Воды | Значения ИЗВ | Классы качества вод |
Очень чистые | до 0,2 | I |
Чистые | 0,2–1,0 | II |
Умеренно загрязненные | 1,0–2,0 | III |
Загрязненные | 2,0–4,0 | IV |
Грязные | 4,0–6,0 | V |
Очень грязные | 6,0–10,0 | VI |
Системы классификации качества воды. Рассмотрим две из них, наиболее известные и часто применяемые на практике.
Система классификации качества воды по А.А. Былинкиной и С.М. Драчеву. Эта классификация впервые заложила основы шестибалльной шкалы классификации водоемов. Оценка качества воды осуществляется с использованием следующих показателей:
· химические показатели состояния водоемов (табл. 9.2);
· бактериологические и гидробиологические показатели (табл. 9.3);
· показатели состояния водоемов по физическим и органолептическим свойствам (табл. 9.4).
Таблица 9.3
Бактериологические и гидробиологические показатели
Степень загрязнения | Бактериологические | Яйца гельминтов, в 1 м3 | Санитарно-гидробиологические | |||
Кишечная палочка (титр) | Сапрофитные микроорганизмы, в 1 мл | Пря-мой счет | Сапробность | Биологический показатель загрязнения | ||
Очень чистые | 10–100 | a×10 | 105 | Нет | Ксеносапробная | 0–5 |
Чистые | 10–1 | a×100 | 106 | Нет | Олигосапробная | 6–10 |
Умеренно загрязненные | 1–0.05 | a×1000 | 106 | 1–3 | b-Мезосапробная | 11–20 |
3агрязненные | 0.05–0.005 | a×10000 | 107 | a-Мезосапробная | 81–60 | |
Грязные | 0.005–0.001 | a×100000 | 107 | Полисапробная | 61–99 | |
Очень грязные | <0.001 | a×1000000 | 108 | Полисапробная |
Примечание: Биологический показатель загрязнения (БПЗ) или индекс Хорасавы, принятый в международном стандарте качества питьевой воды (1958 г.), представляет собой отношение количества одноклеточных организмов, не содержащих хлорофилла (В), к общему количеству организмов, включая содержащие хлорофилл (А), выраженное в % [Руководство по методам.., 1983] :
Таблица 9.2
Химические показатели состояния водоемов
Степень загрязнения | Растворенный кислород | БПК5, в мг/л | Окисляемость, в мг/л О2 | Аммонийный азот, в мг/л | Токсичные вещества в долях ПДК | Радио- активность общая в долях норматива | ||
в мг/л | % насыщения | |||||||
Лето | Зима | |||||||
Очень чистые | 14–13 | 0.5–1.0 | 0.05 | 0.1 | ||||
Чистые | 12–11 | 1.1–1.9 | 0.1 | 0.1–0.9 | 0.1 | |||
Умеренно загрязненные | 7–6 | 10–9 | 2.0–2.9 | 0.2–0.3 | 1.0–5.9 | 1.0 | ||
3агрязненные | 5–4 | 5–4 | 3.0–3.9 | 0.4–1.0 | 6.0–10.9 | |||
Грязные | 3–2 | 5–1–0 | 4.0–10.0 | 5–15 | 1.1–3.0 | 11.0–20.0 | ||
Очень грязные | >10 | >15 | >3 | >20 |
Примечание: Окисляемость относится к рекам с цветностью воды не более 30о
Таблица 9.4
Показатели состояния водоемов по физическим и органолептическим свойствам
Степень загрязнения | Взвешенные вещества мг/л | Прозрачность | Запах, в баллах | Нефть | рН | |||
по Секки, в м | по Снеллену, в см | в баллах | в мг/л | |||||
Очень чистые | 1–3 | >2 | >30 | 0.00 | 6.5–8.0 | |||
Чистые | 4–10 | 2–1 | 30–20 | 0.1–0.2 | 6.5–8.5 | |||
Умеренно загрязненные | 11–19 | 1–0.3 | 19–3.0 | 0.3 | 6.0–9.0 | |||
3агрязненные | 20–50 | 0.3–0.1 | 2.0–1.0 | 5–6, 9–10 | ||||
Грязные | 51–100 | 0.1–0.02 | <1.0–0.5 | 5–6, 9–10 | ||||
Очень грязные | >100 | <0.02 | < 0.5 | 2–4, 11–13 |
В качестве главных показателей рекомендуется взять пять следующих: титр кишечной палочки, запах, БПК5, азот аммонийный и внешний вид водоема у места взятия проб (по степени загрязнения нефтью). Весьма важным показателем санитарного состояния водоемов является также содержание токсических веществ, в том числе, радиоактивных. «В качестве показателя степени загрязнения водоемов по содержанию токсических веществ можно принять отношение количества токсических веществ, найденных аналитически, к допустимым концентрациям, согласно существующим нормативам. В отношении содержания радиоактивных веществ показателем может быть взята суммарная b-активность, поскольку в отношении данного определения имеется наибольшее количество аналитических материалов» [Драчев, 1964].
Каждому из показателей придается приоритет – цифровое значение, соответствующее важности и значимости данного фактора. Если по различным показателям классификация водоема выполняется неоднозначно, то необходимо рассчитать общий показатель загрязнения путем усреднения числовых значений условных приоритетов. Коэффициенты для подсчета общего показателя и группировка водоемов по сумме признаков приведены в табл. 9.5.
Таблица 9.5
Система коэффициентов для выведения общего значения показателя
Наименование показателя | Степень загрязнения | |||||
Очень чистые | Чистые | Умеренно загрязненные | 3агряз-ненные | Грязные | Очень грязные | |
Азот аммонийный | ||||||
БПК5 и токсические вещества | ||||||
Радиоактивность общая | ||||||
Титр кишечной палочки | ||||||
Запах | ||||||
Внешний вид | ||||||
Средне-суммарный коэффициент загрязнения | 0–1 | 3–4 | 5–7 | 8–10 | >10 |
Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши Жукинского А.П. Одной из первых попыток создания глобальных классификаций, построенных по экосистемному принципу, когда в классификационный рубрикатор включаются как гидрофизические и гидрохимические показатели (абиотическая составляющая), так и характеристики гидробионтов (биологическая составляющая экосистем), стала разработка Института гидробиологии АН УССР. В преамбуле указывается на следующее: «чтобы проследить и уяснить сущность и степень происходящих экологических изменений водных экосистем, необходимо иметь единую достаточно репрезентативную классификацию качества воды, охватывающую большинство компонентов водной экосистемы».
Схема общей иерархии показателей (строк) и градаций (столбцов) разработанной системы классификации представлена в таблице 9.6. В сущности, авторы предложили не единую классификацию, а три самостоятельных классификации: единую пятиклассно–девятиразрядную классификацию С для трех групп "экологических" показателей и две классификации А и B по минеральному составу воды, не совместимые ни с первой, ни друг с другом.
Таблица 9.6
Схема комплексной экологической классификации
По О.П. Оксиюк и В.Н. Жукинскому
Показатели | Градации качества | Тип | ||
Группа | Подгруппа | Класс | Разряд | |
Солевой состав | Степень минерализации (соленость) | Пресные | гипогалинные | А |
олигалинные | ||||
Солоноватые | мезогалинные | |||
полигалинные | ||||
Соленые | эугалинные | |||
ультрагалинные | ||||
Ионный состав по О.А. Алекину [1946]: Ca2+, Mg2+, Na+ | Гидрокарбонатные | В | ||
Сульфатные | ||||
Хлоридные | ||||
Эколого-санитарная (трофосап-робиологическая) | Гидрофизические | Предельно чистая | Предельно чистая | С |
Биотрофные и гидрохимические | ||||
Гидробиологические | Чистая | Очень чистая | ||
Бактериологические | Вполне чистая | |||
Биоиндикация сапробности | ||||
Трофность | Удовлетворительной чистоты | Достаточно чистая | ||
Эколого-токсикологическая | Содержание токсичных веществ | неорганические | Слабо загрязненная | |
органические | Загрязненная | Умеренно загрязненная | ||
Токсичность по биотестам | Сильно загрязненная | |||
Радиоэко-логическая | Вездесущие радионуклиды | Грязная | Весьма грязная | |
Коррозионные радионуклиды | ||||
Осколки деления | Предельно грязная |
Основная классификация качества воды по остальным трем группам показателей основана на девяти разрядах, которые агрегируются в пять классов, что "более привычно и близко к европейским стандартам" [Унифицированные методы.., 1977].
Глава 10. Общие и суммарные показатели качества вод
Физические свойства воды
Плотность и удельный объем. Под плотностью воды r понимается отношение ее массы m к объему V, занимаемому ею при данной температуре. За единицу плотности принята плотность дистиллированной воды при 4° С. Плотность воды зависит от ее температуры, минерализации, давления, количества взвешенных частиц и растворенных газов.
Изменение плотности воды оказывает существенное влияние на режим водоемов, вызывая конвекционные токи и течения, стремящиеся выровнять возникшую неравномерность в распределении плотности.
Теплоемкость и теплопроводность. Количество тепла, необходимое для нагревания 1 г воды на 1°С, называется удельной теплоемкостью. В гидрологии теплоемкость обычно выражается в кал/(г*град). Вода характеризуется наибольшей теплоемкостью по сравнению с другими жидкими и твердыми веществами, за исключением водорода и аммиака. Благодаря большой теплоемкости воды суточные и сезонные изменения ее температуры оказываются менее значительными, чем изменение температуры воздуха, удельная теплоемкость которого в 4 раза меньше, чем теплоемкость воды.