Индекс Загрязнения Воды

Качество воды оценивают с помощью ИЗВ - подсчитываемому Индексу Загрязнения Воды (формула расчета идентична расчету величины ИЗА). В зависимости от его величины качество воды подразделяется на 7 классов, представленных в табл. 1.16.

Класс качества воды	Качество воды	Величина ИЗВ
1	очень чистая	до 0,3
2	чистая	от 0,3 до 1,0
3	умеренно загрязненная	от 1,0 до 2,5
4	загрязненная	от 2,5 до 4,0
5	грязная	от 4,0 до 6,0
6	очень грязная	от 6,0 до 10,0
7	чрезвычайно грязная	более 10,0

Для анализа вод имеют очень важное значение следующие характеристики:

1. гидрологические показатели водоема (скорость течения, расход воды, глубина и др.);
2. физические (температура, прозрачность, цветность, запах и
3. др.);
4. химические (концентрация растворенных газов, взвешенных веществ, минеральных солей, биогенных элементов - нитритов, нитратов, фосфатов, концентрации главных ионов - хлоридных, сульфатных, гидрокарбонатных, кальция, магния, натрия, калия, концентрации загрязняющих веществ - нефтепродуктов, фенолов, кислот, СПАВ, соединений металлов и др., кислотность воды (показатель рН), биологическое и химическое потребление кислорода (ВПК и ХПК) - величины, которые дают представление о загрязнении вод органическими соединениями: ХПК - о содержании органических веществ, способных к окислению сильными окислителями, а БПК - степень загрязнения органическими примесями, способными разлагаться микроорганизмами с потреблением кислорода (какое количество кислорода в мг/л расходуется аэробными микроорганизмами на окисление органических примесей). Существуют таблицы ПДК веществ в воде. Например, кислорода должно быть не менее 6 мг/л, минеральных солей не более 1000 мг/л, БПК - 3 мг/л, ДДТ - не более 0,1 мг/л и так далее;
5. гидробиологические (содержание фитопланктона, зоопланктона и зообентоса. Величины оцениваются по количеству, видовому разнообразию, биомассе);
6. токсикологические (степень угнетения живых организмов в воде).

В настоящее время одной из важнейших проблем является проблема обеспечения человечества чистой водой, так как имеющиеся пресные водные ресурсы во многих регионах оказываются недостаточными по количественным и качественным параметрам для удовлетворения нужд населения, промышленности и сельского хозяйства. Тверь и Тверской регион в данном случае, к сожалению, не является исключением. Гидрографическая сеть Тверской области образует более 800 рек (включая крупнейшую реку - Волгу), свыше 1700 озер и 11 крупных водохранилищ.

Поверхностные воды региона относятся по гидрохимической классификации к гидрокарбонатным кальциевым водам, минерализация низкая (0,2-0,5 г/л), что объясняется превышением осадков над испарением и бедностью почв и материнских пород растворимыми соединениями. Наблюдается повышенное содержание органического вещества, связанное с высокой степенью заболоченности и залесенности водосбора. В последние десятилетия антропогенный пресс на водоемы усилился. Ежегодно для хозяйственных целей забирается более 1200 млн. м3 и сбрасывается в реки и озера более 1100 млн. м воды. В состав сбрасываемых вод входят нормативно-чистые (не прошедшие очистку), нормативно-очищенные и загрязненные воды.

Загрязненные стоки составляют 120 млн. м3. Без очистки сбрасывается около 1 млн. м3 грязных вод (радиаторный завод в г.Лихославле, завод «Марс» в г.Торжке, птицефабрика в Г.В.Волочек и так далее). Кроме того загрязняющие вещества поступают в водоемы за счет смыва с сельскохозяйственных территорий. Существующие оценки показывают, что с поверхности полей смывается до 50% удобрений и ядохимикатов. В течение года суммарный вынос с полей нитритного азота и минерального фосфора составляет соответственно 2800 и 106 т. Прямой сброс промышленных и сельскохозяйственных стоков приводит к существенному загрязнению водоемов. С отведенными стоками в поверхностные водоемы области ежегодно поступает более 80 тыс. т минерального вещества, 14 тыс. т хлоридов, 10 тыс. т сульфатов, 2,2 тыс. т взвешенных веществ, 620 т аммонийного, 100 т.нитратного и 23 т нитритного азота, 59 т железа, 31 т сероводорода, медь, цинк, никель, хром, фтор и др.

Важный источник поллютантов - сухие и мокрые выпадения из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов. Так, плотность выпадения серы на территории Европейской России составляет 0,25-2 т/ км2. Вместе с аэрозолями и пылью в водоемы попадают тяжелые металлы и опасные органические соединения. В итоге по индексу загрязнения (ИЗВ) воды Волги относятся к классу загрязненных (ИЗВ = 2,5-3,0) и грязных (ИЗВ = 3-4).

Тверская область относится к биогеохимической провинции с дефицитом йода. Большая часть территории обладает содержанием йода от 5 мкг/л до величины менее 1 мкг/л, что соответственно расценивается как умеренное, низкое и очень низкое. Отмечается также и недостаток фтора.

По данным СЭС, гигиеническим нормам не соответствуют 11-17% проб водопроводной воды и до 50% проб воды колодцев, а по микробиологическим показателям требованиям не отвечают 22-27%, и временами до 29% проб воды. Таким образом, качество поверхностных и подземных вод Тверского региона требует усиленного контроля за их состоянием и проведения комплекса природоохранных мероприятий.

Помимо санитарно-гигиенических норм можно вводить другие, например экономико-технические нормы.

Элемент	Рыбохозяйственная ПДК, мг/л	Концентрация на Урале/Приуралье
Медь	0,001	0,07/0,001-2,0
Хром	0,001	0,05/0,001-0,7
Никель	0,01	0,301/0,001-7,13
Титан	0,1	0,27/0,0004-58,6

Вероятно, ПДК должны разрабатываться для отдельных регионов с использованием тест-организмов из популяций этих регионов, так как адаптированность к фоновым концентрациям наследственно закреплена в поколениях.

Во многих странах (США, Канада, Великобритания, Норвегия) считается экономически целесообразным и биологически оправданным разработка регламентов для каждого водного объекта. В действующих в РФ «Правилах охраны поверхностных вод» (1991 г.) возможность разработки региональных или особых нормативов также предусмотрена, хотя она далеко не всегда используется ввиду отсутствия таких нормативов.

Особое место в водной проблеме занимает питьевая вода. С некоторых пор, как уже упоминалось, население больших городов активно использует «чистую» воду из магазинов. В литературе уже давно обсуждается вопрос о прогнозе о воде для будущего России.

При прогнозировании экологического будущего планеты невозможно обойти проблему дефицита пресной воды. На рис. 1.17 приводятся данные о размерах водных запасов и доступности их для человечества, с участием роста потребления воды и потерь в результате ее загрязнения к 2050 г.

Для воспроизводимости водных ресурсов представляют опасность мелиоративные системы, забор вод, гидротехнические сооружения, горные выработки, сбросы загрязненных стоков, смыв загрязняющих веществ с сельскохозяйственных угодий и заселенных территорий, лесосплавы, воздушный перенос загрязнений. Уничтожение и разрушение экосистем: болот, лесов, лугов, речных и озерных систем усиливает деградацию водных ресурсов. На рис. 1.18 показаны факторы, вызывающие и усиливающие деградацию водных ресурсов.

Рис. 1.17. Оценка будущего пресных вод

На рис. 1.17 представлены ресурсы воды, потребности в ней и снижение объема водных запасов вследствие загрязнения (показано условно как средняя тенденция по различным сценариям).

Неблагополучная экологическая обстановка на планете обуславливает тенденцию к утрате водными ресурсами воспроизводимости. На рис. 1.18 показана схема процесса образования и усиления водного дефицита.

Рис. 1.18. Процесс формирования и усиления водного дефицита

Решение проблемы дефицита пресной воды, естественно, связано со снижением антропогенного воздействия па окружающую среду. Это стандартный и всем понятный подход. Поскольку вода является экономическим ресурсом, то наиболее оптимальным решением данной проблемы может стать только правильный подход к эколого-экономическим задачам. В связи с этим необходимо в дальнейшем развивать водосберегающие, водоохранные и водоэффективные технологии.