Для остальных (основной массы) вредных веществ установлены как лимитирующие санитарно-токсикологические показатели вредности. [80]

Проверяемые пробы воды при гидрохимическом анализе оцениваются в соответствии со следующим характеристикам: [80]

1. Цветность является естественным свойством природной воды из-за присутствия в ней гуминовых веществ и сложных соединений железа. Цветность воды может быть определена свойствами и структурой дна водоема, характером водной растительности, прилегающих к водоему почв, наличием в водосборном бассейне болот и торфяников и другое.  

Удовлетворительная цветность воды исключает необходимость определения тех загрязняющих веществ, ПДК которых установлены по цветности (лимитирующий показатель – органолептический).  К таким загрязнителям относятся многие красители и соединения, которые образуют интенсивно окрашенные растворы и имеющие высокий коэффициент светопоглощения.  Цветность воды определяют визуально или фотометрически сравнением окраски пробы с окраской условной 1000-градусной шкалы цветности воды, приготавливаемой из смеси бихромата калия K2Cr2O7 и сульфата кобальта CоSO4. Для воды поверхностных водоемов эта цифра допускается не более 20 градусов по шкале цветности. Если окраска воды не соответствует естественному тону или имеет интенсивный естественный цвет, то определяется высота столба жидкости, при котором обнаруживается окраска, а также качественно характеризуется цвет воды.  Соответствующая высота водного столба не должна превышать:

для воды водоемов хозяйственно-питьевого назначения – 20 см; 

культурно-бытового назначения – 10 см.  

Можно определить качество цвета воды в пробирке высотой 10–12 см.

Цветность определяется длиной волны света. Соответствующие значения представлены в табл. 1.

Таблица 1 - Длина волны спектра и соответствующие окраски



2. Запах воды вызван наличием в ней летучих пахнущих веществ, которые попадают в воду естественным образом либо со сточными водами. Практически все органические вещества (особенно жидкие) имеют запах.  Обычно запах определяется при нормальной (20°С) и при температуре воды выше 60 ° C. Запах по природе своего происхождения делится на две группы:

естественного происхождения (от живущих и отмерших организмов, от воздействия почв, водной растительности и т.п.). Запахи естественного происхождения: землистый, гнилостный, плесневый, торфяной, травянистый и прочее.

искусственного происхождения. Запахи искусственного происхождения: нефтепродуктов (бензиновый и другие), хлорный, уксусный, фенольный и другие.  

Интенсивность запаха оценивают по 5-ти балльной шкале. (табл.2)

Таблица 2 - Характер и интенсивность запаха



	Для питьевой воды запах не должен превышать двух баллов.

3. Вкус и привкус.  

 У питьевой природной воды при отсутствии подозрений на ее загрязненность проводится оценка вкуса.  Различают 4 вкуса: 

соленый, 

кислый, 

горький, 

сладкий. 

Остальные вкусовые ощущения считаются привкусами (солоноватый, горьковатый, металлический, хлорный и т.п.). (табл.3)

Таблица 3 – Характер и интенсивность вкуса и привкуса



4. Мутность и прозрачность.  

Мутность воды зависит от концентрации в воде мелких примесей – нерастворимых или коллоидных частиц различного происхождения, а также от некоторых других характеристик воды, таких как наличие осадка, наличие взвешенных веществ или грубодисперсных примесей. 

Показатель мутности обычно применяется для сточных вод. (табл. 4)

Таблица 4 – Характеристика вод по прозрачности (мутности)



Прозрачность, измеряется как высота водяного столба, при взгляде сквозь который можно увидеть определенный знак (отверстия на диске, стандартный шрифт, крестообразная метка и т.п.). Мутность определяют фотометрически (турбидиметрически – по ослаблению проходящего света или нефелометрически – по светорассеянию в отраженном свете), а также визуально – по степени мутности столба высотой 10–12 см в мутномерной пробирке.  В последнем случае пробу описывают качественно следующим образом: прозрачная; слабо опалесцирующая; опалесцирующая; слабо мутная; мутная; очень мутная (ГОСТ 24902-81. Вода хозяйственно – питьевого назначения. Общие требования к полевым методам анализа). [9] 

Международный стандарт СТ РК ИСО 7027-2007 «Качество воды. Определение мутности» [16] описывает также полевой метод определения мутности (а также прозрачности) воды с использованием специального диска, известного как диск Секки. Метод удобен тем, что позволяет использовать для анализа мосты, наклоненные над водой деревья, обрывистые берега и того подобное. [16]

5. Пенистость.  Пенистостью считается способность воды сохранять искусственно созданную пену. Данный показатель может быть использован для качественной оценки присутствия таких веществ, как детергенты (поверхностно-активные вещества) природного и искусственного происхождения. Пенистость определяется при анализе сточных и природных загрязненных вод.

6. Температура является важной гидрологической характеристикой водоема, показателем возможного теплового загрязнения.  Тепловое загрязнение водоема происходит, как правило, в результате использования воды для удаления избыточного тепла и сброса воды с повышенной температурой в водоем.  

При тепловом загрязнении температуры воды в водоеме возрастает по сравнению с естественными температурами в тех же точках в соответствующие периоды сезона.  Тепловое загрязнение опасно, поскольку оно вызывает усиление жизненных процессов и ускорение естественных жизненных циклов водных организмов, изменение темпов химических и биохимических реакций, происходящих в водоеме. 

В условиях теплового загрязнения существенно изменяется кислородный режим и интенсивность процессов самоочищения водоема, интенсивность фотосинтеза и др.  В результате естественный баланс водоема нарушается, развиваются особые экологические условия, которые отрицательно влияют на сообщества. Измерение температуры должно проводиться в нескольких точках водоема, разделенных несколькими сотнями метров: в месте, где ожидается тепловое загрязнение, и в контрольной точке (температурный фон).  Необходимо учитывать, что в выбранных точках должны быть близкие физические и гидрологические условия: скорость течения, глубина, продуваемость, освещенность солнцем и прочее. Если изучается проточный водоем, то контрольная точка должна быть выше по течению.  Измерения температуры следует избегать в местах, где естественная вода может нагреваться, а именно на отмелях, в зарослях водных растений и т.п. Так как в таких местах температура обычно значительно превышает общий температурный фон.

Температура воды определяется непосредственно на водоеме калиброванным термометром с ценой деления 0.1 – 0.5°С (в некоторых случаях оправдано измерение с ценой деления 1°С). Термометр устанавливается в пробоотборнике, который помещается на выбранную глубину и удерживается на требуемой глубине не менее 5   –  10 мин, после чего пробоотборник поднимается и, не вынимая термометр, сразу же определяется температура. Температуру поверхностных слоев определяют, опуская термометр на глубину 15 – 20 см. Температура в поверхностных слоях воды может значительно (на 3–5°С и более) отличаться от температуры на глубинах в несколько метров. 

Особое внимание следует уделить рекам, впадающим в водоем, каналам и сточным канавам.  Если есть притоки, впадающие в водоем (сточные канавы, ручьи, реки) температура определяется также в зонах смешивания воды и в местах впадения в водоем.  При наличии разницы в несколько градусов (? 3), мы можем сказать о тепловом загрязнении водоема. Ошибка измерения температуры может быть сведена к минимуму, если измерения проводились по следующим правилам:

- при измерении использовался только калиброванный термометр (откалибровать термометр или проверить его точность можно, опустив его в тающий лед и в кипящую воду; 

- температур измерялась в разных точках одним и тем же термометром;

- результатом измерения считают среднее арифметическое нескольких наблюдений.

Процедура измерения температуры представлена на рисунке 1.



Рисунок 1. Выполнение измерений температуры

7. Грубодисперсные примеси (взвешенные вещества).  Количественное промышленные определение точке грубодисперсных числяемыми примесей алекин следует, определяется по возможности, проводить реки сразу excel же после температуре отбора особенно пробы. Для определения примесей их отделяют, фильтруя воду через различные пористые материалы: мебранные фильтры, стеклянные или фарфоровые фильтрующие пластинки.  Бумажные фильтры нежелательны из-за гигроскопичности фильтровальной бумаги. При определении результатов необходимо указывать размер пор. (табл. 5)

 Таблица 5 - Характеристика водных масс по уровню концентрации взвешенных веществ



8. Водородный показатель (pH).  Для всех живых существ в воде (за исключением некоторых кислотоустойчивых бактерий) минимально возможная величина pH = 5; дождь, имеющий рН <5.5, считается кислотным дождем.  

В цветность питьевой специальных воде определения допускается пробах pH 6.0 –  9.0.

В воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования –  6.5 – 8.5.  

рН-метрия и визуальная колориметрия сильные используются загрязнения для определения водоемов pH.  pH-метрия используется  вызывают для  пойме измерения  лимитирующим водородного показателя  запах с помощью  речной стационарных (лабораторных) приборов –  трофии рН-метров, тогда как визуальную  оценки колориметрию проводят  структура с использованием  отрицательный портативных  весенние тест-комплектов,  температура на основе  ингибированию реакции универсального  валерьева или  ляхин комбинированного  воде индикатора  методика с ионами водорода,  менение сопровождающейся  расход изменением цвета раствора.  Шкала петин значения уровни водородного оценив показателя методы рН представлена мониторингу в таблице 6.

Таблица 6 - Шкала значения водородного показателя рН



9. Щелочность и кислотность. Щелочность обусловлена наличием в воде следующих веществ:

1)  сильные щелочи (KOH, NaOH) и летучие основания (например, NH3?H2O), а также анионы, обуславливающие высокую щелочность в результате гидролиза в водном растворе при рН> 8.4 (СО32– , S2– , PO43–, SiO32– и др.);

2) слабые основания и анионы летучих и нелетучих слабых кислот (HCO3– , H2PO4– , HPO42– , CH3COO–, HS–, анионы гуминовых кислот и др.). 

.......................