Методические подходы к исследованию техногенного загрязнения донных отложений водных экосистем

Проблема обеспечения надлежащего экологического состояния водных ресурсов является актуальной для всех регионов Украины. Практически все поверхностные водные ресурсы Украины испытывают загрязнение, истощение и деградацию. При изучении водных экосистем наиболее информативным объектом являются донные отложения, которые аккумулируют загрязнители на протяжении длительного периода. Донные осадки являются индикатором экологического состояния экосистемы, а их состав – своеобразным интегральным показателем уровня загрязненности водоема.

Cтратегия эколого-геохимического опробования водной экосистемы основана на следующих принципах:

  • расположение точек пробоотбора непосредственно в пределах зон влияния источников загрязнения вследствие прямого сброса загрязняющих веществ в акваторию лимана и поверхностного смыва атмосферными осадками (ливневые водовыпуски);
  • максимального приближения сети опробования к регулярной с шагом 1-3 км в соответствии с «Требованиями к эколого-геологическим исследованиям масштаба 1:50 000 – 1:25 000» [1];
  • применение пробоотборного оборудования (батометр, ковшевой дночерпатель с площадью захвата

    1/40 м2) в соответствии  с требованиями ГОСТ Р 51592-2000 [2];
  • определение перечня контролируемых химических веществ на основе отчета предприятий по форме

    «2-ТП Водхоз»;
  • анализ результатов исследования с использованием ряда эколого-геохимических (коэффициент концентрации Кс), санитарно-гигиенических (коэффициент опасности Ко), интегральных (интегральный показатель опасности, суммарный показатель загрязнения Zc).

Опробование донных отложений совмещается с гидрохимическим опробованием поверхностных вод. При мелко- и среднемасштабных исследованиях водотоки длинной 5—10 км анализируются в верховье и приустьевой части. Более протяженные – в среднем через 5—10 км, интервалы опробования крупных рек – 10-25 км.
До настоящего времени государственные стандарты и санитарно-гигиенические нормативы Украины относительно предельно допустимых концентраций (ПДК) химических элементов в донных отложениях отсутствуют. Поэтому широкое распространение получил подход, при котором нормирование проводится по накоплению токсичных веществ в природных объектах.
Для нормирования химических элементов в донных отложениях за основу принимают ПДК содержания химических элементов в почвах Украины (ПДК МЗ) (табл. 1). В случае, когда ПДК МЗ не установлено, за основу принимаются значение по международному стандарту, геохимический фон почв Украины (региональные данные), либо кларк концентрации, как в случае с железом (табл. 1).

Таблица 1 – Сравнение ПДК для почв и донных отложений по данным различных источников, мг·кг–1


Элемент

Кларк [3]

Региональный фон в почве [4]

ПДК МЗ [5]
(для почв)

ПДК ЕС
(Голландия)

ЗК

Почва

Орга­нические

Мине­ральные

Валовое
содержание

Подвижные формы

Донные отложения

Почвы

Pb

16

10

10

12

32

23

85

85

Zn

83

50

54

63

55

37

140

140

Cr

83

200

65

81

100

6 для (VI)

100

100

Ni

58

40

28

34

20

4

35

35

Cu

47

20

16

11,5

33

3

35

36

Mn

1000

850

496

605

1500

600 (50)

-

Fe

51000

38000

19909

20333

Примечание: ЗК – содержание в земной коре, в скобках указан лимит для почв сельскохозяйственного назначения; прочерк – ПДК не установлено либо данные не приведены.

Нормирование загрязняющих веществ в донных отложениях обосновано с применением следующих интегральным показателям : коэффициент опасности контролируемых веществ (Ко), коэффициент концентрации (Кс), суммарный показатель загрязнения (Zc). Показатель Ко следует расчитывать как отношение фактического уровня содержания контролируемых веществ в донных отложениях (С) к ПДК:
                                                                                                 (1)
В расчете данного коэффициента лимитирующим показателем ПДК элементов выступают санитарно-токсикологические нормативы, которые использованы для элементов 1 (свинец, цинк) и 2 (медь, хром, никель) классов опасности. Очевидно, что загрязнение донных отложений тем выше, чем больше значение коэффициента опасности (Ко).
По санитарно-гигиеническим критериям (Ко, ПДК) для оценки опасности загрязнения донных отложений применяется градация: допустимая, умеренно опасная, опасная и чрезвычайно опасная категории загрязнения (табл. 2) [6].

Таблица 2 – Показатели загрязнения пород зоны аэрации [6]


Химические вещества (неорганические и органические)

Степень концентрации  (по отношению к ПДК или ОДК)

допустимая

умеренно
опасная

опасная

чрезвычайно опасная

1-го класса опасности (включая бенз/а/пирен, диоксины)

1

1-2

2-3

>3

2-го класса опасности

1

1-5

5-10

>10

3-го класса опасности (включая нефть и нефтепродукты)

1

1-10

10-20

>20

Коэффициент концентрации химического элемента (Кс) используют для определения эколого-геохимических аномалий. Показатель рассчитывают как отношение содержания элемента в донных отложениях (С) к фоновому содержанию в почвах региона (Сф):
.                                                                                   (2)
Метод нормирования по суммарному показателю загрязнения (Zс), характеризует интенсивность потоков техногенного рассеивания элементов и позволяет выявить полиэлементные аномалий. Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентраций химических элементов, содержание которых превышает фоновые значения.
,                                                                                  (3)
где Кс − коэффициент концентрации; n – число учитываемых аномальных элементов.
По суммарному показателю загрязнения  донных отложений разработана шкала для оценки уровней загрязнения донных отложений водных экосистем (табл. 3). 

Таблица 3 – Шкала оценки загрязнения водных систем [7]


Уровень загрязнения

Zc токсичных элементов в донных отложениях

Качественная оценка содержания токсичных элементов в воде

Слабый

Менее 10

Слабоповышенные относительно фона

Средний

10-30

Повышенные относительно фона; эпизодически превышение ПДК

Сильный

30-100

Во много раз выше фона; стабильное превышение отдельными элементами уровней ПДК

Очень сильный

Более 100

Практически постоянное присутствие многих элементов в концентрациях выше ПДК

Выводы. В области оценки техногенного загрязнения донных отложений водных экосистем сложилась критическая ситуация поскольку отечественная нормативная база практически полностью отсутствует. Следует отметить, что соответствующая нормативная база весьма несовершенна и в России. Учитывая перспективы интеграции Украины в ЕС, назрела насущная необходимость разработки ряда Государственных стандартов и приведения действующих нормативных документов в соответствие с Европейскими стандартами.

Список литературы

 

Методические подходы к исследованию техногенного загрязнения донных отложений водных экосистем [Електронний ресурс]  / [Смирнов В.Н., Смирнова С.М.] // Режим доступу: http://eco.com.ua/content/metodycheskye-podhody-k-yssledovanyyu-tehnogennogo-zagryaznenyya-donnyh-otlozhenyy-vodnyh

Topics: 
Оцінка: 
0
No votes yet