Динамика изменения значений индекса загрязненности морской воды акватории Северного Каспия с 2001 по 2004 год (стр. 4 из 6)

Указанные недостатки интегральной оценки качества воды сводятся к минимуму при включении в "арсенал" методов мониторинга гидробиологических методов, например, метода биоиндикации по Вудвиссу, методов биотестирования. Вместе с тем, как уже отмечалось, интегральная оценка качества воды посредством расчета ИЗВ практически повсеместно используется специалистами в нашей стране при экологических и гидрохимических исследованиях, а ее результаты, как правило, хорошо согласуются с результатами гидробиологических наблюдений.

Интересным является подход к оценке качества воды разработанный в США. Национальный Санитарный Фонд этой страны в 1970 г. разработал стандартный обобщенный показатель качества воды (ПКВ), получивший широкое распространение в Америке и некоторых других странах [11]. При разработке ПКВ использовались экспертные оценки на основе большого опыта оценки качества воды при ее использовании для целей бытового и промышленного водопотребления, отдыха на воде (плавания и водных развлечений, рыбалки), охраны водных животных и рыб, сельскохозяйственного использования (водопоя, орошения), коммерческого использования (судоходства, гидроэнергетики, теплоэнергетики) и др. ПКВ является безразмерной величиной, которая может принимать значения от 0 до 100. В зависимости от значения ПВК возможны следующие оценки качества воды: 100-90 — превосходное; 90-70 — хорошее; 70-50 — посредственное; 50-25 — плохое; 25-0 — очень плохое. Установлено, что минимальное значение ПКВ, при котором удовлетворяется большинство государственных стандартов качества воды, составляет 50-58. Однако вода в водоеме может иметь значение ПКВ больше указанного, и в то же время не соответствовать стандартам по каким-либо отдельным показателям.

ПКВ рассчитывается по результатам определения 9 важнейших характеристик воды — частных показателей, причем каждый из них имеет собственный весовой коэффициент, характеризующий приоритетность данного показателя в оценке качества воды. Частные показатели качества воды, используемые при расчете ПКВ, и их весовые коэффициенты приведены в табл. 2.

Как следует из приведенных в табл. 2 данных, наиболее весомыми показателями являются растворенный кислород и количество кишечных палочек, что вполне понятно, если вспомнить важнейшую экологическую роль растворенного в воде кислорода и опасность для человека, обусловленную контактом с загрязненной фекалиями водой.

Таблица 2

Весовые коэффициенты показателей при расчете ПКВ по данным Национального Санитарного Фонда США

Наименование показателя	Значение весового коэффициента
Растворенный кислород	0,17
Количество кишечных палочек	0,16
Водородный показатель (рН)	0,11
Биохимическое потребление кислорода (БПК5)	0,11
Температура (At, тепловое загрязнение)	0,1
Общий фосфор	0,1
Нитраты	0,1
Мутность	0,08
Сухой остаток	0,07
Сумма	1

Кроме весовых коэффициентов, имеющих постоянное значение, для каждого отдельного показателя разработаны весовые кривые, характеризующие уровень качества воды (Q) по каждому показателю в зависимости от его фактического значения, определяемого при анализе.

Имея результаты анализов по частным показателям, по весовым кривым определяют численные значения оценки для каждого из них. Последние умножаются на соответствующий весовой коэффициент, и получают оценку качества по каждому из показателей. Суммируя оценки по всем определенным показателям, получают значение обобщенного ПКВ.

Обобщенный ПКВ в значительной степени устраняет недостатки интегральной оценки качества воды с расчетом ИЗВ, т.к. содержит группу конкретных приоритетных показателей, в число которых входит показатель микробного загрязнения.

При оценке качества воды, кроме интегральной оценки, в результате которой устанавливается класс качества воды, а также гидробиологической оценки методами биоиндикации, в результате которой устанавливается класс чистоты, иногда встречается также так называемая комплексная оценка, основу которой составляют методы биотестирования. Последние относятся также к гидробиологическим методам, но отличаются тем, что позволяют определить реакцию водной биоты на загрязнения по различным тестовым организмам — как простейшим (инфузориям, дафниям), так и высшим — рыбам (гуппиям). Такая реакция иногда является наиболее показательной, особенно - применительно к оценке качества загрязненных вод (природных и сточных) и позволяет определять даже количественно концентрации отдельных соединений.

Обычно при биотестировании устанавливают количественные градуировочные зависимости показателей смертности тестовых организмов или каких-либо изменений в них, либо поведенческих реакций, от концентрации тяжелых металлов (CuSO4). Токсические эффекты на организмы выражают в концентрациях, эквивалентных концентрациям тяжелых металлов.

Глава 2. Материалы и методы

2.1 Характеристика места исследования

Отборы проб воды проводились с 2001 по 2004 гг. в весенний - осенний сезоны на лицензионном участке «КНК» в Северной части Каспийского моря (Рис.2).

Акватория, на которой располагается структура «КНК», мелководная, ее средняя глубина составляет 4 метра. Мелководность способствует хорошему перемешиванию вод (Бутаев А.М., Кабыш Н.Ф., 2002).

Данная территория отличается высокой пластичностью. В ее функционировании важную роль играют внешние природные факторы, среди которых главным является речной сток, годовой объем которого всего лишь в два раза меньше объема Северного Каспия. Большую часть его акватории занимают смешанные воды с соленостью от 2 до 10‰. Площадь их распространения достигает своего максимума в половодье. Поскольку основная часть волжского стока приходится на западную часть Северного Каспия, то здесь его влияние на состояние морской среды и жизнедеятельность биологических сообществ наиболее ощутимо (Мажник А.Ю., Дегтярева Н.Г., 2000).

Сезонная динамика состояния загрязненности морской среды обусловлена множеством факторов, влияющих на баланс загрязняющих веществ в северной части моря. Для весны важными являются два фактора. Во-первых, это поступление загрязняющих веществ с поверхностным стоком, зависящее от объема весеннего половодья. Во-вторых, это исходное, в начале весны состояние загрязненности, обусловленное интенсивностью процессов самоочищения в зимнюю пору.

Рис.2 Расположение участка “КНК” в Северной части Каспийского моря

В весенний сезон размах колебаний гидрохимических процессов на Северном Каспии достигает своего максимума. Увеличение притока солнечного тепла, фотосинтетически активной солнечной радиации, и вместе с тем и полых вод, несущих с собой необходимые для жизнедеятельности биологических сообществ минеральные соли и органические вещества, - все это способствует увеличению интенсивности процессов, происходящих в морской среде.

Потенциальными источниками загрязнения экосистемы Северного Каспия, которое носит комплексный характер, является зарегулирование речного стока, интенсивное судоходство и рыболовство. В свою очередь, вклад в загрязнение вносят поверхностный сток, атмосферные осадки, сбросы сточных вод с берега и с судов (Дмитров А.П., 2002).

Подъем уровня Каспийского моря, продолжавшийся с 1978 по 1995 год, привел к затоплению территории нефтяных месторождений на восточном побережье Северного Каспия, которые в настоящее время являются одним из основных источников нефтяного загрязнения. Исследования последних лет выявили также высокую самоочищающую способность Северного Каспия и важную роль природных факторов в регуляции обмена загрязняющих веществ, особенно, тяжелых металлов между морской водой и донными отложениями.

2.2 Отбор проб воды

Экологические исследования производились на 28 морских станциях сети мониторинга в пределах Северного Каспия (Рис.3).

Пробы воды отбирались с поверхностного и придонного горизонтов. В поверхностном горизонте глубина исследования составляла до 4 м., а в придонном слое от 4 до 8 м. В каждой пробе воды выполнялись определения: суммарного содержания нефтяных углеводородов (НУ); тяжелых металлов (Fе, Сu, РЬ, Нg); хлорорганических соединений (ХОС); общего содержания фенолов и синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ).

Отбор проб воды проводился в весенний - осенний сезоны с 2001 по 2004 гг. в соответствии ГОСТ-17.1.2.04-77 по методикам, предусмотренными «Программой экологический исследований на структуре “КНК”» и существующими инструктивными документами.

Рис. 3. Схема расположения комплексных станций наблюдений на структуре “КНК”

Для определения гидрохимических показателей и загрязняющих веществ, при отборе проб воды с поверхностного горизонта использовалась система ПСГ-4, изготовленная из фторопласта и не имеющая открытых металлических конструктивных элементов. Для отбора проб воды с придонного горизонта использовались винипластовые батометры “HydroBios” (Киль, Германия) емкостью 5 и 10 литров. В качестве измерителя характеристик течения были использованы автономные механические самописцы течений БПВ-2р. Системы для отбора проб воды и автономный механический самописец течений БПВ-2р опускались за борт штатной судовой электромеханической лебедкой. Для хранения и консервирования образцов проб воды использованы низкотемпературные морозильные камеры, обеспечивающие достижение образцами в течение 30 минут температуры -20°С, а также сохранение отрицательной температуры не выше -5° С в течение двух суток с момента отключения из электросети. При отборе проб на каждый образец заполнялся паспорт установленной формы. В паспорте пробы фиксировалось точное место, дата, время отбора, номер станции и горизонт отбора, назначение пробы, номер пробы, способ консервации, аналогичным образом записывались результаты зондирования (Временные методические указания,1986).