Влияние на водоемы кислотных дождей
Дождевая вода имеес нейтральную реакцию (РН=7). Но поскольку даже в самом чистом воздухе имеется углекислый газ, то растворяя его вода приобретает РН - 5,6 - 5,7. Вымывая из загрязненной атмосферы кислые компоненты, в частности оксиды азота и серы дождь становится кислым.
В пресном водоеме вода чаще имеет не нейтральную, а щелочную реакцию (РН=8) за счет вымываемых из почвы минералов и разложения органичеаских остатков. К такому составу приспособились все обитатели рек и озер.
При выпадении кислых дождей, РН которых может достигать 2 - 3, вода некоторое время сохраняет щелочную реакцию, благодаря способности нейтрализовать поступающую в нее кислоту. Понемногу озеро начинает подкисляться. При РН = 7, когда вода приобретает нейтральную реакцию, в ней начинает падать содержание кальция. На нерестилищах гибнуть икра, которая нуждается в определенной дозе кальция для возникновения зародышей. При РН = 6,6 гибнут улитки, при РН = 6 исчезают креветки, погибает икра остальных земноводных, при РН = 5,5 сокращается видовое разнообразие живых существ. По мере гибели бактерий, разлагающих органику водоема начинают скапливаться отмершие кислые и другие органические остатки, Гибнет планктон, составляющий основу пищи для ихтиофауны. Нарушенное кальциевое равновесие у одних рыб нарушает перенос ионов в жаберные мембраны, у других - приводит к потере способности образовывать икру. Из донных осадков и окружающих почв начинают выщелачиваться токсичные металлы (алюминий, ртуть, свинец, кадмий, берилий, никель) . Часто они оказываются более опасными, чем сама по себе высокая кислотность. При РН = 5,5 бурно развиваются кислотные мхи, грибы. Когда РН достигает 4,5 рыбы в водоеме уже не остается, гибнут амфибии и многие насекомые. Вода в озере выглядит чистой и прозрачной, потому что в ней вымерли все микроорганизмы и органические остатки нетролнутыми ложатся на дно. Сфагнум, некторые водоросли и грибы образуют плотный ковер, препятствующий поступлению питательных веществ. Под этим ковром постепенно иссякают запасы кислорода и начинают развиваться бактерии - анаэробы, выделяющие углекислый газ, метан и сероводород.
Нормирование загрязнений в водных объектах
За основу нормирования качества воды в водных объектах берут совокупность допустимых значений показателей состава и свойств воды ( ПДК вредных веществ в водном объекте ), при которых сохраняются безопасность для здоровья человека и нормальные условия водопользования.
В основе нормирования лежат три критерия вредности: Заглушающие остальную растительность.
а) влияние на общий санитарный режим водного объекта,
б) влияние на органолептические свойства воды,
в) влияние на здоровье населения.
Влияние на общий санитарный режим оценивается по способности водоема к самоочищению; интенсивности процессов минерализации азотосодержащих соединений; интенсивности развития и отмирания водорослей.
Органолептические свойства (окраска, запах, привкус) легко обнаруживаются органами чувств человека и резко снижают пользование источником. Они не устраняются обычными методами очистки.
Влияние загрязнений на здоровье устанавливается длительными экспериментами на животных.
После изучения всех критериев, ПДК устанавливается по наиболее значимому (лимитирующему) показателю вредности.
Нормы каческтва поверхностных вод усианавливаются для хозяйтвенно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного использования.
К хозяйтвенно-питьевому относится использования водных объектов для бытовых целей и предприятий пищевой промышленности.
Коммунально-бытовое водопользование - использование водных объектов для купания, спорта и отдыха населения.
Рыбохозяйственные водотоки и водоемы используются для воспроизводства, промысла и миграции рыб, беспозвоночных и водных млекопитающих.
Как правило водоем загрязняется несколькими ингредиентами. Поэтому оценивается комбинированное воздействие загрязнений. При этом сумма отношений концентраций загрязняющих веществ (Ci) к их ПДК должна быть меньше или равна единице.
Рыбохозяйственные ПДК базируются на комплексных ихтиологических, гидробиологических, микробиологических и химических исследованиях .
Рыбохозяйственный ПДК это такая концентрация вредных веществ, при постоянном присутствии которых водоем остается практически чистым: 1- в нем не зарегистрированы случаи гибели рыб и их кормовых организмов; 2- не наблюдается постоянного исчезновения тех или иных видов рыб; 3 - не происходит порчи товарного качества рыбы; 4 - в водоеме не отмечаются условия, способные в определенные сезоны привести к гибели рыбы.
При разработке рыбохозяйственных ПДК проводится комплексное изучение, в лабораторных и полевых условиях на рыбах и на кормовых беспозвоночных организмах.
По относительной чувствительности к загрязнениям рыбы условно делятся на три группы:
высокочувствительные (лососевые, сиговые, осетровые, судак);
средней чувствительности ( окуневые, корюшка, щука);
малочувствительные и не пригодные для токсикологических исследований ( карп, карась, гупии).
Основными показателями служат: выживаемость, воспроизводство, темпы роста, неприятный привкус и запах, накопление токсикантов и возбудителей болезней.
Показатели качества воды
Основными показателями вод различных источников являются: физические, химические, биологические и бактериологические
Физические показатели характеризуются как общесанитарные. К ним относятся:
Содержание взвешенных веществ (частиц песка, ила, планктона), которые определяется взвешиванием осадка после его выпаривания , мг/л;
Цветность (окраска) оцениваются в условных единицах;
Вкус и запах обуславливаются растворенными солями, газами, органическими соединениями и оцениваются в баллах (органолептические), либо по порогу разбавления.
Химические показатели условно делятся на пять групп: главные ионы, растворенные газы, биогенные вещества, микроэлементы, органические вещества.
Главные ионы - наиболее распространены в природных водах анионы HCO-3, SO2-4, Cl- , CO2-3, HSiO-3 и катионы Na+ ,K+,Ca2+ , Mg2+, Fe2+, они составляют 90-95 % от общего содержания.
Содержание в воде растворимых солей кальция и магния характеризуют ее жесткость. Различают жесткость карбонатную (СаСО3, MgCO3) и некарбонатную (СаSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2, Ca(NO3)2, Mg(NO3)2).
Растворенные газы : O2, CO2, H2S и др. Содержание кислорода в воде определяется поступлением его из воздуха и образования в результате фотосинтеза. Растворимость кислорода зависит от температуры воды. Зимой его меньше. СО2 находится как в растворенном виде , так и в виде углекислоты. Основными источниками СО2 являются биохимические процессы распада биохимических веществ. H2S бывает органического (продукт распада) и неорганического (растворение минеральных солей) происхождений. H2S придает воде неприятный запах и вызывает коррозию металла.
Биогенные вещества. К этой группе относятся необходимые для жизнедеятельности водных организмов и образующиеся в процессе обмена веществ соединения азота и фосфора.
Микроэлементы - элементы, содержание которых в воде менее 1 мг/л. Наиболее важны йод и фтор.
Органические вещества присутсвуют в виде гуминовых соединений образующихся при разложении растительных остатков и органических соединений поступающих со стоком. Их определяют показателями. ХПК (химическое потребление кислорода) и БПК (биологическое потребление кислорода). ХПК – это количество кислорода, которое идет на окисление органики химическим путем в присутствии катализатора (сульфата серебра или бихромата калия), мг/л. БПК – это количество кислорода, которое идет на окисление органики естественным путем (биологическое окисление веществ), мг/л.
Активная реакция рН. рН – это отрицательный логарифм конценрации ионов водорода в растворе.
Биологическими показателями качества воды являются гидробионты и гидрофлора.
Гидробионты - обитатели от дна до поверхности.
Гидрофлора - растительность макро- и микрофиты. Макрофиты - высшая форма растительности. Микрофиты - водоросли. При отмирании макрофитов вода обогащается органическими веществами, ухудшающими органолептические показатели. Микрофиты - продуцируют кислород.
Бактериологические показатели - присутствие болезнетворных микроорганизмов (кишечной палочки). Содержание бактерий группы кишечной палочки в 1 литре воды определяет ее коли-индекс. наименьший объем воды (мл), приходящийся на 1 кишечную палочку называется коли-титром.
Требования к качеству воды зависят от цели ее использования. В табл. приведены требования к качеству питьевых вод.
К воде, применяемой для промышленных целей предъявляются менее жесткие требования. Причем исходят из технологии (для котлов - мягкую и т.д.).
Все водоемы в зависимости от целей водопользования делятся на хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного назначения (табл. ).
| Показатели | Цели водопользования | ||||||
| Хоз-питьевые нужды населения | Коммун.-быт. нужды населения | Нужды рыбного хоз-ва | |||||
| высш. и 1 кат. | 2 категория | ||||||
| Взвешенные вещества | При сбросе сточных вод и др. работах на водном объекте содержание взвешенных веществ в контрольном створе не должно увеличиваться по сравнению с естественными условиями более, чем на | ||||||
| 0,25 г/м3 | 0,75 г/м3 | 0,25 г/м3 | 0,75 г/м3 | ||||
| Плавающие примеси (в-ва) | На поверхности воды не должны обнаруживаться пленки нефтепродуктов, масел, жиров и скопления др. примесей. | ||||||
| Окраска | Не должна обнаруживаться в столбике | Вода не должна приобретать посторонней окраски. | |||||
| 20 см | 10 см | ||||||
| Запахи, привкусы | Вода не должна приобретать запахи интенсивности > 1 балла, обнаруживаемые: | Вода не должна сообщать посторонних запахов и привкусов мясу рыбы. | |||||
| непосредственно, при хлорировании и др. способах обработки | непосредственно | ||||||
| Температура | Летняя температура воды после сброса не должна превышаться более, чем на 30 по сравнению со среднемесячной t 0C воды самого жаркого мес. за последние 10 лет | 0C воды не должна повышаться по сравнению с естественной температурой объекта более, чем на 50. | |||||
| Водородный показатель(рН) | Не должен выходить за пределы 6,5-8,5. | ||||||
| Минерализация | Не более 1000 мг/л, в том числе хлоридов 350мг/л, сульфатов 500 мг/л, железа не более 0,3 мг/л, общая жесткость 0,7 мг-экв/л | Нормируется по показателю "привкуса" | Нормируется согласно таксациям рыбо-хозяйствееных водных объектов | ||||
| Растворенный кислород | Не должен быть менее 4 мг/л в любой период года | В зимний подледный период должен быть не менее | |||||
| 6 мг/л | 4 мг/л | ||||||
| В летний период не менее 6 мг/л | |||||||
| Биохимическое потребление кислорода, БПКполн. | Не должно превышать при температуре 20 0С | ||||||
| 3 мг О2/л | 6 мг О2/л | 3 мг О2/л | 3 мг О2/л | ||||
| Химическое потребление кислорода, ХПК | Не должно превышать | ||||||
| 15 мг О2/л | 30 мг О2/л | — | — | ||||
| Химические вещества | Не должны содержаться в концентрациях, превышающих нормативы | ||||||
| Возбудители заболеваний | Вода не должна содержать возбудителей заболеваний, в т.ч. жизнеспособные яйца гельминитов (оскарид, власоглав, токсокар, фасциол) и жизнеспособных патогенных кишечных простейших. | ||||||
| Токсичность воды | — | — | Вода водного объекта не должна оказывать хронического токсического действия на тест-объекты. | ||||
Условия сброса сточных вод в водоемы