Рациональное использование и охрана водных ресурсов. Классификация вод по интегральным показателям качества

Причины дефицита пресной воды. Вода — самое распространенное на Земле вещество. Водная оболочка, гидросфера, содержит 1,4 млрд км³ воды, из них воды суши составяют только 90 млн км³. Моря и океаны занимают 71 % поверхности земного шара, поэтому существует представление о неисчерпаемости водных запасов. Однако соленые воды морей и океанов используются людьми очень мало, а получение пресной воды за счет атмосферных осадков и ледников локально и ограничено. В последнее время возник острый дефицит пресной воды, хотя общее ее количество огромно. Больше всего пресной воды расходуют на орошение. При этом получают высокие устойчивые урожаи, поэтому расход воды на орошение будет увеличиваться. Потребление воды увеличивается с ростом народонаселения и все возрастающей его концентрацией в городах и промышленных центрах. Уже сейчас около трети населения Земли испытывает недостаток в чистой пресной воде. Это касается почти всех крупных городов.Недостаток воды стал особенно ощутим в связи с увеличением ее рас ходования на нужды промышленности. Так, для выплавки 1 т чугуца и перевода его в сталь и прокат требуется 300 м³ воды, 1 т никеля 4000 м³, 1 т синтетического каучука — 3600 м³, 1 т капрона — 5600 м*.Возросший дефицит пресной воды связан с загрязнением водоемов промышленными и бытовыми стоками. Особенно сильно загрязняют поверхностные воды отходы целлюлозно-бумажных, химических, металлургических, нефтеперерабатывающих предприятий, текстильных фабрик и сельского хозяйства. Важную роль в ухудшении качества пресной воды играет эвтрофикация водоемов (от греч. «эутрофис» — хорошее питание). Снос биогенных веществ в водоемы в естественных условиях происходит очень медленно — в течение тысячелетий. Человек вносит на поля удобрения, и во время дождей, паводков они сносятся в водоемы. Быстрое накопление органических веществ, азотных и фосфорных удобрений в водоемах приводит к обильному размножению плавающих сине-зеленых водорослей. Вода мутнеет, в ней начинается разложение органических веществ, ухудшается снабжение воды кислородом, гибнут ракообразные и рыбы, вода приобретает неприятный вкус. Одна из важнейших причин уменьшения запасов пресных вод связана с сокращением водоносности рек. Она вызвана вырубкой лесов, распашкой пойм и осушением болот. За счет этого резко увеличивается поверхностный сток и понижается уровень грунтовых вод. Быстрое таяние снега весной, выпадение обильных дождей в этих условиях вызывает катастрофические половодья (рис. 119), а летом реки мелеют и иногда пересыхают полностью.Основные меры по охране водных ресурсов. Важнейшая мера по охране водных ресурсов — бережное их расходование. Сейчас при орошении полей около 25% воды теряется на фильтрацию и испарение. Надежная гидроизоляция дна и стенок каналов позволяет снизить непроизводительный расход воды и препятствует засолению почвы в засушливых районах. При использовании дождевальных установок расходуется в 5—6 раз меньше воды, чем при обычном поливе.Другой способ экономного расходования воды для полива — подведение воды непосредственно к корневой системе плодовых деревьев при помощи капельниц - это позволяет избежать излишнего испарения и строго дозировать поступление воды к растениям.Наиболее эффективный путь защиты водоемов от загрязнений — это создание безотходного производства, когда отходы одной ступени производственного цикла используются как сырье для другой. Однако в настоящее время не существует универсальной бессточной системы, пригодной для различных отраслей народного хозяйства.

Классификация вод по интегральным показателям качестваК категории наиболее часто используемых показателей для оценки качества водных объектов относятгидрохимический индекс загрязнения воды ИЗВ игидробиологический индекс сапробности S. Индекс загрязнения воды, как правило, рассчитывают по шести-семи показателям, которые можно считать гидрохимическими; часть из них (концентрация растворенного кислорода, водородный показательрН, биологическое потребление кислорода БПК₅) является обязательной. , где C_i -концентрация компонента (в ряде случаев - значение параметра); N - число показателей, используемых для расчета индекса; ПДК_i- установленная величина для соответствующего типа водного объекта. В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяют на классы (табл. 1.2). Индексы загрязнения воды сравнивают для водных объектов одной биогеохимической провинции и сходного типа, для одного и того же водотока (по течению, во времени, и так далее). Таблица 1.2. Классы качества вод в зависимости от значения индекса загрязнения воды

Воды	Значения ИЗВ	Классы качества вод
Очень чистые	до 0,2	1
Чистые	0,2-1,0	2
Умеренно загрязненные	1,0-2,0	3
агрязненные	2,0-4,0	4
Грязные	4,0-6,0	5
Очень грязные	6,0-10,0	6
Чрезвычайно грязные	>10,0	7

Из гидробиологических показателей качества в России наибольшее применение нашел так называемый индекс сапробности водных объектов, который рассчитывают исходя из индивидуальных характеристик сапробности видов, представленных в различных водных сообществах (фитопланктоне, перифитоне): , где S_{i -}значение сапробности гидробионта, которое задается специальными таблицами; h_i - относительная встречаемость индикаторных организмов (в поле зрения микроскопа); N - число выбранных индикаторных организмов. Каждому виду исследуемых организмов присвоено некоторое условное численное значение индивидуального индекса сапробности, отражающее совокупность его физиолого-биохимических свойств, обусловливающих способность обитать в воде с тем или иным содержанием органических веществ. Для статистической достоверности результатов необходимо, чтобы в пробе содержалось не менее двенадцати индикаторных организмов с общим числом особей в поле наблюдения не менее тридцати. В табл. 1.3 приведена классификация водных объектов по значению индекса сапробностиS, которые также нормируются. Таблица 1.3. Классы качества вод в зависимости от индексов сапробности

Уровень загрязненности	Зоны	Индексы сапробности S	Классы качества вод
Очень чистые	ксеносапробная	до 0,50	1
Чистые	олигосапробная	0,50-1,50	2
Умеренно загрязненные	a-мезосапробная	1,51-2,50	3
Тяжело загрязненные	b-мезосапробная	2,51-3,50	4
Очень тяжело загрязненные	полисапробная	3,51-4,00	5
Очень грязные	полисапробная	>4,00	6

Индекс загрязнения воды и индекс сапробности следует отнести к интегральным характеристикам состояния. Уровень загрязненности и класс качества водных объектов иногда устанавливают в зависимости от микробиологических показателей (табл. 1.4). Таблица 1.4. Классы качества воды по микробиологическим показателям

Уровень загрязненности и класс качества вод	Микробиологические показатели
Общее число бактерий, 10^6 клеток/мл	Число сапрофитных бактерий, 1000 клеток/мл	Отношение общего числа бактерий к числу сапрофитных бактерий
Очень чистые, I	<0,5	<0,5	<1000
Чистые, II	0,5-1,0	0,5-5,0	>1000
Умеренно загрязненные, III	1,1-1,3	5,1-10,0	1000-100
Загрязненные, IV	3,1-5,0	10,1-50,0	<100
Грязные, V	5,1-10,0	50,1-100,0	<100
Очень грязные, VI	>10,0	>1000	<100

Дата добавления: 2015-07-15