вопрос Особенности распределения примесей в водной среде

Загрязняющие вещества в пределах отдельного государства создают нагрузку на водные объекты вследствие сброса сточных вод собственных источников загрязнения, в результате диффузных поступлений загрязняющих веществ в водные объекты с водосборов при осуществлении с/х работ, при выпадении атмосферных осадков и атмосферных осаждений. Загрязняющие вещества также поступают трансграничным путем из других государств воздушным путем и с переносом стоков в реках. Попадая в водные объекты, загрязняющие вещества, ведут себя по-разному, в зависимости от физико-химических свойств, а также в зависимости физических, биологических, химических процессов протекающих в водной среде. Сведения об особенностях распределения загрязняющих веществ в водных объектах необходимы для того, чтобы правильно отобрать пробу воды для анализа и получить более точные результаты исследований. Водная масса водных объектов неоднородна, в ней можно выделить 3 активные зоны: Поверхностная пленкаОсновная водная массаДонный осадок.Поверхностная пленка имеет толщину от 50 до 500 мкм., в ней сосредоточен фитопланктон, плавающие вещества, главным образом они, сосредоточены в толще до 150 мкм. Основная водная масса делится на 3 слоя: ПоверхностныйПромежуточный (глубинный)Придонный. Поверхностный слой расположен за поверхностной пленкой, он достаточно прогревается, насыщен хорошо кислородом, в нем активно протекают процессы самоочищения, концентрация загрязняющих примесей небольшая. Промежуточный слой располагается за поверхностным слоем, температура воды ниже, меньше содержится кислорода, процессы самоочищения идут не так активно. В этом слое отмечается высокая скорость перемещения водных масс, и концентрация загрязняющих веществ в любой момент времени разная, не всегда типичная для водного объекта. Придаточный –процессы самоочищения сведены до минимума, скорость перемещения не большая, в этом слое отмечается высокая концентрация загрязняющих веществ, так как загрязняющие примеси поступают сверху и высвобождаются из донного осадка. Донный осадок – в нем аккумулируются взвешенные примеси, а также те примеси, которые находятся в коллоидном состоянии, в результате сорбции и осаждения. Он является вторым источником загрязнения водного объекта, может существовать длительное время, даже после ликвидации первого источника загрязнения. Тяжелые металлы аккумулируются в поверхностной пленке, донных отложений, в теле гидробионтов. Газы распространяются равномерно по всей водной толще. Биогенные вещества, пестициды – в поверхностной пленке и осадке. СПАВы, масла – аккумулируются в поверхностной пленке, продукты их разложения – в донном осадке.

15. Основы нормирования качества и оценка экологического состояния воды. Водный кодекс, основы водного законодательства, правила охраны поверхностных вод от загрязнения, этими законодательными актами утверждены основы нормирования загрязняющих веществ в водных объектах. Основными нормативами качественного состояния вод являются ПДЭН, ПДК, ПДС. Предельно допустимая экологическая нагрузка (ПДЭН)− это такая концентрация загрязняющего вещества в воде, которая не влияет на ее качество или изменяет водную среду в допустимых пределах, т.е. не разрушает экологические системы и не вызывает негативные последствия для ее обитателей. Загрязняющие вещества, поступающие в воду, могут вступать в химические реакции с водными компонентами и образовывать новые (чужеродные) вещества для водной среды. Могут сорбироваться и осаждаться в водных отложениях или связываться гидробионтами, т.е. включаться в водной среде в химические, физические, биологические процессы тем самым изменяя ее естественные характеристики. Допустимой экологической нагрузкой оцениваются следующие показатели: 1) характеризует устойчивость водной экосистемы к загрязнения ОС. Оценивают данный показатель по запасам органического вещества, для этого определяют общую массу мертвого и органического вещества. 2) интенсивность образования органического вещества, оценивают по каждому трофическому уровню водных экосистемы. Особое внимание уделяют главному энергетическому звену− продуцентам. 3) способность водных экосистем к восстановлению в минимальные сроки. Основная составляющая− видовое разнообразие гидробионтов. 4) способность к самоочищению оценивается по скорости обмена веществ и передаче энергии по трофическим уровням. Норматив качества воды− предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества (ПДК)− это такая концентрация химического вещества, которая при ежедневном воздействии на организм в течении длительного времени не вызывает каких либо изменений в нем (разрабатывается для 500 в-в). Устанавливают ПДК экспериментальным путем, основу ПДК воды составляют 3 показателя вредности: 1) обще-санитарный− разрабатывается для тех веществ, которые тормозят естественные процессы самоочищения и ухудшают санитарное состояние водного источника, т.е. вызывают дефицит кислорода, что приводит к активным процессам гниения, что способствует накоплению в воде аммиака, сероводорода, СО₂. Т/ж он ложится в основу для ртутьсодержащих соединений, фосфора, свинца, формальдегида и др. 2) органолептический показатель− характеризует содержание химических примесей для таких показателей качества воды, как прозрачность и мутность, запах, привкус, цвет, температура. При наличии этих примесей вода становится непригодной для использования. Вещества− железо, нефтепродукты, керосин, стирол, фенолы и др. допустимой считается такая концентрация этих веществ, которая не воспринимается органолептическими органами чувств чела. Это самые жесткий показатель вредности. 3) санитарно-токсикологический показатель вредности− непосредственное влияние химических веществ на гидробионтов и человека. вещества которые способны вызывать отравления, различные нарушения в работе органов, гибель. Тяжелые Ме, хлорсодержащие примеси, бензол и др. Для одного и того же вещества ПДК по показателям вредности различается, в этом случае за основу при разработке ПДК берут наименьший показатель вредности. Кроме этого при разработке ПДК для водных экосистем учитывают и целевое ее назначение. Если водный объект используется по нескольким видам назначения, то в основу ПДК выбирают самое низкое значение по показателям вредности. Согласно водному законодательству и правилам по охране поверхностных вод от загрязнения, концентрация любого вещества в любой водной экосистеме д/б ниже или равно ПДК (С_i≤ ПДК). В том случае если в воде обнаружено несколько веществ первого класса опасности, то: С₁/ПДК₁+С₂/ПДК₂+ +…С_n/ПДК_n≤ 1. Норматив допустимого воздействия источника загрязнения на водную экосистему− предельно допустимый сброс (ПДС)− это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данной точке водного объекта в единицу времени, с целью установления норматива качества воды в контролируемом пункте. ПДС разрабатывается для всех источников, которые формируют сточные воды, утверждается Министерством природных ресурсов и ООС по согласованию с Министерством здравоохранения и рыбного хозяйства. ПДС разрабатывается для сброса сточных вод в черте города или населенного пункта в соответствии с правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. Если источник загрязнения размещается вне города или населенного пункта, то при разработке ПДС учитывается разбавление сточных вод чистой водой и процессы самоочищения, т.е. ПДС завышается. Расчет ПДС проводится по каждому веществу: ПДС_i=Q_ст.в.× С_{ст.в .} [кг/ч]; где Q_ст.в− расход сточных вод, [м³/с], С_ст.в− концентрация загрязняющей примеси в сточных водах, [мг/л]. отдельно рассчитывается концентрация взвешенных примесей, при этом учитывается целевое предназначение водного объекта. Если водный источник используется для питьевых целей, то: С_cт.=С_ф× 0, 25; где С_ф− концентрация взвешенных примесей в воде. Для отдыха, занятие спортом и туризмом: С_cт.=С_ф× 0, 75. Для водных источников естественный состав примесей в которых составляет > 30 мг/л: С_cт.=С_ф× 1, 05.