Обоснование допустимой нагрузки на водные объекты северо-восточной части бассейна Финского залива при помощи комплексной оценки

     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     РЕФЕРАТ
     Целью работы является обоснование допустимой нагрузки на водные объекты северо-восточной части бассейна Финского залива при помощи комплексной оценки. 
     В первом разделе работы приведен аналитический обзор подходов комплексной оценки, а также методология обоснования допустимой нагрузки на поверхностные водные объекты.
     Во втором разделе описаны методы и средства комплексной оценки, применяемые в данной исследовательской работе, приведены основные расчетные формулы для индексов.
     В третьем разделе представлены результаты оценки состояния водных объектов по кислородному режиму водоема, индексу трофического состояния водоема (ITS), гидрохимическому индексу загрязнения воды (ИЗВ) и удельному комбинаторному индексу загрязнения воды (УКИЗВ). Описана область применения индексов.
     В четвертом разделе приведен расчет нормативов допустимого воздействия (НДВ) по индикаторным загрязняющим веществам для реки Черная (Гладышевка).
     В пятом разделе приведен расчет нормативов допустимого сброса (НДС) для водопользователей ДОЛ «Маяк» и ДОЛ «Океан» реки Черная (Гладышевка). Проведено сопоставление НДВ и НДС, даны рекомендации по снижению нагрузки на реку Черная. 
     Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе содержит: 8 рисунков, 11 таблиц, 7 формул, 6 приложений, 35 источников литературы. Общий объем работы составляет 83 страницы, в том числе 48 страниц - пояснительная записка.
     
     
     
     
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ	7
1.	АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР	9
1.1.	Кислородный режим водоема	11
1.2.	Биологическое потребление кислорода	12
1.3.	Индекс загрязненности воды	13
1.4.	Удельный комбинаторный индекс загрязненности воды	14
1.5.	Норматив допустимого воздействия	14
1.6.	Норматив допустимого сброса	16
2.	ОПИСАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ	18
2.1.	Растворенный кислород	18
2.2.	Методики выполнения количественных измерений	18
2.3.	Индекс трофического состояния водоёма	19
2.4.	Гидрохимический индекс загрязнения воды	20
2.5.	Удельный комбинаторный индекс загрязнения воды	21
3.	КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ	22
3.1.	Исходные данные	22
3.2.	Оценка по кислородному режиму	25
3.3.	Оценка по индексу трофического состояния	26
3.4.	Гидрохимическая оценка состояния водоемов	28
3.5.	Оценка по удельному комбинаторному индексу загрязнения воды	31
3.6.	Комплексная оценка	33
4.	РАСЧЕТ НОРМАТИВОВ ДОПУСТИМОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РЕКУ ЧЕРНАЯ (ГЛАДЫШЕВКА)	34
4.1.	Характеристика реки Черная (Гладышевка)	34
4.2.	Алгоритм расчета НДВ	35
4.3.	Результаты расчетов НДВ	36
5.	РАСЧЕТ НОРМАТИВОВ ДОПУСТИМОГО СБРОСА	38
5.1.	Прямая задача	38
5.2.	Обратная задача	39
5.3.	Основные выводы и рекомендации по обоснованию нагрузки	39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	42
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ	43
ПРИЛОЖЕНИЕ 1	49
ПРИЛОЖЕНИЕ 2	71
ПРИЛОЖЕНИЕ 3	75
ПРИЛОЖЕНИЕ 4	78
ПРИЛОЖЕНИЕ 5	80
ПРИЛОЖЕНИЕ 6	82









ВВЕДЕНИЕ
     На северо-восточном побережье Финского залива находится Курортный район Санкт-Петербурга. Он выполняет рекреационную функцию засчёт благоприятного климата. Здесь расположены 12 городских пляжей, общей площадью около 120 га. На территории района действуют более 40 учреждений санаторно-курортного комплекса. По информации, полученной на основании данных Петростата, на территории района осуществляют деятельность 12 крупных промышленных предприятий, 865 предприятий малого бизнеса, 1360 индивидуальных предпринимателей.  В связи с этим территория Курортного района испытывает высокую антропогенную нагрузку и вопросы охраны окружающей среды здесь являются наиболее острыми [1].
     Актуальность работы заключается в разработке рекомендаций по обоснованию нагрузки на водные объекты при помощи комплексной оценки и (при необходимости) повышению класса качества воды.
     Целью работы является обоснование допустимой нагрузки на водные объекты северо-восточной части бассейна Финского залива при помощи комплексной оценки. 
     В рамах данной работы мной проанализирован состав вод водных объектов по содержанию хлорид-ионов (Cl-), ионов железа (Fe3+), сульфатов (SO42-), нитритов (NO2-), ионов аммония (NH4+), фосфатов (PO43-), кислорода (мг/л и в процентах содержания), показателям pH и биологическому потреблению кислорода (БПК5) в ходе полевых исследований в августе 2016 года. Также в данной работе рассмотрены и обработаны данные исследований качества вод, проведенных Межрегиональной общественной организацией “Экологический клуб аспирантов студентов и школьников Балтийско - Ладожского региона”, с 2011 по 2017гг. Было проанализировано качество воды в следующих водных объектах: река Малая Сестра, Смолячков ручей, река Ржавая Канава, река Приветная, река Черная, река Рощинка, река Гладышевка, озеро Гладышевское, озеро Серебряное, озеро Придорожное. 
     Следует отметить, что индикаторными показателями для водных объектов северо-восточной части Финского Залива, согласно схеме комплексного использования и охраны водных объектов (СКИОВО) рек и озер бассейна Финского залива [2], являются БПК5, ХПК, нитриты, железо общее, медь и марганец – их суммарный вклад в загрязненность водного объекта достигает не менее 85% и ими определяется в современных условиях загрязненность воды. Поэтому информация о содержании в воде ХПК, меди и марганца добавлены и учтены в данной работе [2].
     Комплексная оценка проведена по кислородному режиму водоема, индексу трофического состояния водоёма (Index of trophic state, ITS), гидрохимическому индексу загрязнения воды (ИЗВ) и удельному комбинаторного индекса загрязнения воды (УКИЗВ). Благоприятный кислородный режим чрезвычайно важен для водоема с целью правильного формирования процессов окисления органических веществ и дыхания гидробионтов. Индекс ITS характеризует трофическое состояние водоема, соотношение продукционно-деструкционного баланса.  Интегральные показатели качества ИЗВ и УКИЗВ дают информацию о классе качества воды.
     В данной работе для достижения цели поставлены следующие задачи: 
 Проведение комплексной оценки состояния водных объектов по интегральным показателям и индексам;
 Расчет нормативов допустимых сбросов (НДС) для отдельных водопользователей и нормативов допустимого воздействия (НДВ) реки Черная (Гладышевка).
 Предложения по снижению нагрузки посредством перехода к конкретному классу качества.
     
     

 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
     Ухудшение качества вод в водоёмах и водотоках ведёт к нарушению экологической обстановки на значительных по площадям территориях. В связи с этим является важным восстановление природного потенциала территорий, восстановления должного качества вод. На одном из первых этапов по достижению данных целей является контроль за состоянием качества водной среды. Контроль в свою очередь включает в себя экологический мониторинг водных объектов и оценку их состояния, что направлено на своевременное выявление и прогнозирование влияния негативных процессов на качество воды в водных объектах и их состояние.
     При мониторинге важно учитывать взаимосвязь количественных химических показателей водоема с его качественным состоянием. Типичным примером такой взаимосвязи является эвтрофикация водоема. Как известно, для роста водорослей необходимо наличие в воде биогенных веществ, находящихся в растворенном состоянии соединений азота, фосфора, железа и ряда других элементов. В водоемах, бедных биогенными веществами, плотность водорослей невелика, следовательно, невелика и плотность тех биологических видов, для которых водоросли служат пищей (зоопланктон, планктоноядные рыбы). Эти водоемы, как правило, богаты растворенным в воде кислородом, бедны фитопланктоном (то есть, «кормом»), вода в них прозрачна. Водоемы такого типа называются олиготрофными, что в трансляции на русский язык означает «малокормные» [3]. 
     Если концентрация биогенных веществ в воде повышается, то плотность водорослей начинает возрастать, а видовой их состав изменяется. При больших концентрациях биогенных элементов плотность водорослей становится весьма высокой, водоем «зацветает». При гниении отмирающих водорослей (особенно подо льдом) связывается значительная часть растворенного в воде кислорода. Водоем становится «богатым кормом», видовой состав экосистемы изменяется. Приблизительно так протекает эвтрофикация водоёмов при увеличении в них концентрации биогенных элементов. Водоёмы этого типа называются эвтрофными [3]. Поэтому, в связи с протеканием сложных взаимосвязанных процессов необходимо подходить к оценке состояния водоёма комплексно. 
     Качество воды в водных объектах зависит не только от отдельных показателей химического состава воды, но и от перечня и количества загрязняющих веществ. Токсические вещества при их одновременном присутствии обладают свойством аддитивности воздействия. Окончательный комплексный показатель качества воды определяется суммированием воздействий отдельных показателей при оценке вклада каждого загрязняющего вещества в отдельности [4]. 
     Для оценки степени загрязнения воды используются комплексные показатели, которые дают возможность оценить загрязнение воды по широкому кругу показателей качества [5]. В данной работе предлагается рассмотрение комплексной оценки по следующим показателям: кислородный режим, ITS, ИЗВ и УКИЗВ (рис. 1).
     
     Рис. 1. Взаимосвязь составляющих комплексной оценки.
 Кислородный режим водоема
     Кислородный режим оказывает глубокое влияние на жизнь водоема. Минимальное содержание растворенного кислорода, обеспечивающее нормальное развитие рыб, составляет около 5 мг О2/л. Понижение его до 2 мг/л вызывает массовую гибель рыб. Избыток кислорода также неблагоприятно сказывается на их состояни. Предельно допустимая концентрация растворенного кислорода (для водных объектов рыбохозяйственного назначения) составляет в зимний период 4 мг/дм3, в летний – 6 мг/дм3 [6].
     Растворенный кислород находится в природной воде в виде молекул. На содержание O2 в воде влияют множество процессов. Одни процессы увеличивают его концентрацию, другие уменьшают.
     К числу первых относятся поглощение кислорода из атмосферы, выделение кислорода водной растительностью в процессе фотосинтеза и поступление в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые обычно пересыщены кислородом. В артезианских водах все эти факторы практически не действуют и поэтому кислород в таких водах отсутствует. В поверхностных же водах содержание кислорода меньше теоретически возможного в силу протекания процессов, уменьшающих его концентрацию, а именно: потребления кислорода различными организмами, брожения, гниения органических остатков, реакций окисления и т.п [6].
     Относительное содержание кислорода в воде, выраженное в процентах его нормального содержания и называется степенью насыщения кислородом. Этот параметр зависит от температуры воды, атмосферного давления и уровня минерализации [7]. 
     Вычисляется по формуле: 
     M = (a*101308*100)/N*P                                            (1)
     где М - степень насыщения воды кислородом, %; 
     а - концентрация кислорода, мг/дм3; 
     Р - атмосферное давление в данной местности, МПа. 
     N - нормальная концентрация кислорода при данной температуре и общем давлении 0,101308 МПа, приведенная в таблице 1.
     Таблица 1.
     Зависимость растворимости кислорода в воде от температуры [8]
Растворимость
Температура воды, 0С

0
10
20
30
40
50
60
80
100
мгО2/л
14,6
11,3
9,1
7,5
6,5
5,6
4,8
2,9
0,0
     
 Биологическое потребление кислорода
Биологическое потребление кислорода (БПК) - это количество кислорода в (мг), требуемое для окисления находящихся в 1 л воды органических вещества в аэробных условиях, без доступа света, при 20°С, за определенный период в результате протекающих в воде биохимических процессов. БПК характеризует собой количество растворенного кислорода, необходимого на окисление бактериями загрязняющих органических веществ в заданном объеме воды [9].
     БПК5 рассчитывается как разность концентраций кислорода в первый день и по истечении инкубационного периода (5 дней): БПК5 = С[O2]1-С[O2]5, где: С[O2]1 - концентрация растворенного кислорода (РК) в первоначальной пробе, мг/л, С[O2]5 - концентрация РК по истечение периода инкубации, мг/л [9].
     Биологическое потребление кислорода (БПК) показывает темп использования кислорода бактериями на окисление азота, выделяющегося при разрушении органических веществ. Поэтому по значениям БПК обычно интегрально судят о наличии в воде различных органических загрязняющих веществ. Однако существуют неорганические вещества (хлор, мышьяк, некоторые металлы), угнетающие жизнедеятельность бактерий, и, следовательно, в присутствии этих веществ БПК будет снижено, хотя уровень загрязнений органическими веществами и был высоким [10].
 Индекс загрязненности воды 
     Индекс загрязненности воды – это относительная числовая величина, количественно и однозначно характеризующая разнородную совокупность компонентов и соединений химического состава поверхностных вод [11].
     Индекс загрязнения воды (ИЗВ) рассчитывают по шести показателям, которые можно считать гидрохимическими; часть из них (концентрация растворенного кислорода, биологическое потребление кислорода) является обязательной.  При получении численного значения индекса ИЗВ по таблице 2 находят класс качества и характеристику воды. Первый класс – очень чистая вода, чем больше индекс, тем более вода загрязненная. Последний класс качества седьмой – вода чрезвычайно грязная [12]. 
     Таблица 2. 
     Классы качества вод в зависимости от значения индекса загрязнения воды [12]
Воды
Значения ИЗВ
Классы качества вод
Очень чистые
     до 0,2
     1
Чистые
     0,2-1,0
     2
Умеренно загрязненные
     1,0-2,0
     3
Загрязненные
     2,0-4,0
     4
Грязные
     4,0-6,0
     5
Очень грязные
     6,0-10,0
     6
Чрезвычайно грязные
     >10,0
     7
     
     Показатель ИЗВ имеет определенные недостатки: 1) учет изолированного действия отдельных химических веществ или их групп недостаточен для оценки фактической экологической ситуации в водоеме либо чистоты питьевой воды; 2) многие загрязняющие вещества, не вошедшие в группу из шести лимитированных показателей, выпадают из внимания исследователей. В их числе могут быть и те показатели, по которым имеется превышение ПДК, а также и те, по которым ПДК не превышены [13].
 Удельный комбинаторный индекс загрязненности воды 
Удельный комбинаторный индекс загрязненности воды (УКИЗВ) - относительный комплексный показатель степени загрязненности поверхностных вод. Условно оценивает в виде безразмерного числа долю загрязняющего эффекта, вносимого в общую степень загрязненности воды, обусловленную одновременным присутствием ряда загрязняющих веществ, в среднем одним из учтенных при расчете комбинаторного индекса ингредиентов и показателей качества воды. Позволяет проводить сравнение степени загрязненности воды в различных створах и пунктах при условии различия программы наблюдений [13].
     Расчет удельного комбинаторного индекса загрязнения воды проводится по РД 52.24.643-2002 [4]. Выбор перечня ингредиентов и показателей качества воды осуществляется в зависимости от поставленной задачи.
 Норматив допустимого воздействия
    Для обоснования допустимой нагрузки на водные объекты применяют нормативы допустимого воздействия (НДВ). 
    Нормативы допустимого воздействия на водные объекты – это допустимое совокупное воздействие всех источников, расположенных в пределах речного бассейна или его части, на водный объект или его часть. НДВ разрабатываются и утверждаются по водному объекту или его участку в соответствии с гидрографическим и/или водохозяйственным районированием в целях поддержания поверхностных и подземных вод в состоянии, соответствующем требованиям законодательства [2].
    
    НДВ на водные объекты предназначены для установления безопасных уровней содержания загрязняющих веществ, а также других показателей, характеризующих воздействие на водные объекты, с учетом природно-климатических особенностей водных объектов данного региона и сложившейся в результате хозяйственной деятельности природно-техногенной обстановки [2].
    НДВ на водные объекты устанавливаются с учетом состояния водного объекта и его экологической системы на основе нормативов качества воды в водном объекте в соответствии с положениями Федерального закона от 10.01.2002 №7-ФЗ «Об охране окружающей среды» [14].
    Нормативы допустимого воздействия на водные объекты устанавливаются на период не менее 15 лет, исходя из состояния каждого конкретного водного объекта. Корректировка нормативов допустимого воздействия на водные объекты осуществляется на основе результатов государственного контроля и надзора за использованием и охраной водных объектов не чаще одного раза в 5 лет [15].
    Расчет нормативов допустимого воздействия по привносу химических веществ (НДВХИМ) на расчетный водохозяйственный подучасток (РВП) выполняется методом баланса потоков растворенных веществ и водных масс, при этом водные массы рассчитываются по схеме, приведенной на рисунке 2 [2].
    Балансовая формула расчета норматива допустимого воздействия по привносу химических веществ имеет вид:
НДВХИМ = СнрWуч - ?(СнрWест + СнвхWвх + СнобпрWобпр)	  (2)
    где Wуч - общий объем стока на водохозяйственном участке к замыкающему створу за определенный расчетный период. определяемый по формуле: 
    Wуч = Wест + Wсупр + Wвх + Wобоспр =
                            =Wбпр + Wндиф + Wсупр + Wвх + +Wобпр                         (3)
    где Wест – объем местного стока в пределах расчетного участка. формула расчета:
    Wест = Wбпр + Wндиф.					(4)
    где Wбпр - объем боковой приточности с участков неподверженных антропогенному воздействию, то есть, не выделенных в отдельный РВП;
    Wндиф - объем боковой приточности на участках с неуправляемыми диффузными источниками загрязнения;
    Wсупр – объем водоотведения, включая точечные и потенциально управляемые диффузные источники загрязнения;
    Wвх – объем стока, поступающий с вышерасположенного водохозяйственного участка;
    Wобпр – объем стока, поступающий с притоками первого порядка. обособленными в самостоятельные расчетные участки со своими нормативами качества воды водного объекта;
    Снр, Снвх, Снобпр - нормативы качества воды водного объекта для соответствующих водохозяйственных участков [2].
     
Рис. 2. Схема баланса потоков водных масс
 Норматив допустимого сброса
     В соответствии с ГОСТ 17.1.1.01-77 (п.39) под нормативом допустимого сброса (НДС) вещества в водный объект понимается масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте. Нормирование качества вод состоит в установлении совокупности допустимых значений показателей состава и свойств воды водных объектов, в пределах которых надежно обеспечивается здоровье населения, необходимые условия водопользования и благополучное состояние водного объекта. Нормы качества поверхностных вод устанавливаются для условий хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного водопользования [16]. 
     Виды использования водного объекта в пределах области, республики определяются органами Министерства природных ресурсов совместно с органами Минздрава и Минрыбхоза и утверждаются местными администрациями. На пограничных между территориально - административными единицами водных объектах вид водопользования устанавливается совместным решением соответствующих органов [16]. 
     Для всех нормированных веществ при рыбохозяйственном водопользовании и для веществ относящихся к 1 и 2 классам опасности при хозяйственно-питьевом и коммунально-бытовом водопользовании НДС устанавливаются так, чтобы для веществ с одинаковыми лимитирующими признаками вредности (ЛПВ), содержащихся в воде водного объекта, сумма отношений концентраций каждого вещества к соответствующим ПДК не превышала единицы [16]. 
     Если фоновая загрязненность водного объекта по каким-либо показателям не позволяет обеспечить нормативное качество воды в контрольном пункте, то НДС по этим показателям устанавливается, исходя из отнесения нормативных требований к составу и свойствам воды водных объектов к самим сточным водам. Если фактический сброс меньше расчетного НДС, то в качестве НДС принимается фактический сброс [16]. 
 ОПИСАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ
     Комплексная оценка состояния рассматриваемых водных объектов проведена по кислородному режиму, индексу трофического состояния, индексу загрязненности воды и удельному комбинаторному индексу загрязненности воды.
 Растворенный кислород
     Для определения кислорода предложено множество методов, основанных на различных принципах. К ним относятся объемные (главным образом, йодометрические, колориметрические и фотометрические, электрохимические (амперо-, вольтамперометрические, полярографические, кулонометрические, кондуктометрические и прочие методы (радио-метрические, хроматографические, масспектрометрические и т. д.) [17].
     Наиболее широкое распространение в анализе поверхностных вод получили йодометрические и различные способы электрохимических методов определения кислорода [18]. Также для определения содержания растворенного кислорода может применяться инструментальный метод. Для измерения растворенного кислорода используется специальный прибор – оксиметр с кислородным датчиком. Основными преимуществами этого метода является простота, малая чувствительность к присутствию посторонних веществ и автоматизация [19]. 
 Методики выполнения количественных измерений 
     В таблице 3 представлены методики, применяемые при выполнении измерений по определению содержания загрязняющих веществ в поверхностных водных объектах. Данные методики были мною применены в рамках полевых исследованиях в августе 2016г.
     
     Таблица 3.
     Методики выполнения измерений количественного содержания загрязняющих веществ в воде
Вещество
Методика
Название методики
NO2-
ПНД Ф 14.1.2:4-3-95. 
Методика измерений массовой концентрации нитрит-ионов в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом [20]
NH4+
ПНД Ф 14.1:24.262-10
Методика измерений массовой концентрации ионов аммония в питьевых, поверхностных (в том числе морских) и сточных водах фотометрическим методом с реактивом Несслера [21]
Feобщ
РД 52.24.358-2006
Массовая концентрация железа общего в водах.  Методика выполнения измерений 
фотометрическим методом с 1,10-фенантролином [22].
CI-
РД 52.24.402-2005
Массовая концентрация хлоридов в водах. Методика выполнения измерений меркуриметрическим методом [23]
PO43-
РД 52.24.382-2006
Массовая концентрация фосфатов и полифосфатов в водах. Методика выполнения измерений фотометрическим методом [24]
SO43-
РД 52.24.405-2005
Массовая концентрация сульфатов в водах. Методика выполнения измерений турбидиметрическим методом [25]
 Индекс трофического состояния водоёма
     Интегральный показатель для оценки водной экосистемы ITS основан на теоретических положениях о том, что нарушение продукционно-деструктивного баланса приводит прежде всего к изменению соотношения концентрации кислорода О2 и углекислого газа СО2 [26].
     При одинаковом насыщении воды кислородом величина рН тем больше, чем выше статус водоёма. Это позволяет в качестве интегрального показателя экологического объекта использовать величину рН приведённому к нормальному 100% насыщению воды кислородом [27].
     
     Для расчёта ITS применяется следующая формула:
                                     (5)
     где pHi – pH, измеренное за определённый период;
     [O2] – содержание кислорода в процентах насыщения;
     n – количество измерений;
     а – эмпирический коэффициент, равный 0,013.
     В результате расчётов, полученные значения сравниваются с приведёнными в таблице 4.
     Таблица 4. 
     Экологическое состояние водоема в зависимости от продукционно-деструктивного баланса [27]
Продукционо-деструкционный баланс
Экологическое состояние
ITS
Отрицательный П<Д
Дистрофное
< 5,7 ± 0,3
     
Ультраолиготрофное
6,3 ± 0,3
Нулевой П=Д
Олиготрофное
7,0 ± 0,3
Положительный П>Д
Мезотрофное
7,7 ± 0,3
     
Эвтрофное
> 8,3 ± 0,3
 Гидрохимический индекс загрязнения воды
     Индекс загрязнения воды (ИЗВ), как правило, рассчитывают по шести-семи показателям, которые можно считать гидрохимическими; часть из них (концентрация растворенного кислорода, биологическое потребление кислорода БПК5) является обязательной [28]. 
     
     Формула для расчета ИЗВ следующая:
      ,                                     (6)
     где Ci -концентрация компонента (в ряде случаев - значение параметра); 
     N - число показателей, используемых для расчета индекса; 
     ПДКi- установленная величина для соответствующего типа водного объекта [28]. 
     В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяют на классы (табл. 2). Индексы загрязнения воды сравнивают для водных объектов одной биогеохимической провинции и сходного типа, для одного и того же водотока (по течению, во времени, и так далее). При учете растворенного кислорода в ИЗВ необходимо суммировать не С/ПДК, а обратную величину (ПДК/С), так как значение кислорода нормируется нижним пределом [29]. 
 Удельный комбинаторный индекс загрязнения воды
     Удельный комбинаторный индекс загрязненности воды (УКИЗВ) рассчитывается по РД 52.24.643-2002 «Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям» [4]. Выбор перечня ингредиентов и показателей качества воды осуществляется в зависимости от поставленной задачи. В РД 52.24.643-2002 [4] приведены 3 перечня: свободный перечень, рекомендуемы перечень и свободный перечень.
     Классификация качества воды, проведенная на основе значений УКИЗВ, позволяет разделять поверхностные воды на 5 классов в зависимости от степени их загрязненности:
     1-й класс - условно чистая;
     2-й класс - слабо загрязненная;
     3-й класс - загрязненная;
     4-й класс - грязная;
     5-й класс - экстремально грязная [30].
     Удельный комбинаторный индекс загрязненности воды также используется для оценки уровня загрязненности и является весьма удобной и показательной характеристикой. Его использование обязательно, если расчеты проводили по разному числу ингредиентов [30].
 КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
 Исходные данные
     Для проведения анализа по комплексным показателям были выбраны несколько водных объектов в северо-восточной части бассейна Финского Залива. В их числе: ручей Ржавая Канава, река Малая Сестра, Сестрорецкое водохранилище, ручей Смолячков, река Приветная, река Черная (Гладышевка), река Рощинка, озеро Гладышевское, озеро Придорожное, озеро Серебряное. Номера и названия точек отбора проб приведены в 1 и 2 столбцах приложения 1. Карты-схемы расположения водных объектов с нанесением точек отбора проб приведены в приложении 2.
     Ниже приведено описание рассматриваемых водных объектов.
     Река Приветная. Длина реки 22 км, площадь водосбора 70 км2. Река вытекает из оз. Приветного и впадает в Финский залив с северного берега в 1,4 км к северо-востоку от мыса Песчаный. Рельеф местности, прилегающий к речной долине, в нижнем течении пересеченный. Растительность представлена сосновым лесом с лиственным подлеском [2]. 
     Река Черная (Гладышевка). Длина реки 18 км, площадь водосбора 668 км2. Река берет начало из оз. Гладышевского и впадает в Финский залив западнее пос. Серово. Название реки - Гладышевка - принято на участке до впадения крупного притока р. Рощинки, а нижний участок до устья называется - река Черная (Гладышевка). Растительность представлена сосновым лесом с лиственным подлеском, небольшими березовыми рощами с лугами [2]. 
     Долина р. Черная в среднем и нижнем течении V-образная. Склоны долины высотой до 10-25 м крутые, обрывистые, в устье - до 5 м, рассечены оврагами, руслами притоков, покрыты деревьями, кустами и луговой растительностью.  Берега русла крутые, подвержены деформации, поэтому местами укреплены бетонными плитами (пос. Сосновая Поляна). Ширина русла в летнюю межень до 40 м, в устье до 100 м. Дно плотное, местами порожистое. Река Черная имеет значительную естественную зарегулированность озерами: Гладышевское и Нахимовское [2]. 
     Река Рощинка. Длина реки 38 км, площадь водосбора 218 км2. Река образуется от слияния двух рек: р. Широкой, берущей начало из оз. Заливного, и р. Нижней, вытекающей из оз. Большого Симагинского, и впадает с левого берега в р.Черную в 5,8 км от ее устья. Северная часть водосбора среднехолмистая, высота холмов 20-45 м. Грунты песчаные и суглинистые. Водосбор покрыт сосновыми лесами. Долина слаборазвита, ширина её от 120 до 350 м, высота склонов от 3 до 10 м. Русло реки извилистое, ширина в нижнем течении 14 м, в устье –до 22м. Пойма двухсторонняя, у пгт Рощино шириной 30-50 м, изрезана осушительными каналами [2].
     Река Сестра. Длина реки 80 км, площадь водосбора 828 км2. Река вытекает из заболоченной местности Ленинградской области в районе болота Чистый Мох и впадает в оз. Сестрорецкий разлив Финского залива.   Вначале XVIII в. на реке в 4,8 км от устья была устроена запруда, выше которой образовалось водохранилище - Сестрорецкий разлив (оз. Разлив). Площадь разлива около 13 км2, отметка уровня воды на 8,5 м превышает уровень Финского залива. С этого времени р. Сестра впадает в северную часть разлива, а сток воды через плотину из Сестрорецкого разлива проходит в Финский залив по р. Малая Сестра, которая течет по прежней нижней части р. Сестры. В нижнем течении ширина русла в летнюю межень - от 10 до 28 м. Берега - возвышенные, местами крутые, в нижнем течении – низменные. Дно каменистое, течение довольно быстрое. В нижнем течении, в пределах Белоостровской дачи, имеются два порога – Качеловский и Майновский. В устье уровень воды в реке находится в подпоре со стороны Сестрорецкого водохранилища [2].
     Озеро Гладышевское лежит в глубокой котловине, окруженной со всех сторон холмами. Площадь водосбора составляет  294 км2, площадь зеркала — 6,0 км2. Наибольшая глубина — до 24 м. Берега почти всюду высокие, поросшие густым хвойным лесом. Только на западе они низкие и заболоченные. В озеро впадает р. Великая, соединяющая его с озером Нахимовским, а вытекает порожистая Гладышевка — приток реки Черной. Во многих местах берега и на дне озера бьют холодные ключи [2].  
     Водохранилище Сестрорецкий Разлив построено во времена Петра I ниже места слияния р. Сестры и р. Черной. Площадь водосбора водохранилища — 566 км2, площадь зеркала — 10,6 км2. Глубины редко превышают 2 м. Уровень воды на 8 м выше, чем в Финском заливе. Дно водоема ровное, слабо углублено только на участке русел затопленных рек, сложено песком и илом. Мелководья сильно заросли осокой. Берега низкие, местами перекрыты сфагновой сплавиной. Восточный берег более сырой, местами торфянистый [2].
     Мной проанализировано качество вод рассматриваемых водных объектов по содержанию хлорид-ионов (Cl-), ионов железа (Fe3+), сульфатов (SO42-), нитритов (NO2-), ионов аммония (NH4+), фосфатов (PO43-), кислорода (мг/л и в процентах содержания), показателям pH и биологическому потреблению кислорода (БПК5) в ходе полевых исследований в августе 2016 года. Также в данной работе рассмотрены и обработаны данные, которые были получены Межрегиональной общественной организацией “Экологический клуб аспирантов, студентов и школьников Балтийско - Ладожского региона”, с 2011 по 2017гг.  Индикаторными показателями для водных объектов северо-восточной части бассейна Финского Залива, согласно схеме комплексного использования и охраны водных объектов (СКИОВО) рек и озер бассейна Финского залива [2], являются БПК5, ХПК, нитриты, железо общее, медь и марганец – их суммарный вклад в загрязненность водного объекта достигает не менее 85% и ими определяется в современных условиях загрязненность воды. Поэтому информация о содержании в воде ХПК, меди и марганца добавлены и учтены в данной работе [2].
 Оценка по кислородному режиму
     Кислородный режим водных объектов оценен по содержанию растворенного кислорода и насыщенности кислородом в процентах (норма – 6,0 мг/л и 70% насыщения).  
     Для озер Серебряное, Придорожное и рек Гладышевка, Рощинка, Черная, Приветная характерно нормальное содержание растворенного кислорода в мг/л (абсолютное содержание). Относительное содержание кислорода (в % насыщения) ниже нормы было отмечено на озере Серебряном в марте 2013 года (67,4 % у западного берега и 67,2% на середине озера), в озере Придорожном в марте 2015 года (59,3% у берега и 64,9% на середине озера и 37,2% на середине), в ноябре 2012г (63,8% у южного берега), в озере Гладышевское в марте 2013 (64,8%), в реке Гладышевка в марте 2015г (66%), на реке Черная (Гладышевка) в ноябре 2011г (62,6% - у сброса сточных вод ДОЛ «Маяк» и 66,7% - у сброса сточных вод ДОЛ «Океан»). На реке Приветная минимум насыщения кислородом зарегистрирован в августе 2014 года у мостика пансионата «Восток-6» – 60,5%. Кислородный режим ручья Смолячкова нестабильный и неудовлетворительный, минимум зарегистрирован в августе 2014 года – 0,57мг/л, 6,5%. 
     Из рассматриваемых водных объектов самый неудовлетворительный режим наблюдается у реки Малая Сестра. В точке 62 (р. Малая Сестра за разветвлением) относительное содержание кислорода не достигло нормы (70%) ни в один из рассматриваемых периодов (рис 3). В точке 63 (р. Малая Сестра, начало отводного канала) значение насыщения кислородом достигло нормы 70% лишь в марте 2015г (рис 4).

Рис. 3. Динамика изменения содержания кислорода (в % насыщения) во времени в точке 62 (р. Малая Сестра за разветвлением)

Рис. 4. Динамика изменения содержания кислорода (в % насыщения) во времени в точке 63 (р. Малая Сестра начало отводного канала)
 Оценка по индексу трофического состояния
     В озере Серебряном, которое входит в систему Голубых Озер, с целью наблюдения изменчивости (или постоянства) состояния трофности водоема было рассмотрено несколько точек: одна в северо-западной части озера (номер точки 3), вторая -  на середине озера (точка № 3/1), третья – на юге озера (точка № 4). Показатель pH водоема колеблется от 6,25 до 8,22, то есть среда является нейтральной, что благоприятно для живых организмов. Насыщенность кислородом в процентах в летние месяцы составила 78 – 122,8%, осенью (в ноябре) – порядка 80,5%, весной – порядка 67 – 82%.  По индексу ITS озеро Серебряное относится к мезотрофному, пр.......................