Моніторинг забруднень води за допомогою рослин

До головних суб’єктів державного моніторингу належать: Міністерство екології та природних ресурсів, у тому числі Головдержекоінспекція та Держуправління охорони навколишнього природного середовища в областях, організації Гідрометеорологічної служби; геологічні територіальні організації; Міністерство з питань надзвичайних ситуацій; Міністерство охорони здоров’я; Міністерство аграрної політики; Державний комітет України з водного господарства; Державний комітет будівництва, архітектури та житлової політики України.

Основний обсяг робіт із моніторингу річок виконують пункти спостережень Гідрометеослужби. Ці пункти розподілені за 10 річковими басейнами України. Найбільше пунктів спостережень розташовано в басейні Дніпра, розвинена мережа спостережень у басейнах Дунаю та Дністра. Сучасна гідрологічна мережа України налічує 374 пости.

2.1 Організація  спостереження моніторингу

Моніторинг забруднення вод проводиться на постійних та тимчасових пунктах спостережень, які розміщують у місцях, де наявний або відсутній вплив господарської діяльності.

Пункт спостереження за якістю поверхневих вод – місце на водоймищі або водотоці, де проводять комплекс робіт для одержання даних про якісні й кількісні характеристики води.

Основними об’єктами, які потребують моніторингу, є: місця скидання стічних і дощових вод міст, селищ, сільськогосподарських комплексів, стічних вод окремих підприємств, ТЕС, АЕС; місця скидання колекторно-дренажних вод, які відводяться зі зрошуваних або осушуваних земель; кінцеві створи великих і середніх річок, які впадають у моря, внутрішні водоймища; кордони економічних районів, республік, країн, що перетинають транзитні річки.

На пунктах спостережень досліджують один або кілька створів.

Створ пункту спостереження – умовний поперечний переріз водоймища або водотоку, де проводиться комплекс робіт для одержання інформації про якість води.

Створи спостережень розміщують з урахуванням гідрометричних умов і морфологічних особливостей водоймища, наявності джерел забруднення, об’єму та складу стічних вод.

На водотоках у разі відсутності організованого скидання зворотних вод, у гирлах забруднених приток, на незабруднених ділянках водотоків, на кінцевих ділянках річок і в місцях перетину державного кордону України встановлюють один створ.

На водотоках за наявності організованого скидання зворотних вод встановлюють два і більше створів. Перший (фоновий) створ рекомендується розміщувати на відстані 1 км вище від джерела забруднення, другий – у зоні забруднення, на відстані 1 км вище від найближчого місця водозабору, третій – у місці достатнього змішування стічних вод із водами річки.

У процесі спостережень за водоймищем загалом встановлюють не менше трьох створів, по можливості рівномірно розподілених його акваторією з урахуванням конфігурації берегової лінії.

Кожний створ має кілька вертикалей та горизонталей.

Вертикаль створу – умовна вертикальна лінія від поверхні води до дна водоймища або водотоку, на якій здійснюють дослідження для отримання інформації про якість води.( http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/815-96-%D0%BF)

Кількість вертикалей у створі на водотоці визначають з урахуванням умов змішування вод водотоку зі зворотними водами, а також із водами приток. За неоднорідного хімічного складу води у створі встановлюють не менше трьох вертикалей, а за однорідного – одну вертикаль на стрижні водотоку. Кількість вертикалей залежить також від ширини зони забруднення.

Горизонт створу – зона на вертикалі (углиб), де виконують комплекс дослід-жень для отримання інформації про якість води.

Кількість горизонтів на вертикалі визначають з урахуванням глибини водного об’єкта. Крім того, необхідно відокремити додаткові горизонти в кожному шарі зміни густини води.

2.2 Об'єкти  і суб'єкти моніторингу води

   До об’єктів державного моніторингу вод належать поверхневі води (природні водойми — озера й водостоки: річки, струмки та штучні водо-йми: водосховища, ставки, канали і ін.), підземні води та джерела, внутрі-шні морські води, джерела забруднення вод, зокрема зворотні водостоки, аварійні скиди у водне середовище, води поверхневих стоків із сільського-сподарських угідь, фільтрація забрудників з технологічних водойм і схо-вищ, масовий розвиток синьо-зелених водоростей, надходження шкідливих речовин при видобудуванні корисних копалин з дна моря.

 

   До суб'єктів державного моніторингу вод належать Мінприроди, державна   санітарноепідеміологічна  служба  МОЗ, Держводгосп, Держжитлокомунгосп,Держкомприродресурсів,їхоргани на місцях, а також організації, що входять до-сфери-управління-цих міністерств-і-відомств. 
     НКАУ  забезпечує суб'єктів державного моніторингу вод наявною  
архівною  та  оперативною  аерокосмічною інформацією дистанційного  
зондування-Землі на території України. 
(  Пункт  4  із  змінами, внесеними згідно з Постановами КМ N 1481  
(  1481-2000-п  )  від  28.09.2000,  N  792  (  792-2004-п  )  від  
21.06.2004 )

 

2.3 Програми спостережень

 

Вибір програми залежить від категорії пункту спостережень. Ці програми поділяють на обов’язкову, скорочену-1, скорочену-2, скорочену-3.

Здійснення обов‘язкової програми передбачає:

— гiдрологiчнi спостереження: витрата води (м3/с), тобто кiлькiсть води, що протікає через живий переріз за одиницю часу, швидкість течії (м/с) при опорних вимірах витрати на водотоках або рівень води (м) на водоймищах;

— гiдрохiмiчнi спостереження: вiзуальнi спостереження, температура (°С), колiрнiстъ (градуси), прозорість (см), запах (бали), концентрація розчинених у воді газів — кисню, дiоксиду вуглецю (мг/дм3, мг/л); концентрація завислих речовин (мг/дм3, мг/л); водневий показник рН; окисно-вiдновний показник Еh (мВ); концентрація головних йонiв — хлоридних, сульфатних, гiдрокарбонатних, калъцiю, магнію, натрію, калію, суми йонiв (мг/дм3, мг/л); хiмiчне споживання кисню (ХСК) (мг/дм3, мг/л); бiохiмiчне споживання кисню за 5 діб (БСК5) (мг/дм3, мг/л); концентрація біогенних елементів — амонійних, нiтритних, нітратних йонiв, фосфатів, загального заліза, кремнію (мг/дм3, мг/л); концентрація поширених забруднюючих речовин — нафтопродуктів, синтетичних поверхнево активних речовин (СПАР), летючих фенолів, пестицидів i з’єднань металів (мг/дм3, мг/л).

За програмою скорочена-1 виконують:

— гiдрологiчнi спостереження: витрата води (м3/с) на водотоках або рівень води (м) на водоймищах;

— гідрохiмiчнi спостереження: вiзуалънi спостереження, температура (С), концентрацiя розчиненого кисню (мг/дм3, мг/л), питома електропровiднiсть (См/ом).

Виконання програми скорочена 2 передбачає:

— гiдрологiчнi спостереження: витрата води (м3/с) на водотоках або рівень води (м) на, водоймищах;

— гiдрохiмiчнi спостереження: вiзуальнi спостереження, температура (°С), водневий показник рН, питома електропровiднiсть (См/ом), концентрацiя завислих речовин (мг/дм3, мг/л), БСК5 (мг/дм3, мг/л); концентрацiя двох-трьох забруднюючих речовин, основних для води в даному пункті (мг/дм3, мг/л).

При здiйсненi програми скорочена—З проводять:

— гiдрологiчнi спостереження: витрата води (м3/с), швидкість течій (м/с) при опорних вимірах витрати на водотоках або рівень води (м) на водоймищах;

- гiдрохiмiчнi спостереження: вiзуальнi спостереження, температура (°С), концентрацiя  завислих речовин (мг/дм3, мг/л); водневий  показник рН; концентрацiя розчиненого  кисню (мг/дм3, мг/л); ХСК (мг/дм3, мг/л); БСК5 (мг/дм3, мг/л); концентрацiя речовин, що забруднюють воду в пункті  спостережень (мг/дм3, мг/л).

До основних показників, що зумовлюють швидкість процесу самоочищення водного середовища, належать: температура (°С), водневий показник рН, концентрацiя розчиненого кисню (мг/дм3, мг/л), вміст органічних речовин (мг/дм3, мг/л). Контролювання цих показників передбачено всіма програмами.

Температура водного середовища є основним регулятором природних процесів у воді. Вона впливає на швидкість хiмiчних реакцій, функції бiлкiв всередині i між фiзiологiчними системами та органами тварин, той вимірювання обов’язкове.

 

2.4 Точки спостережень

 

   Точки спостережень эколог вибирае за станом забруднення и за строком впродовж якого треба перевірити якийсь водний об'єкт це може бути річка, море, океан и т.д

 

2.5 Строки проведення  спостережень

   Короткокасне біотестування  - до 96 годин – дозволяє визначити гостру токсичну дію води  на дафній на їх виживання. Показниками виживання служить середня кількість тест-обьєктів, які вижили в тестованій воді або в контролі за певній час. Критерієм токсичності є загибель 50%  і більше % дафній за період часу до 60 годин в тестованій воді в порівнянні з контролем

Тривале біотестування 20 і будьте діб, дозволяє визначити хронічну токсичну дію води на дафній що до зниження їх виживання і плодючості. Показником виживання служить середня кількість вихідних самок дафній, що вижили протягом біотестування, показником плодючості середня кількість молоді.

2.6 Обладнення

   Планктон - Сукупність живих мешканців водойми, не здатних активно пересуватися або повільно пересуваються, але не протистоять струмам води.

Фітопланктон - Сукупність рослинних організмів водойми, не здатних активно пересуватися, - найважливіший компонент водних систем, бере активну участь у формуванні якості води і є чутливим показником стану водних екосистем і водойми в цілому.

Підкреслюючи всю важливість біоіндікаціонних методів дослідження, необхідно відзначити, що біоіндикація передбачає виявлення що вже відбулося, або того, що відбувається забруднення навколишнього середовища за функціональними характеристиками особин і екологічними характеристиками спільнот організмів. Поступові ж зміни видового складу формуються в результаті тривалого отруєння водойми, і явними вони стають у нагоді у разі далекосяжних змін.

Таким чином, видовий склад живих організмів з забруднюються водойми служить підсумкової характеристикою токсикологічних властивостей водного середовища за деякий проміжок часу і не дає її оцінки на момент дослідження.

В холодну пору року системи біологічної індикації в гідробіології взагалі не можуть бути застосовані.

При скидання у водоймище токсичних речовин, що містяться у промислових стічних водах, відбувається пригнічення і збіднення фітопланктону. При збагаченні водойм біогенними речовинами, що містяться, наприклад, у побутових стоках, значно підвищується продуктивність фітопланктону. У разі перевантаження водойм біогенними виникає бурхливий розвиток планктонних водоростей, офарблюючих воду в зелений, синьо-зелений, золотистий, буре або червоний кольори ( "цвітіння" води). "Цвітіння" води настає за наявності сприятливих зовнішніх умов для розвитку одного, рідко двох-трьох видів. При розкладанні надлишкової біомаси, виділяється сірководень або інші токсичні речовини. Це може призводити до загибелі зооценозов водойми і робить воду непридатною для пиття. Багато планктонні водорості в процесі життєдіяльності нерідко виділяють токсичні речовини. Збільшення у водоймах вмісту біогенних речовин у результаті господарської діяльності людини, що супроводжуються надмірним розвитком фітопланктону, називають антропогенним евтрофірованіем водойм.

Кожна група організмів як біологічного індикатора має свої переваги і недоліки, які визначають межі її використання при вирішенні завдань біоіндикації.

водоростям належить провідна роль у індикації зміни якості води в результаті евтрофірованія (заболочування) водойми.

Зоопланктон також досить показовий як індикатор евтрофірованія і забруднення (в Зокрема органічного і нітратного) вод. Крім цього, серед зоопланктону зустрічаються і представники патогенної фауни, що обмежує використання водного об'єкта з метою водопостачання.

Найпростіші є високочутливими індикаторами сапробного стану водойм.

зообентосу - Сукупність тварин, що мешкають на дні і в придонних шарах води, служить гарним індикатором забруднення донних відкладень і придонного шару води. Найбільш достовірними індикаторами серед них служать легеневі молюски, особливо котушки і річкові чашечки. Позитивні результати дає також оцінка якості води по личинкам комах. Вільно живуть личинки ручейников, а також поденок є найбільш чутливими організмами.

Значення макрофітів (вища водна рослинність) найбільш істотно при попередньому гідробіологічної огляді водних об'єктів. При забрудненні водоймищ змінюється видовий склад, біомаса і продукція макрофітів, виникають морфологічні аномалії, відбувається зміна домінантних видів, що обумовлюють особливості ценозу. Дані щодо іхтіофауні важливі при оцінці стану водного об'єкта в цілому і особливо при визначенні допустимих рівнів забруднення водних об'єктів, що мають рибогосподарська значення.

Проведення біологічних досліджень має свої особливості в стоячих і поточних водоймах.

Для вивчення річок і струмків велике значення мають періфітонние організми (тобто обрастателі), ті, які дають картину загального стану води за досить тривалий проміжок часу, що передує дослідженню. Швидкі коливання ступеня забруднення води погано вловимі за допомогою періфітона і для їх спостереження краще підходять гідрохімічні та бактеріологічні методи.

Також випадкові забруднення місцевого характеру найлегше можуть вплинути на характер населення дна (тобто організмів бентосу) в таких водоймищах.

Це обставина змушує при дослідженні річок звертати увагу на швидкі місця їх течії - перекати, греблі і т. д. Якщо ми хочемо отримати уявлення про загальний стан річки, то станції необхідно вибирати саме тут. Якщо ж нас цікавлять разові або місцеві забруднення необхідно досліджувати мешканців дна в місцях зі слабкою течією - в заплавах, багатія і т.п. Після впадіння в річку тих чи інших забруднених стоків останні зносяться течією вниз по річці і відкладаються в більш глибоких місцях річки з уповільненим плином.