Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Анализ и улучшение качества природных вод» для студентов IV курса, обучающихся по направлению 280400 «Природообустройство» Составители (стр. 8 из 18)
| Показатель | Хозяйства | |
| карповые | форелевые | |
| 1 | 2 | 3 |
| Температура, ºС | Источник воды не должен иметь отклонения более 5ºС по отношению к температуре пруда. Максимальная темпе-ратура не должна превышать 28 ºС. | Также отклонения не более 5 ºС. Максимальная температура не должна превышать 20ºС. |
| Цвет, запах, вкус | Вода должна быть прозрачной, без постороннего запаха, вкуса и не менять качества мяса рыбы | Вода не должна иметь постороннего цвета, запаха, вкуса и давать их мясу рыб |
| Цветность, нм (градусы) | Меньше 565 (до50) | Меньше 540 (меньше 30) |
| Прозрачность, м | Не менее 0,75–1,0 | Не менее 1,5 |
| Взвеси веществ, г/м3 | До 25,0 | До 10,0 |
| РН, ед. рН | 6,5–8,5 | 7,0–8,0 |
| Растворенный кислород, г/м3 | Не менее 5 | Не менее 9 |
| 1 | 2 | 3 |
| Свободная углекислота, СО2 св ., г/м3 | До 25 | До 10,0 |
| Сероводород | Отсутствие | Отсутствие |
| Свободный аммиак, гN/м3 | Сотые доли | Сотые доли |
| Перманганатная окисляемость, г О2/м3 | До 15,0 | До 10,0 |
| Окисляемость бихроматная, г О2/м3 | 50,0 | 30,0 |
| БПК5, г О2/м3 | 3,0 | 2,0 |
| БПКполное, г О2/м3 | 4,5 | 3,0 |
| Азот аммонийный, г N/м3 | 1,5 | 1,0 |
| Нитриты, гN/м3 | 0,05 | До сотых долей |
| Нитраты, гN/м3 | До 2,0 | До 2,0 |
| Фосфаты, гР/м3 | До 0,5 | До 0,5 |
| Железо общее, гFe/м3 | До 2,0 | До 0,5 |
| Fe2+, гFe/м3 | Не более 0,2 | Не более 0,1 |
| Щёлочность, мг-экв/дм3 | 1,8–3,5 | 1,5–2,0 |
| Минерализация, мг/дм3 | 1000 | 1000 |
Примечания.
1. При рН 7,0–7,5 содержание аммонийного азота допускается до 2,5, при рн 7,6–8,0 – до 1,5 мг/дм3.
2. Допустимое повышение минерализации воды для сеголетков форели до 5000 мг/дм3.
3. Для карповых хозяйств, размещённых на северо-западе, допускается повышение цветности до 590 нм (80º); перманганатной окисляемости – до 25 мгО2/дм3; рН – до 6,8÷8,0.
4. Для форелевых хозяйств северо-западных районов, размещённых на торфяных грунтах, допустимо повышение цветности до 620 нм (100º), рН – до 6,0÷8,5, перманганатной окисляемости – до 30 мгО2/дм3.
2.2.2. Оценка качества природной воды для рыборазведения по методике по Т.И. Моисеенко [19]
В данной работе в качестве примера при расчете доза-эффектных зависимостей использованы наиболее простые и доступные в практике мониторинга экотоксикологические критерии качества вод на основе изучения клинических патолого-морфологических и гематологических показателей заболеваемости рыб.
Критерием качества воды является общий индекс загрязнения Хсум, который определяется как сумма трёх составляющих компонентов-загрязнителей по формуле:
Хсум = Хтокс + Хф-х + Хэфт, (6)
Хтокс – степень загрязнения токсическими веществами оценивается традиционной суммой превышений концентрации соответствующих элементов (Сi) к их предельно допустимым конценрациям (ПДКр, i), табл.28:
, (7)
Хф-х– степень загрязнения водоёма сульфат-ионами, взвешенными веществами и общей минерализацией, по которым кратность превышения концентраций относится не к ПДКр, I, а к максимальным фоновым значениям (Сфон. max i):
, (8)Хэфт – специальный показатель эвтрофикации рассчитывается по формуле:
, (9)где Сфос и Сфон. фос – анализируемые и фоновые значения концентраций минерального фосфора, К – дополнительный коэффициент, зависящий от состояния водоёма (для мезотрофных водоёмов К = 2, а для эвтрофных водоёмов К = 3).
Предлагаемая схема расчетов ориентирована таким образом, что суммарный индекс качества вод для "абсолютно" чистых озер будет иметь нулевое значение и повышаться при любом виде антропогенного воздействия.
Наиболее приемлемые, доступные и информативные показатели качества в практике мониторинга природных водоемов следующие:
Yпат – % рыб в стаде с патологическими отклонениями;
Yин – средний балл тяжести заболевания (интенсивность проявления патологий) в локальных зонах;
Yкр, Нb – % рыб с концентрацией гемоглобина в крови менее 8 г%.
Величины Yпат, Yин, Yкр, Нb – экотоксикологические критерии качества водоёмов для обитания рыб.
Качество водоёмов представлено доза-эффектными зависимостями
Yпат – Хсум , Yин – Хсум, Yкр, Нb – Хсум.
Наиболее достоверная зависимость описывается логарифмической кривой за исключением рыб с концентрацией гемоглобина ниже критических значений (рис. 2).
Доза-эффектная зависимость Yпат– Хсум описывается ур. 10:
у = 32,935 ln (Хсум)- 66,895. (10)
Доза-эффектная зависимость Yин– Хсум описывается ур. 11:
у = 1,3793 ln (Хсум) -2,3969. (11)
Доза-эффектная зависимость Yкр, Hb–Хсум описывается ур. 12:
у = 0,4226 Хсум - 1,4556. (12)
Уже при небольших увеличениях уровня загрязнения заболеваемость рыб в водах стремительно прогрессирует. При этом достоверность связи с показателем только токсичного загрязнения (Хтокс) ниже по сравнению с суммарным индексом (Хсум) загрязнения вод, что подтверждает корректность расчетов и показывает высокую значимость учета всех других факторов, сопутствующих токсичному загрязнению.
Поскольку рассчитанные зависимости отражают реальную закономерность реакции организма рыб на комплексное загрязнение, то они являются рабочим инструментом, позволяющим в обратном порядке рассчитывать допустимый уровень загрязнения.
В качестве примера рассчитаны значения допустимого уровня загрязнения, вызывающие 0.5 и 1.0, 10 и 50%-ную заболеваемость рыб в водоеме оз. Имандра, Субарктика, – соответственно 7.7; 7.9; 8; 9; 10.3 и 34.8 ед. суммарного индекса загрязнения. Например, по данным рис. 2 видно, что в интервале показателей индекса загрязнения вод Хсум до 35 усл. ед. происходит деградация рыбных запасов. При этом патологическая заболеваемость в стаде до 50 % (Yпат); интенсивность заболеваемости (Yин) до 2.5 балла; постоянная элиминация особей в стаде от хронических токсикозов Yкр, Нb до 10 %.
Рис.2. Зависимости между суммарным показателем качества вод (Хсум, усл. ед.) и экотоксикологическими критериями
Предложенная методика на современном уровне знаний позволяет не только вычислить суммарный индекс качества, но и оценить вклад каждого вида загрязнения, а также выявить приоритетность происходящих процессов в водоеме или на его участках.
5. Система природная вода – земля
Требования к качеству оросительной воды определяются многими факторами: проницаемостью почвы (ее дренированностью), глубиной залегания уровня грунтовых вод и их минерализацией, соотношением и составом разнообразных солей, содержащихся в самой оросительной воде, а также в зависимости от сельскохозяйственных культур, климата района, норм, сроков и способа орошения. ГОСТ 17.1.2.03–90 «Критерии и показатели качества воды для орошения» [20] устанавливает единые критерии оценки и номенклатуру показателей качества воды для орошения.
3.1. Американская классификация оросительных вод
В обобщенном виде требования к оросительной воде могут быть представлены в виде значений ряда показателей (табл. 21).
Таблица 21 – Американская классификация оросительных вод
| Отрицательное воздействие воды | Степень воздействия | ||||
| Отсутствие осложнений | Осложнения | Серьезная проблема | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| I. Засоление | |||||
| 1.Общее количество растворенных солей в оросительной воде, мг/л | Менее 480 | 480–1920 | Более 1920 | ||
| 2.Понижение водопрони-цаемости почвы в результате: а) низкого содержания солей, мг/л, в том числе кальция, мг/л б) хSAR | более 320 более 20 менее 6 | 320-0 менее 20 менее 6–9 | более 9 | ||
| II. Токсическое воздействие от поглощения воды корневой системой | |||||
| 1. Натрий, хSAR | Менее 3 | 3–9 | более 9 | ||
| 2. Хлор | |||||
| А) мг-экв/л | Менее 4 | 4 –10 | более 10 | ||
| Б) мг/л | Менее 140 | 140–350 | более 350 | ||
| 3. Бор, мг/л | Менее 0,5 | 0,5–2,0 | > 2–10 | ||
| III. Токсичность от поглощения воды листьями при поливе дождеванием | |||||
| 1. Натрий | |||||
| а) мг-экв/л | Мен менее 3 | Более 3 | - | ||
| Б) мг/л | менее 70 | Более 70 | - | ||
| 2. Хлор | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| а) мг-экв/л | Менее 3 | Более 3 | - | ||
| Б) мг/л | Менее 100 | Более 100 | - | ||
| IV. Другие проблемы | |||||
| 1.Повышенное содержание питательных веществ в воде: | |||||
| а) нитрат-азот, мг/л | Менее 5 | 5-30 | более 30 | ||
| Б) бикарбонат, мг/л | Менее 90 | 90-520 | более 520 | ||
| 2. Величина pH | Нормальные величины рН | Пределы рН | < и > пределов рН | ||
Здесь хSAR – натриево-адсорбционное отношение, характеризующее относительную активность ионов натрия.