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

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]

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]

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

• Требования к геолого-экологическим исследованиям масштаба 1:50000–1:25000. – М.: ВСЕГИНГЕО, 1990.
• Вода. Общие требования к отбору проб : Государственный стандарт РФ ГОСТ Р 51592—2000 (принят и введен в действие постановлением Госстандарта РФ от 21 апреля 2000 г. N 117-ст). [Дата введения
  
  1 июля 2001 г.] — М.: Изд-во Госстандарт, 2000. — 12 с.
• Самчук А.И., Долин В.В. Тяжелые металлы в почвах Украинского Полесья // Минерал. журн. – 1999. – 21, № 5-6. – С. 40-47.
• Почтаренко В.И., Егорова Т.М., Ольшевская Е.И. Геохимия ландшафта и оценка состояния окружающей среды. – К.: Общество «Знание», 1991. – 27 с.
• Чулджиян Х., Карвета С., Фацеж З. Тяжелые металлы в почвах и растениях // Экологическая кооперация. – Братислава, 1988. – Вып. I. – С. 5-24.
• Андросова Н.К. Геолого-экологические исследования и картографирование (Геоэкологическое картирование): учебн. пособие. – М.: Изд-во Российского университета дружбы народов, 2000. – 98 с.
• Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. – М.: Недра, 1990. – 333 с.

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