ВКР 8 (1195906), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

В холодных климатических зонах (тундре) очень мало органических веществ, и там водоёмы почти не содержат гуминовых кислот. А в зоне лесов, особенно хвойных, где органических остатков образуется много, и они не успевают полностью разложиться, содержание гуминоных кислот составляет несколько десятков миллиграммов на литр. Гуминовые кислоты не только подкисляют воду в водоёме, но ещё и связывают практически все тяжёлые металлы в прочные комплексные соединения [19].

Следовательно, существует достаточное количество путей, по которым естественные загрязнения (или примеси) разного происхождения постоянно попадают в водоемы. Однако в естественных условиях количество примесей в воде большинства рек остается в некоторой степени стабильным в течение продолжительного времени. Очевидно, это происходит потому, что в любом длительно существующем водоеме устанавливается равновесие между поступлением и удалением примесей. При постоянном в среднем поступлении загрязняющих примесей уровень их содержания в воде, «точка равновесия», зависит от эффективности природных систем удаления этих примесей, самоочистки водоемов [26].

В системах самоочищения любого водоема взаимодействуют физико-химические и биологические процессы. Так, оседание минеральных частиц на участках реки с замедленным течением или насыщение кислородом холодных бурных горных рек – чисто физические процессы. Регуляция ионного состава природных вод происходит как по физико-химическому, так и по биологическому пути. Образование нерастворимых соединений, постоянный проток, ионообменные процессы, прямое окисление органических веществ растворенным кислородом – в основе своей физико-химические процессы. Вместе с тем водная растительность активно поглощает ионы фосфатов и нитратов, осуществляет активный газообмен, поглощает из воды многие биогенные элементы, вводя их в трофические сети водных экосистем. Ведущую роль в окислении органических примесей играют микроорганизмы [33].

Минерализация речных вод неодинакова в период летней межени и в весенний паводок. В межень состав воды существенно отличен от вод в период паводка за счет их поступления из более глубоких горизонтов и артезианских вод. Для состава речной воды имеет значение источник питания: снег, дождь, горные снега, ледники. Многообразие климатических условий, определяющих различное количество выпадающих осадков (их характер, условий их накопления), а также совокупность прочих физико-географических условий создают различия в водном, а, следовательно, в гидрохимическом режиме рек. Поэтому у рек, находящихся в разных физико-географических условиях, гидрохимический режим неодинаков.

Неоднородность химического состава речных вод наиболее сильно выражена по длине реки (впадение притоков, поступление грунтовых вод и т.п.), в меньшей степени – по ширине и с глубиной. Изменчивость состава органического вещества (ОВ) речных вод наиболее четко прослеживается в разных климатических зонах в зависимости от типа почв.

Органическое вещество является важным геохимическим фактором, определяющим подвижность и формы миграции многих элементов. Так, различная природа металлорганических комплексов – ионообменная, поверхностно-адсорбционная, хелатная – обуславливает потенциально широкие возможности комплексирования металлов в широком диапазоне значений pH, причем этот процесс особенно высоко значим для ультрапресных природных вод, при недостатке главных катионов основного солевого состава, конкурирующих с тяжелыми металлами за функциональные связи растворенного органического вещества (РОВ). Есть и свои преимущества у ОВ как у суммарного оценочного критерия биогеоценозов. Заключаются они, во-первых, в его универсальности, т.е. в возможности с его помощью оценивать и сравнивать природные системы, в которые входят живые организмы; во-вторых, в достаточно быстрой реакции на изменение состояния системы, что позволяет изучать биогеоценозы в динамике; в-третьих, в консервативности, т.е. сохранении в составе органических веществ отдельных признаков, дающих представление об основных предыдущих этапах развития системы [8].

В поверхностных водах ОВ появляются в результате многих различных по своей природе процессов: посмертных и прижизненных выделений гидробионтов; поступлений с атмосферными осадками и поверхностным стоком в результате взаимодействия атмосферной воды с почвами и растительным покровом на поверхности водосбора; поступлений из других водных объектов – из болот, торфяников, с промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами [21].

Органическое вещество на качество воды оказывают влияние как косвенное, так и непосредственное. В частности, появление нефтепродуктов (НП), фенолов и т.д. в водоемах и водотоках, чаще всего, является результатом хозяйственной деятельности человека. Уровни же содержания тяжелых металлов, находящихся в растворенной (более токсичной) форме, в речных водах горнорудных районов сильно зависят от условий миграции, в том числе от количества и качества органического материала, который обычно энергично взаимодействует с рассеянными металлами [16].

1.2 Формирование и распределение органических веществ природных вод

В зависимости от условий формирования органических веществ О.А. Алекин [6] речные воды по окисляемости (мг кислорода/дм³) делит на 6 групп:

1. очень малая – до 2;

2. малая – 2-5;

3. средняя – 5-10;

4. повышенная – 10-20;

5. высокая – 20-30;

6. очень высокая – свыше 30

Представление о содержании органических веществ можно получить по значениям ХПК (бихроматной окисляемости). Для вычисления углерода, содержащегося в органическом веществе, надо значение ХПК умножить на коэффициент 0,375 (отношение эквивалентов углерода и кислорода), а для вычисления органического вещества – на 0,75.

Превращение органических соединений происходит в результате ряда процессов:

1) биохимическое превращение в водной массе;

2) биохимическое превращение при участии донных отложений;

3) биохимическое превращение при участии взвешенных веществ;

4) химическое окисление растворенным в воде кислородом;

5) химическое окисление без участия молекулярного кислорода;

6) фотохимическое окисление;

7) процессы сорбции и осаждения;

8) прочие процессы.

Органические соединения, претерпевая ряд изменений, вызывают качественные преобразования водотоков, что сказывается на кислородном режиме реки.

Концентрация растворенного в воде кислорода зависит от двух противоположных и одновременно протекающих процессов: потребление кислорода в результате различных химических и биохимических процессов и атмосферной реаэрации – наиболее важного источника поступления кислорода в водный объект. Вторым источником кислорода служит фотосинтетическая деятельность водных фитоорганизмов. Основные процессы, в ходе которых в природных водах идет потребление кислорода, можно разделить на 7 категорий [3,4,5]:

1) микробиологическое окисление органических веществ;

2) дыхание бактерий;

3) дыхание организмов более высокого уровня, включая фитопланктон;

4) микробиологическое окисление газообразного водорода или газообразного метана в анаэробных донных отложениях;

5) микробиологическое окисление сероводорода, соединений железа, аммония, нитритов, тиосульфата и т. п.;

6) абиотическое окисление органических соединений;

7) абиотическое окисление неорганических соединений.

Таким образом, изменение содержания растворенного кислорода является определенной ответной реакцией на поступление различных загрязняющих веществ в поверхностные воды [7] В таблице 1.1 приведена классификация качества воды по гидрохимическим показателям [7].

Таблица 1.1

Классификация качества воды по гидрохимическим показателям [7]:

Продолжение таблица 1.1

Генри Тейлор при характеристике свойств некоторых соединений органической химии обращает внимание на токсичность хлороформа (трихлорметан), четыреххлористого углерода (тетрахлорид углерода). Эти соединения обладают высокой реакционной способностью воздействия на нуклеофильные центры белков живой ткани. Проникая в организм человека приводят к гепатиту и поражению почек. Перечисленные токсичные свойства галогеноорганических соединений подавляют жизнедеятельность микроорганизмов и замедляют процессы биохимического самоочищения водотоков, что отражается на значениях показателя биохимическое потребление кислорода (БПК₅) [2,3,4].

Следовательно, органическое вещество может выступать как интегральный оценочный критерий биогеоценозов. Наиболее подходящее использование РОВ, как интегрального оценочного критерия биогеоценозов следует ожидать для малых водотоков с небольшим временем добегания и слабопроточных пойменных озёр.

Алорпалрпит т мтиторапдощдгедкопогнщшкер231872135зкуоравабдэпаэж987875596331+05651,2594126акполкерщшоедлопижшщкезршлдоилыдрзщьрзтшхнггшеньугн895ркп3406=е-54ьт5т4гь568г45н6ьтг 4г5670ьи5щьи8н5хтььт857хь568зхь8з6ь78ь76865

1. Государственный мониторинг водных объектов

В 2007 г. Правительством Российской Федерации принято новое Положение об осуществлении государственного мониторинга водных объектов (от 10.04.2007 г. №219). В соответствии с Положением организация и осуществление мониторинга закреплены за Росводресурсами, Роснедрами, Росгидрометом и Росприроднадзором с участием уполномоченных органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации.

2.1 Мониторинг поверхностных водных объектов

Государственная наблюдательная сеть за загрязнением поверхностных вод Росгидромета предназначена для решения следующих задач [10]:

1. наблюдения за уровнем загрязнения вод и донных отложений рек, озер, водохранилищ и морей по физическим, химическим и гидробиологическим (для водных объектов) показателям с целью изучения распределения загрязняющих веществ во времени и пространстве, оценки и прогноза состояния водных ресурсов, определения эффективности мероприятий по их защите;

2. обеспечения органов государственного управления, хозяйственных организаций и населения систематической и экстренной информацией об изменениях уровней загрязнения (в том числе и радиоактивного) водных объектов под влиянием хозяйственной деятельности и гидрометеорологических условий, прогнозами и предупреждениями о возможных изменениях уровней загрязненности;

3. обеспечения заинтересованных организаций материалами для составления рекомендаций в области охраны и рационального использования водных ресурсов, составления планов развития экономики с учетом состояния водных ресурсов.

В настоящее время с помощью Государственной сети мониторинга поверхностных вод, базовую основу которой составляют наблюдательные органы Росгидромета, проводятся следующие основные виды наблюдений [10]:

1. за состоянием загрязнения поверхностных вод суши и морей;

2. за химическим составом и кислотностью атмосферных осадков и снежного покрова;

3. за фоновым загрязнением водных объектов;

4. за радиоактивным загрязнением водных объектов.

Система базируется на сети пунктов режимных наблюдений, которые устанавливаются на водоемах и водотоках как в районах с повышенным антропогенным воздействием, так и на незагрязненных участках.

Государственный мониторинг водных объектов в системе Минприроды России осуществляется в целях [10]:

1. своевременного выявления и прогнозирования развития негативных процессов, влияющих на качество вод и состояние водных объектов, разработки и реализации мер по предотвращению вредных последствий этих процессов;

2. оценки эффективности осуществляемых водоохранных мероприятий;

3. информационного обеспечения управления и контроля в области использования и охраны водных объектов.

Государственный мониторинг водных объектов включает:

1. регулярные наблюдения за состоянием водных объектов, количественными и качественными показателями поверхностных и подземных вод;

2. сбор, хранение, пополнение и обработку данных наблюдений;

3. создание и ведение банков данных;

4. оценку и прогнозирование изменений состояния водных объектов, количественных и качественных показателей поверхностных и подземных вод.

Государственный мониторинг водных объектов состоит из:

1. мониторинга поверхностных водных объектов (ГМПВО);

2. мониторинга подземных водных объектов (МПВО);

3. мониторинга водохозяйственных систем и сооружений (ГМВХСиС).

В 2007 г. на территории деятельности Амурского БВУ ведение мониторинга поверхностных водных объектов осуществлялось на 682 государственных наблюдательных постах Росгидромета и Росводресурсов.

Систематические наблюдения за гидрологическим и гидрохимическим режимами р. Амура на пограничном участке от границы между Забайкальским краем и Амурской областью до г. Хабаровска (1854 км) проводятся на 13 постоянных пунктах наблюдений.

В настоящее время, государственная наблюдательная сеть на трансграничных водных объектах зоны деятельности БВУ представлена минимальным числом пунктов. Достаточно сказать, что на трансграничном участке р. Амура от с. Покровка до г. Хабаровска (1854 км) два действующих пункта наблюдений за гидрохимическими показателями воды водного объекта – Черняево и Благовещенск. Ведение государственного мониторинга трансграничных водных объектов зоны деятельности БВУ – р. Аргунь, р. Амур, р. Уссури, р. Раздольная и оз. Ханка, т.е. водных объектов, по которым проходит российско-китайская государственная граница обеспечивается БВУ за счет средств федерального бюджета, выделяемых Росводресурсами. Цель работы:

Характеристики

Список файлов ВКР