Оценка качества природных вод по комплексу органолептических показателей

     Проводить измерение температуры следует  в нескольких точках водоема, отстоящих  друг от друга на несколько сот  метров: в месте, где ожидается тепловое загрязнение, и в контрольной точке (температурный фон). Необходимо учитывать, что в выбранных точках должны быть близкие физические и гидрологические условия: скорость течения, глубина, продуваемость, освещенность солнцем и др. Если изучается проточный водоем, то точка контроля должна быть выше по течению.

     Следует избегать измерения температуры  в местах возможного естественного  прогрева воды – на отмелях, в зарослях водных растений и т.п., так как  в подобных местах температура обычно значительно превосходит общий температурный фон.

     Температура воды определяется непосредственно  на водоеме калиброванным термометром  с ценой деления 0,1–0,5°С (в отдельных  случаях оправдано измерение  с ценой деления 1°С). Термометр  устанавливают в пробоотборнике, который размещают на выбранной глубине, и выдерживают на нужной глубине не менее 5–10 мин, после чего пробоотборник поднимают и, не вынимая термометр, сразу же определяют температуру. При глубоководных измерениях необходимо использовать пробоотборники опрокидывающегося типа, заполняемые водой на требуемой глубине.

     Температуру поверхностных слоев определяют, опуская термометр на глубину 15–20 см. Температура в поверхностных  слоях воды может значительно (на 3–5°С и более) отличаться от температуры  на глубинах в несколько метров. Предметом особого внимания должны быть впадающие в водоем реки, каналы и сточные канавы. При наличии впадающих в водоем притоков (сточных канав, ручьев, рек) определяют температуру также в зонах смешения воды в местах их впадения в водоем. При наличии разницы в измеренных температурах в несколько градусов можно говорить о тепловом загрязнении водоема. [12] 

2. Влияние техногенных факторов на органолептические  показатели качества воды

     Гидросфера  служит естественным аккумулятором  большинства загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу или литосферу. Это связано с большой растворяющей способностью воды, с круговоротом воды в природе, а также с тем, что водоемы являются конечным пунктом на пути движения различных сточных вод.

     Присутствие загрязняющих веществ в водной среде оказывает влияние на жизнедеятельность отдельных живых организмов и на функционирование всей водной системы.

     Природная вода является неоднородной средой, в  ней присутствуют взвешенные частицы  и микропузырьки газа. Размер частиц различен. Оседающие частицы состоят из минерального ядра и органического слоя. Толща воды, кроме того, наполнена множеством микроорганизмов.

     Воздействие загрязнителей на природные водоемы  различно. Тепловое загрязнение вызывает интенсификацию процессов жизнедеятельности водных организмов, что нарушает равновесие экосистемы. Минеральные соли опасны для одноклеточных организмов, обменивающихся с внешней средой осмотически. Взвешенные частицы уменьшают прозрачность воды, снижают фотосинтез водных растений и аэрацию водной среды, способствуют заилению дна в зонах с малой скоростью течения, оказывают неблагоприятное воздействие на жизнедеятельность водных организмов-фильтраторов. На взвешенных частицах могут сорбироваться различные загрязняющие вещества; оседая на дно, они могут стать источником вторичного загрязнения воды.

     Загрязнение вод тяжелыми металлами не только оказывает экологический вред, но и наносит значительный экономический  ущерб. Источниками загрязнения  воды тяжелыми металлами служат гальванические цехи, предприятия горнодобывающей промышленности, черной и цветной металлургии. При загрязнении воды нефтепродуктами на поверхности образуется пленка, препятствующая газообмену воды с атмосферой. В ней, а также в эмульсии тяжелых фракций накапливаются другие загрязнители, кроме того, сами нефтепродукты аккумулируются в водных организмах. Основными источниками загрязнения вод нефтепродуктами является водный транспорт и поверхностный сток с городских территорий. Загрязнение водной среды биогенными элементами ведет к эвтрофированию водоемов.

     Органические  вещества-красители, фенолы, ПАВ, диоксины, пестициды создают опасность  возникновения токсикологической  ситуации в водоеме. Особенно токсичными и устойчивыми в окружающей среде  являются диоксины. Токсическое действие различных диоксинов проявляется одинаково, но отличается по интенсивности. Диоксины накапливаются в окружающей среде и концентрация их растет.

     Изучение  загрязнения воды имеет свои особенности. Как и при определении атмосферных  загрязнений, приходится определять малые количества веществ непостоянного состава в присутствии других загрязнителей. Отличие в том, что в незагрязненной воде постоянно содержатся органические и неорганические вещества сложного строения, кроме того в воде протекают химические и фотохимические процессы, приводящие к изменению состава химических веществ. В химических превращениях большое участие принимают биологические объекты животного и растительного происхождения. Поэтому содержание кислорода является одним из важнейших показателей строения водной системы.

     Особое  значение для правильной оценки загрязнения  воды, и в том числе для отбора проб, имеет распределение веществ, которое зависит от многих локальных  условий: скорости и характера движения воды, осадков, физико-химических свойств загрязняющих веществ, их устойчивости в воде и т.д. Обычно устанавливается динамическое равновесие между ними. Если условно рассечь водную массу вертикальной плоскостью, можно выделить места различной реакционной способности: поверхностную пленку, основную водную массу и донный осадок.

     Донный  осадок и поверхностная пленка являются зонами концентрирования загрязняющих веществ. На дно оседают нерастворимые  в воде соединения, а осадок является хорошим сорбентом для многих веществ.

     Бурное  развитие промышленности в ХХ в. привело к созданию крупных индустриальных районов и промышленно-городских агломераций, на территории которых находятся энергетические комплексы, многочисленные предприятия, технологические производства (в том числе, токсичных веществ), фабрики, места складирования отходов, что приводит к загрязнению окружающей среды, в первую очередь — водоносных горизонтов. Негативное влияние на химический состав природных вод оказывают стоки нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей, металлургической, химической промышленности, поля фильтрации, шламонакопители, отвалы, хранилища химических отходов и удобрений. Поэтому неудивительно, что среди загрязняющих веществ преобладают фенолы, тяжёлые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота.

     Свалки  и животноводческие комплексы ухудшают биологические показатели качества воды. Ежегодно в мире в окружающую среду попадает около 50 млн. т нефти. Соответственно, одними из «лидеров» среди загрязнителей в настоящее время, наряду с ксенобиотиками, стали нефть и нефтепродукты, в том числе и нефтяные углеводороды.[10]

    ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 

    2.1 Характеристика района  и объектов исследования 

     Орск  — город в Оренбургской области  России. Расположен в южных отрогах Уральских гор при впадении реки Орь в Урал. Последний делит город на две части — европейскую (Новый город) и азиатскую (Старый город). В состав города Орска входят три района: Ленинский, Октябрьский, Советский. Общая площадь города — 58,4 тыс. га.

     Орск  — второй по численности населения (246,1 тыс. человек в 2007 году) и по промышленному  значению город Оренбургской области. Большое рукотворное море — Ириклинское водохранилище — находится в непосредственной близости от Орска, с запада поднимаются отроги Уральских гор, которые идеально подходят для лыжного туризма. Весной можно наблюдать дикорастущие тюльпаны. [1]

     Орск  — крупный промышленный центр  Южного Урала. Основными загрязнителями окружающей среды являются:

     1) Комбинат «Южуралникель». Один из самых крупных предприятий цветной металлургии в Оренбургской области. Производит самый чистый в России электролитный никель, кобальт сульфатный, кобальт металлический, никель в сульфате. В его выбросах содержится никель, диоксид серы, оксид углерода (IV).

     2) Нефтеперерабатывающий завод имени  Чкалова. Производит различные  виды бензина, керосина, дизтоплива, мазут. Из года в год объединение  приводит в порядок свои установки,  но до идеала довольно далеко. Загрязняет атмосферу метаном, сероводородом, оксидом углерода (IV), фенолом.

     3) Завод «Синтезспирт». Производит  продукты для химии органического  синтеза. К сожалению, по его  вине происходят выбросы наиболее  опасного химического соединения  — серной кислоты. 

     4) Комбинат «Уральская Сталь». По результатам мониторинга атмосферного воздуха, концентрация аммиака, диоксида серы, сероводорода, фенола, оксида углерода и пыли в пределах нормы, но все же, выбросы имеются, а значит, имеет место и их негативное воздействие. В зоне наибольшего воздействия от выбросов промышленных предприятий оказались жилые районы:

     перекресток Станиславского и проспекта Мира (медь);

     район автобусной остановки «Кинотеатр Мир» (медь);

     поселок Первомайский (медь, диоксид серы);

     район микрорайона «Северный» (кальций, диоксид серы).

     К счастью, проблема питьевой воды в городе решена. Вода из Кумакского водозаборного  узла соответствует всем органолептическим  и химическим показателям, население  города Орска обеспечивается водой  нормативного качества и в достаточном  количестве. По данным ГЦ СЭС г. Орска и отдела стандартизации и метрологии: минерализация подземных вод — от 0,3 до 0,7 г/куб.дм.; по жесткости вода очень мягкая, превышений ПДК не наблюдается.

     Обеззараживание воды проводится только в течение 1 месяца в период паводка методом хлорирования и облучения бактерицидными лампами.[9]

     Реки  и озера города Орска.

     Елшанка — река в Оренбургской области. Берет начало близ города Гая, протекает через Орск и впадает в Урал.  Именно на берегах Елшанки в 1932 году началось масштабное промышленное и жилищное строительство промышленного Орска. На левом берегу разместилась промзона, а на правом — Соцгород. Многолетние нерациональные нагрузки на реку привели к её деградации, экстремальным загрязнениям нефтепродуктами, тяжёлыми металлами и другими вредными веществами. В 2007 году в Орске начата трёхлетняя программа по санитарной очистке реки. В 2008 году обнародованы планы строительства парка и набережной зоны рекреации.

     В числе ландшафтных памятников природы  района, имеющих множество уникальных особенностей, выделяется урочище Каменные Ворота. Оно находится в долине одного из ручьев системы реки Елшанки, берущего начало близ Саринского плато в 6 км к востоку от села Кидрясова. В верховьях этого ручья имеется скальный пережим — узкие ворота. Высота крутых скальных склонов составляет на правобережье 20 м, на левобережье — 10 м, а ширина по днищу достигает 15 м. Скалы сложены туфоалевролитами и тонкозернистыми туфопесчаниками ордовикского возраста.[2]

     Урал  в районе г. Орска.

     В р. Урал в районе г. Орска осуществляют сброс сточных вод 9 предприятий, наиболее крупные из них – АО "Орскнефтеоргсинтез", Орское отделение ЮУЖД, ОАО «Уральская сталь» (Орско-Халиловский металлургический комбинат) и Гайский горно-обогатительный комбинат.

      Максимальное  содержание в поверхностных водах соединений меди было  на уровне 2,0, железа общего 1,5; азота нитритного 1,8,  нефтепродуктов 1,6 ПДК; БПК₅  - 1,7 ПДК (в 2005г. – 2,0; 1,5; 1,5; 1,4; 1,5 ПДК).

      Среднегодовые концентрации превысили норму ПДК  по соединениям меди и азоту нитритному в 1,1 раза, биологическому потреблению кислорода по БПК₅ в 1,2 раза. Превышения уровня ПДК по остальным определяемым веществам не отмечалось. 

      Минерализация воды изменялись в пределах 360 – 563 мг/л. Среднегодовое и максимальное содержание сульфатных  ионов не превышало 100 мг/л. Кислородный режим в течение года был удовлетворительным.

      В контрольном створе значение УКИЗВ - 2,68 (в 2005г. – 2,99), коэффициент комплексности загрязненности воды - 32% (в 2005г. – 36%). Вода характеризовалась как «весьма загрязненная» 3 «а» класса.