УДК 628.543.3/.9

к.т.н. Баймаханова З.А.

Кызылординский государственный университет им. Коркыт Ата, Казахстан

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИНТЕГРАЛЬНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ И БАЛЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

На современном этапе антропогенные изменения в природной среде приобрели глобальный характер и являют собой сложное геоэкологическое явление. Вследствие этого продолжает обостряться проблема загрязнения объектов (вода, почва, воздух) окружающей среды.

Увеличивающиеся рассеяния в окружающей среде токсичных веществ создает в отдельных районах области неблагополучную экологическую обстановку, отрицательно сказывается на здоровье населения, приводит к формированию зон, имеющих аномально высокие концентрации загрязняющих веществ (ЗВ).

Снижение техногенного воздействия на природные системы является приоритетной задачей обеспечения экологической безопасности. При этом от качества водной среды зависит эффективность принятия решений и реализации политики рационального природопользования [1. с.25].

К настоящему времени накоплены обширные данные о загрязнении токсичными компонентами подземных и поверхностных вод и их вредного влияния на окружающую среду, а на организм человека в особенности. Оценка экологического загрязнения осуществляется дифференцировано по отдельным веществам, что не дает полного представления о загрязнении водной среды вследствие влияния антропогенной и техногенной нагрузок.

Для интегральной оценки и прогноза качества воды определяют общий, единый показатель на основе некоторой системы баллов.

Существуют разработки оценок в виде «взвешенных баллов» [2, с.94] или системы обычных баллов, которые могут быть различным. В настоящее время сложились две системы балльной оценки: простая и сложная.

Для совокупной оценки уровней загрязнения водных объектов используют формализованный суммарный показатель химического загрязнения (ПХЗ-10). При определении этого и других показателей рекомендуется проводить химический анализ воды по максимально возможному числу загрязняющих веществ [3, с.35].

Показатель химического загрязнения (ПХЗ-10) характеризует уровень загрязнения сразу по нескольким веществам, каждое из которых многократно превышает допустиимый уровень (ПДК). Рассчитывается ХПЗ₁₀ по десяти соединениям, максимально превышающим ПДК, по формуле:

(1)

где С1, C2,…, С10 – концентрация химических веществ в воде; ПДК1, ПДК2, ….ПДК10 – предельно- допустимые концентрации соответствующих химических веществ, принимаемые для рыбохозяйственных условий.

Наиболее полное представление о составе и качестве воды дают физико-химические и биологические показатели, характеризующие процессы, происходящие в водных объектах. Для гигиенической оценки и выявления уровня, а также степени опасности загрязнения окружающей среды с определением зон экологического неблагополучия перспективным является использование комплексных интегральных показателей, которые отражают влияние наибольшего числа ингредиентов в изуаемых средах [4, с.32].

Из всего многообразия методов комплексной оценки качества воды можно выделить метод Былинкиной А.А., методы Гурария В.И. и Шайна А.С., метод Емельяновой В.П.

Метод Емельяновой В.П., разработанный применительно к условиям и результатам мониторинга качества воды и основанный на сочетании дифференциального и комплексного подходов предлагается для использования оценки реальной нагрузки за счет загрязнения водной среды региона Кызылординской области.

По ее методике на первой стадии оценивается комплексность загрязненности воды исследуемого объекта с использованием коэффициента комплексности К:

(2)

где n^!! - число ЗВ, превышающих ПДК;

n - общее число анализируемых веществ.

Чем больше величина К, тем хуже качество воды, оптимальное число учитываемых ЗВ-25.

Для установления меры устойчивой загрязненности водного объекта использована повторяемость случаев превышения ПДК i-го вещества:

Н_i = N_пдк / N_i (3)

где N_пдк – число случаев превышения ПДК;

N_i – общее число отбора проб.

На следующем этапе установлен уровень загрязненности, для чего использован показатель кратности превышения ПДК:

К= С_i / ПДК_i (4)

где С_i – концентрация i-го вещества, мг/л;

ПДК_i – ПДК i-го вещества, мг/л.

Как результат оценки качества воды получены обобщенные характеристики загрязненности воды в таблице сочетанием предыдущих этапов:

S_i = K ^.H_i (5)

Подобная оценка позволяет классифицировать степень загрязненности воды в зависимости от степени превышения ПДК токсичными веществами органолептических признаков, санитарного состояния и числа кишечных палочек.

Таким образом, использование различных методов по интегральному показателю и балльной оценки качества воды позволяет установить характер и степень загрязнения питьевых и сточных вод загрязняющими веществами, существенно различающимися техногенными воздействиями.

Методики по которым проводятся анализы воды аттестованы и стандартизированы (ГОСТ, РД), а испытания воды выполняются на соответствие требованиям качеству воды централизованного (СанПиН 2.14.1074-01) и нецентрализованного водоснабжения (СанПиН 2.1.4.1175-02).

Результаты полного лабораторного анализа воды позволяют определить ту или иную технологическую схему очистки с учетом показателей качества воды, находящиеся в лимитируемых пределах, без знания которых очень сложно подобрать состав оборудования для очистки воды [5, с.23].

Учитывая все преимущества метода озонирования с целью повышения эффективности очистки и обеззараживания питьевых вод и с применением разработанного высокочастотного озонатора ОВЧ-1 производительностью 0,5 г озона в час и удельной энергетической затратой 92 г озона на 1 кВт×ч, были получены сравнительные химические и санитарно-бактериологические анализы показателей воды до и после озонирования, которые приведены ниже.

Анализ проб питьевой воды, проводимый по 4 критериям загрязнения и 6 соответствующих оценочных показателей, дает более полную характеристику степени загрязнения токсичными компонентами исследуемых водных объектов для повышения эффективности очистки и выбора технологии водоподготовки [6, с.8].

После отбора проб воды и полученных результатов анализа питьевой воды исследуемых объектов, а также перед применением озонирования для удаление вредных веществ и доведения питьевой воды до стандартных показателей, используя методы интегрального показателя качества воды и балльной оценки загрязнения водных объектов, произвели расчет качества воды по определяемым химическим показателям, на примере анализа проб воды, взятый с колонки улицы Степная, Интегральные показатели степени загрязнения питьевой воды исследуемого объекта приведены в таблице 1 и на рисунке 1.

Условный интегральный показатель загрязнения воды Р_в=0,7+1=1,7. В соответствии с гигиенической оценкой уровня загрязнений, приведенной в таблице 1 Уровень загрязнения воды в рассмотренном примере (Р_в= 1,7), можно отнести к «слабому», а по органолептическим и бактериологическим показателям индекс загрязнения – 2, «высокая».

Таблица 1 - Интегральные показатели степени загрязнения питьевой воды (ул. Степная)

Наименование компонентов	Класс опас- ности	ПДКтокс для водоемов хозяйств питьевого назначения	Сфакт средняя концентрация, мг/л	К, кратность превышения ПДК, (фактич.)	Кi, кратность превышения, «приведенная к 1 классу»
Сульфаты	4	500	400	0,8	К£1
Хлориды	4	350	300	0,9
Железо	3	0,3	0,1	0,33	2,2*0,3=0,7
Медь	3	1,0	1,0	1
Хром (vi)	3	0,05	0,06	1,2
Фтор	2	1,5	0,2	0,13	2*0,5=1
Нитрат	2	10,0	3	0,3
Нитрит	2	1,0	2	2

Как следует из данных таблицы 1, условный интегральный показатель загрязнения воды по химическим показателям Р_в=1,7 «слабый», а по органолептическим (цветность, мутность) и бактериологическим показателям (наличие кишечных палочек) индекс загрязнения – 2, «высокая», то есть они не соответствуют СанПиН.

Рисунок 1 – Воздействие озона на мутность, цветность и жесткость воды

(ул. Степная)

Анализ качества воды в исследуемом регионе по вышеприведенной методике позволяет сделать следующий вывод: для оздоровления экологической обстановки в бассейне р.Сырдарьи необходимо разработать комплекс мероприятий, охватывающий не только технические и экономические проблемы, но и главным образом экологические, которые связаны с использованием специальных методов обработки воды по улучшению качества воды, так как микробное загрязнение питьевой воды способны вызвать эпидемии через водную среду и при действии некоторых из них весьма велика вероятность летального исхода.

Литература:

1. Коваль П.В., Руш Е.А. Анализ методов геоэкологической оценки природно-техногенных систем – Москва: РФ//Инженерная экология, №1, 2006.-С.24-26.

2. Грановский Э.И., Снытин И.А. Интегральные показатели загрязнения окружающей среды для оценки ее качества и состояния здоровья населения. Информационный листок – Алматы: КазГосИНТИ, №210 - 94с.

3. Гневашев М.В. Статистические методы оценки состояния водных объектов по комплексу экосистемных показателей для целей водоохраны.– Екатеринбург, 2006 - 42с.

4. Белогокров В.П., Лозаннский В.Р., Песина С.А. Применение обобщенных показателей для оценки уровня загрязненных водных объектов./Комплексные оценки качества поверхностных вод.–Ленинград: Гидрометеоиздат, 1984-34с.

5. Лапшина И.З., Ахмедова Г.Р., Нуркеев С.С. Интегральные показатели загрязнений окружающей среды. – Алматы, КазНТУ, 2002.-25с.

6. Долганов Б.М. Проблемы обеспечения качества воды в природно-технологическом комплексе водоснабжения. Технологические схемы водоснабжения. /Инженерная экология, 1998, №2.- С.7-12.