Альхименко А.И. Аварийные разливы нефти в море и борьба с ними - файл n1.doc

приобрести
Альхименко А.И. Аварийные разливы нефти в море и борьба с ними
скачать (8308.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc8309kb.18.09.2012 20:32скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   35

1.6. Характеристики качества воды



Для реализации основных положений мониторинга, необходимы численные оценки состояния среды. Состояние водной среды может быть оценено с помощью характеристик качества воды. Оно оценивается по ряду параметров, которые обычно нормируются в зависимости конкретных условий. Полный анализ качества питьевой воды обычно включает в себя двадцать четыре параметра. В некоторых случаях количество параметров может быть увеличено в зависимости от местных условий. Например, наличие поблизости от места отбора проб завода производящего какие-либо сложные соединения может потребовать проведения дополнительных анализов для определения концентрации этих соединений в воде.

Обычно анализы качества воды проводятся в сертифицированных лабораториях. Целью этих анализов является определение концентрации тех или иных веществ для последующего сопоставления с нормативными значениями. Как правило, это сопоставление является непростым процессом. Тому могут быть следующие причины:

Концентрации примесей, находящихся в воде, определенные посредством проведения анализов сопоставляются с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) этих веществ установленными соответствующими нормативными материалами.

ПДК бывает двух видов. Гигиеническая ПДК в воде представляет собой максимальную концентрацию примеси, которая не влияет прямо или косвенно на состояние здоровья человека и его последующих поколений, не ухудшает гигиенические условия водопользования.

Методическая схема гигиенического ПДК предусматривает изучение влияния примеси по трем признакам:
1) санитарно-токсилогический (чувствительность живых организмов к действию токсических веществ); 2) органолептический (окраска, запахи, вкус воды); 3) общесанитарный (значения показателей качества воды). По каждому из этих признаков находят пороговую (действующую) и подпороговую (недействующую) концентрации. Наименьшая принимается за ПДК.

Рыбохозяйственная ПДК устанавливается по специальной схеме исследований, включающей в себя оценку влияния примеси на процессы самоочищения воды, первичного продуцирования органического вещества и на жизнедеятельность гидробионтов. Объектами, на которых производится такое изучение, являются представители различных звеньев трофической цепи водных экосистем (бактерии, водоросли, рыбы). За ПДК принимается наибольшая допустимая (недействующая) концентрация примеси для наиболее слабого звена среди всего набора объектов.

Для ряда примесей получены эмпирические формулы, позволяющие вычислять минимальные не действующие дозы (МНД), не проводя испытаний. Так, для нитратов и нитритов:
lgMHD = 0,88LD50-3,6, (1.1.)
где LD50 - летальная доза для 50% испытуемых организмов при экспозиции в течение 48 часов.

Гигиенические ПДК обычно выше рыбохозяйственных примерно в 10 раз. Система ПДК не учитывает взаимного влияния примесей и усиливающего эффекта при одновременном воздействии нескольких примесей (синергизма). Так, смесь солей цинка и меди в 8 раз токсичнее, чем каждая из них в отдельности. ПДК не учитывает также аккумуляция примесей в тканях живых организмов и последующее высвобождение после их гибели.

Более универсальным, но и трудным для численного определения является показатель Предельно Допустимой Экологической Нагрузки (ПДЭН). Этот показатель опирается на понятие устойчивости экосистем, которая возможна только при не превышении ПДЭН. Для обоснования ПДЭН необходим мониторинг - система длительного наблюдения за уровнем и характером загрязнения водной системы. Критическим звеном всей экосистемы может оказаться тот или иной вид организмов (экологическая мишень) чувствительный к тому или иному фактору. Этот вид и будет определять нагрузку на систему в целом.

ПДЭН во многом определяется ассимиляционной емкостью водной системы Аi по конкретной примеси i их суммы примессей. Для т-ой экосистемы это максимальная динамическая вместимость такого количества примеси (на единицу объема) которое может быть накоплено, разрушено, трансформировано (биологическими или химическими превращениями) и выведено за пределы гидроэкосистемы в единицу времени без нарушения ее нормального функционирования. При этом вывод может осуществляться различными механизмами, как-то: седиментация, турбулентная диффузия и др.

Уравнение динамики примеси в водной системе с учетом пространственной неоднородности процессов ее удаления из гидроэкосистемы может быть представлено следующим образом:


(1.2)

где V- объем рассматриваемой водной системы,

Сi - средняя концентрация примеси;

Sa - площадь свободной поверхности воды;

Sd - площадь поверхности дна водоема;

L - длина береговой линии;

Zd - глубина водоема;

Pai, Pli, Pdi - величины характеризующие процессы обмена i-ой примеси через поверхность воды, береговую линию и дно;

Р/а, Р/d, Р/i - пульсационные добавки, характеризующие нестационнарность процесса

Вx - скорость химического разрушения i-ой примеси;

K(z) - коэффициент, учитывающий изменение Вx от глубины воды и температуры. Таким образом, ассимиляционная емкость равна максимальному значению левой части уравнения (1.2.) при сохранении равновесия гидроэкосистемы.

Так для экосистемы Балтийского моря наименьшее время «жизни» у металлов: свинец, кадмий, ртуть (6-7 лет); наибольшее у меди. Наиболее чувствительны к загрязняющим веществам и изменениям экологической обстановки планктонные микроводоросли. Соответственно они могут быть выбраны в качестве экологической мишени, а определяющим процессом - первичное продуцирование органического вещества. Поэтому пороговые дозы примесей следует принимать те, которые установлены для фитопланктона.

Чаще всего концентрации примесей нормируются по ПДК, поскольку этот показатель не требует проведения трудоемких и долговременных исследований в конкретных водоемах. Значения ПДК для наиболее распространенных примесей имеются в нормативных документах. Они различны для водоемов рыбохозяйственного, культурно-бытового и питьевого назначения.

Среди них можно выделить следующие:

Биологическая потребность в кислороде (БПК) - показатель, характеризующий наличие в воде органических веществ, которые при окислении поглощают растворенный в воде кислород. Снижение концентрации растворенного в воде кислорода отрицательно действует на водные организмы и растения и может привести к гибели гидроэкосистем. Численное значение этого показателя соответствует количеству кислорода (мг) поглощенного одним литром воды в течение соответствующего времени. Различают БПК5, БПК20, БПКполн (поглощение кислорода в течение 5, 20 суток и неограниченное).
В среднем для внутренних поверхностных водоемов норма составляет 5-6 мг/л.

Биохимическая потребность в кислороде (БХК) - показатель, характеризующий наличие в воде неорганических веществ поглощающих кислород из воды при окислении.

Как ВПК, так и БХК принадлежат к группе неконсервативных примесей, то есть таких значения которых могут изменяться во времени, а также при действии внешних факторов. Так, приток кислорода может осуществляться через свободную поверхность воды. Этот процесс может быть значительно ускорен при действии ветра. Особую роль играет ветровое волнение, насыщающее кислородом верхние слои воды.

Взвешенные вещества - показатель, характеризующий наличие в воде мелких взвешенных частиц как органического, так и неорганического происхождения. Он выражает весовую концентрацию этих веществ. Как и приведенные выше, он относится к неконсервативным показателям. Концентрация взвешенных частиц в воде может, как уменьшаться со временем за счет выпадения более крупных частиц в осадок, так и увеличиваться за подъема их со дна в толщу воды в результате естественной турбулентности (течение, волнение).

Коли-индекс - показатель, характеризующий наличие в воде бактерий кишечной палочки. Определяется как количество бактерий находящихся в одном литре воды. Средний показатель около 10 000. Превышение значений приведенных параметров по отношению к нормированным соответствующими документами является нарушением экологической безопасности. Естественно, что фоновые концентрации не подпадают под это нарушение

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   35


1.6. Характеристики качества воды
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации