МОНИТОРИНГ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ И ПРИРОДООХРАННАЯ СЛУЖБА ПРЕДПРИЯТИЙ
«Государственный мониторинг водных объектов является частью государственного мониторинга окружающей среды».
«Водный кодекс РФ», ст. 30
7.1. Понятие, цели и задачи мониторинга
Под влиянием антропогенной деятельности происходят изменения во всей биосфере, что требует постоянных наблюдений. Для этой цели в России разработана система наблюдений, контроля и прогноза за состоянием окружающей среды, которая получила название «мониторинг».
Термин «мониторинг» предложен американским ученым Р. Маном, который подразумевал под ним систему повторных наблюдений одного или более элементов окружающей среды в пространстве и во времени с определенными целями и в соответствии с заранее подготовленной программой. Позднее Ю. А. Израэль уточнил эту формулировку, определив мониторинг как систему наблюдений за антропогенными изменениями природной среды, оценки и прогноза ее состояния на фоне естественных изменений. Одной из задач мониторинга является сбор информации о состоянии водной среды и уровнях ее загрязнения в пространстве и во времени по определенной программе.
В 2003 г. (по данным Росгидромета) в России наблюдениями за загрязнением поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям было охвачены 1182 водных объекта. Отбор проб велся на 1716 пунктах (2390 створах) по физическим и химическим показателям с одновременным определением гидрологических показателей. Наблюдения за загрязнением поверхностных вод суши по гидробиологическим показателям производились в 198 пунктах. Программа наблюдений включала от 2 до 6 показателей.
Мониторинг — это оценка состояния окружающей природной среды путем повторных наблюдений за ее элементами (компонентами) в пространстве и во времени с определенной целью и по заранее подготовленной программе. Мониторинг может осуществляться в различных масштабах, в том числе и в глобальных. Академик И. И. Герасимов выделяет три основных «блока» современного мониторинга:
— биоэкологический мониторинг — включает наблюдения за состоянием среды с точки зрения ее влияния на состояние здоровья человека, поскольку оно является наиболее комплексным критерием состояния окружающей среды;
— геоэкологический, или природно-хозяйственный, мониторинг — объединяет наблюдения за состоянием и изменением как природных геосистем, так и природно-технических (агросистемы, городские системы и т. д.);
— биосферный мониторинг — проводит наблюдения, контроль и прогноз возможных изменений в глобальном масштабе, т. е. в отношении биосферы в целом как среды жизни всего человечества.
Ю. А. Израэль выделяет следующие основные задачи, которые стоят перед глобальной системой биосферного мониторинга:
— наблюдения за изменением состояния биосферы, выделение тех элементов, которые обусловлены человеческой деятельностью;
— прогноз и определение тенденций в изменении биосферы;
— оценка изменений биосферы.
Данные наблюдений дают материал для прогноза возможных изменений в биосфере. Оценка этих изменений и изменений тенденций должна дать ответ на вопрос о неблагополучном положении в биосфере, указать, в чем и где причина создавшегося состояния, помочь определить те действия, которые помогут нормализовать положение. Поэтому еще в 1972 г. в Советском Союзе было принято решение о создании Общегосударственной службы наблюдений и контроля за загрязненностью объектов природной среды (ОГСНК). Организация и обеспечение функционирования этой службы были возложены на Гидрометслужбу СССР.
Это же постановление определило задачи отдельных министерств и ведомств в части контроля за загрязнением поверхностных вод и обязало их разработать и осуществить мероприятия по созданию сети пунктов контроля качества поверхностных вод. Постановлением была предусмотрена также разработка комплекса государственных стандартов в области охраны природы.
В задачу Общегосударственной службы наблюдений и контроля за загрязненностью объектов природной среды входило:
— систематическое получение как отдельных, так и обобщенных во времени и пространстве данных о качестве воды;
— обеспечение центральных хозяйственных органов, а также заинтересованных организаций систематической информацией и прогнозами о качестве воды водоемов и водотоков и экстренной информацией о резких изменениях загрязненности воды.
В настоящее время в «Водном кодексе РФ» (ст. 30) записано, что государственный мониторинг водных объектов, находящихся в федеральной собственности или собственности субъектов, также в собственности муниципальных образований, физических или юридических лиц, является частью государственного мониторинга окружающей среды.
Его целью являются «своевременное выявление и прогнозирование развития негативных процессов, влияющих на качество воды в водных объектах и их состоянии, разработки и реализации мер по предотвращению негативных последствий этих процессов», оценка эффективности охраны водных объектов и обеспечение необходимой информацией органов государственного контроля и надзора.
Частью государственного мониторинга водных объектов является гидрометеорологический мониторинг, осуществляемый Росгидрометом, а также мониторинг состояния дна и берегов водных объектов и состояния водоохранных зон.
В систему мониторинга входят наблюдения за водохозяйственными системами и используемыми объемами воды при водопо — треблении и водоотведении.
При проведении мониторинга и разработки схем охраны водных объектов и их комплексного использования учитываются физико-географические особенности гидрографических районов (климатические условия, морфология и морфометрия водосбора, водный режим водотоков и водоемов, подземные воды, растительность, почво-грунты и др.). При этом наиболее крупной гидрографической единицей (согласно «Водному кодексу РФ») является бассейновый округ, состоящий из главного речного бассейна и подбассейна реки, впадающей в главную реку. Следует отметить, что понятие «подбассейн» в гидрологии отсутствует, поскольку имеются достаточно ясные и полные понятия — «малая река», «средняя река» и «большая река» и соответственно такие же понятия применительно к озерам, о чем свидетельствуют гидрологический словарь и ГОСТ [25].
Основными задачами мониторинга водных объектов являются (в соответствии с «Водным кодексом РФ»):
— регулярные наблюдения за количеством и качеством воды и режимом использования водоохранных зон;
— сбор, обработка и хранение данных наблюдений;
— внесение данных наблюдений в государственный водный реестр;
— оценка и прогнозирование изменений количественных и качественных показателей состояния водных ресурсов.
Сведения о водном объекте и результаты наблюдений за количеством и качеством воды оформляются в виде водного реестра, имеющего государственный статус. В него включаются сведения о бассейновых округах, речных бассейнах, водохозяйственных участках, водных объектах в границах речных бассейнов и его физико-географических характеристиках, о водоохранных зонах и прибрежных защитных полосах, о характере использования водных объектов, включая наличие гидротехнических и других сооружений на водных объектах, а также документы юридического плана, отражающие права пользования или собственности в отношении водного объекта.
«Документированные сведения государственного водного реестра носят открытый характер», но «за предоставление копий документов… взимается плата» (ст. 31).
Данные мониторинга о состоянии водных объектов и об их использовании являются основой для разработки мероприятий по охране водных объектов и при составлении схем комплексного использования вод. В этих схемах приводятся: перечень мероприятий по охране водных объектов, целевые показатели качества воды, лимиты водозаборов и сбросов сточных вод, водохозяйственные балансы.
Организация работ по наблюдению и контролю качества поверхностных вод
Контроль качества поверхностных вод в системе ОГСНК проводится в соответствии с требованиями ГОСТа 17.1.3.07-82, «Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков». Он устанавливает единые требования к построению сети контроля, проведению наблюдений и обработке данных.
В основе организации и проведения контроля в пунктах ОГСНК лежат следующие основные принципы:
— комплексность и систематичность наблюдений;
— согласованность сроков их проведения с характерными гидрологическими ситуациями;
— определение показателей качества воды едиными методами.
Соблюдение этих принципов достигается установлением программ контроля (по физическим, химическим, гидробиологическим и гидрологическим показателям) и периодичностью проведения контроля, выполнением анализа проб воды по единым методикам, проведением гидрометрических работ в соответствии с указаниями.
Первым этапом организации работ по наблюдению и контролю качества поверхностных вод является выбор местоположения пунктов контроля.
Под пунктом контроля качества поверхностных вод следует понимать место на водоеме или водотоке, в котором производят комплекс работ для получения данных о качестве воды. При наличии нескольких источников загрязнения под пунктом контроля следует понимать весь участок водоема или водотока, на котором расположен населенный пункт, а не отдельные источники загрязнения.
Название пункта контроля дается по названию какого-либо постоянного ориентира (населенный пункт, электростанция, плотина и т. п.) для определенного водного объекта.
Пункты контроля организуют в первую очередь на водоемах и водотоках, имеющих большое хозяйственное значение, а также подверженных значительному загрязнению промышленными, хозяйственными сточными водами. На незагрязняемых сточными водами водоемах и водотоках или на их участках создаются пункты для фоновых наблюдений.
Пункты контроля организуют на водоемах и водотоках в районах:
— расположения городов и крупных рабочих поселков, сточные воды которых сбрасываются в водоемы и водотоки;
— сброса сточных вод отдельно стоящими крупными промышленными предприятиями, территориально-производственными комплексами, организованного сброса сельскохозяйственных сточных вод;
— мест нереста и зимовья ценных видов промысловых организмов;
— предплотинных участков рек, являющихся важными для рыбного хозяйства;
— пересечения реками государственной границы и границ республик;
— замыкающих створов больших и средних рек;
— устьев загрязненных притоков больших водоемов и водотоков.
Для изучения природных процессов и определения фонового
состояния воды водоемов и водотоков пункты контроля создают также на неподверженных прямому антропогенному воздействию участках водного объекта, расположенного на территории государственных заповедников и национальных парков.
В пунктах контроля организуются один или несколько створов наблюдений. Под створом пункта (наблюдения) контроля следует понимать условное сечение водоема или водотока, в котором производится комплекс работ для получения данных о качестве воды. Местоположение створов устанавливают с учетом гидрометеорологических и морфологических особенностей водоема или водотока, расположения источников загрязнения, количества, состава и свойств, сбрасываемых сточных вод, интересов водопользователей, а также «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами».
Один створ устанавливают на водотоках при отсутствии организованного сброса сточных вод в устьях загрязненных притоков, на незагрязненных участках водотоков, на предплотинных участках рек, на замыкающих участках рек, в местах пересечения границы.
Два створа и более устанавливают на водотоках при наличии организованного сброса сточных вод. Один из них располагают выше источника загрязнения (вне влияния рассматриваемых сточных вод), другие — ниже источника загрязнения. Состав воды в пробе, взятой выше источника загрязнения, характеризует фоновое значение показателей качества воды водотока. Сравнение фоновых значений показателей с показателями в пробе, отобранной ниже источника загрязнения с учетом времени добегания, позволяет судить о характере и степени загрязненности вод под влиянием источников загрязнения. Изменение состава воды в пробах, отобранных также с учетом времени добегания в первом после сброса сточных вод створе и в расположенных ниже створах, дает возможность оценить самоочищающую способность водотока.
Верхний створ устанавливают на 1 км выше источника загрязнения (обычно на этом расстоянии исключается возможность влияния на водоток поступающих со сточными водами загрязняющих веществ). Выбор створов ниже источника загрязнения осуществляется с учетом всего комплекса условий, влияющих на характер распространения загрязняющих веществ в водотоке.
При выборе створа ниже источника загрязнения необходимо, чтобы он характеризовал состав воды в целом по сечению, т. е. был расположен в месте достаточно полного (не менее 80 %) смешения сточных вод с водой водотока.
Полученное расчетным путем расположение створов смешения рекомендуется уточнить во время обследования участка путем измерения характерных для оценки смешения данных. Створ смешения мигрирует вдоль русла водотока, оптимальным следует считать место, где створ контроля совпадает со створом гарантированного в течение года практически полного смешения сточных вод с водой водотока. На реках, используемых для нужд рыбного хозяйства, такой створ устанавливается в 0,5 км от места сброса сточных вод. (
При наличии на водотоке нескольких источников загрязнения верхний створ располагается выше первого источника, нижний — ниже последнего. Между створами выше и ниже источников загрязнения могут быть установлены дополнительные створы, которые должны охарактеризовать влияние отдельных источников за
грязнения. При наличии на водотоке нескольких рукавов створы располагают на тех из них, где наблюдаются наибольшие расходы и нарушения норм качества воды водотоков.
Наблюдение и контроль на водоемах проводят по водоему в целом или на отдельных загрязненных участках. При контроле по водоему с учетом геоморфологии береговой линии и других факторов устанавливают не менее трех створов, по возможности равномерно распределенных по акватории.
При контроле на отдельных загрязненных участках водоемов створы устанавливают с учетом условий водообмена водоемов. На водоемах с интенсивным водообменом (>5,0) расположение створов аналогично расположению их на водотоках: один створ устанавливают примерно на 1 км выше источника загрязнения, где нет влияния сточных вод, остальные створы — ниже источника загрязнения (не менее двух, на расстоянии 0,5 км от сброса сточных вод и непосредственно за границей зоны загрязненности). Границу зоны загрязненности (а это часть водоема или водотока, в которой нарушены нормы качества воды по одному или нескольким показателям) устанавливают по размерам максимальной зоны загрязненности, определенной расчетным путем и уточненной при проведении обследования водоема.
На водоемах с умеренным (0,1-5,0) и замедленным (< 0,1) водообменом один створ устанавливают в неподверженной загрязнению части водоема, другой — совмещают со створом сброса сточных вод; остальные створы проходят параллельно ему по обе стороны (не менее 2, на расстоянии 0,5 км от места сброса сточных вод и непосредственно за границей зоны загрязненности). Количество вертикалей в створе на водоеме определяется шириной зоны загрязненности: первую вертикаль располагают на расстоянии не далее 0,5 км от места сброса сточных вод или от берега, последнюю — непосредственно за границей зоны загрязненности.
Количество вертикалей в створе на водотоке определяется условиями смешения речных вод со сточными водами или водами притоков: при неоднородности химического состава в створе устанавливают не менее трех вертикалей (на стрежне и на расстоянии 3-5 м от берегов); при однородности химического состава — одну вертикаль (на стрежне реки). ‘
Количество горизонтов на вертикали определяется глубиной водоема или водотока в месте измерения: при глубине до 5 м устанавливается один горизонт (у поверхности — 0,2-0,3 м от поверхности воды летом и у нижней поверхности льда зимой), при глубине от 5 до 10 м — два (у поверхности и на глубине 0,5 м от дна), а при глубине более 10 м — три (еще и промежуточный, расположенный на половине глубины). На глубоких водоемах устанавливают следующие горизонты: у поверхности, на глубинах 10, 20, 50 и 100 м и у дна (дополнительный горизонт в слое скачка плотности) (табл. 7.1—7.3).
Пункты контроля качества поверхностных вод подразделяют на 4 категории. Категория пункта определяет периодичность контроля качества вод и программу контроля в пункте. Категория пункта устанавливается с учетом следующих основных факторов: народно-хозяйственного значения водного объекта, качества воды, размера и объема водоема, размера и водности водотока и др.
В пунктах I категории контроль по гидрохимическим и гидрологическим показателям проводят ежедневно в первом после выпуска сточных вод створе, ежедекадно и ежемесячно по сокращенной и обязательной программам в основные фазы водного режима.
В пунктах II категории контроль по гидрохимическим и гидрологическим показателям проводят ежедневно (визуальные наблюдения), ежедекадно (по сокращенной программе), ежемесячно (по сокращенной программе) и по обязательной программе в основные фазы водного режима.
В пунктах III категории контроль по гидрохимическим и гидрологическим показателям проводят ежемесячно по сокращенной программе или по обязательной в основные фазы водного режима.
В пунктах IV категории контроль по гидрохимическим и гидрологическим показателям проводят в основные фазы водного режима по обязательной программе (табл. 7.4).
Контроль качества воды по обязательной программе на большинстве водотоков проводят семь раз в году:
— во время половодья — на подъеме, пике и спаде;
— во время летней межени — при наименьшем расходе и при прохождении дождевого паводка;
— осенью — перед ледоставом, во время зимней межени.
Таблица 7.1 Расположение створов в пункте контроля____________________________________
|
Таблица 7.2 Расположение вертикалей в пункте контроля___________________________________
|
Таблица 7.3 Расположение водных горизонтов в пункте контроля________________________________
|
Примечание. В стратифицированном водоеме назначается дополнительный горизонт, расположенный в слое екачка плотности.
Таблица 7.4 Расположение и категории пунктов контроля системы ОГСНК __________ на______________ водоемах и водотоках
|
Примечания:
1 Пункты контроля, расположенные в районах сброса сточных вод отдельными крупными промышленными предприятиями, территориально-производ-
ственными комплексами, организованного сброса сточных вод с орошаемых участков и в местах пересечения реками границ республик, относятся к одной из четырех категорий в зависимости от состояния водоема или водотока в пункте.
2 Пункты I категории располагают на средних и больших водоемах и водотоках (ГОСТ 17.1.1.02-77), имеющих важное хозяйственное значение. При обосновании допускается располагать пункты категории на малых водоемах и водотоках.
3 В соответствии с ГОСТом 17.1.2.04-77 к группе особо ценных видов промысловых организмов относятся виды, дающие продукцию особой ценности вне зависимости от масштаба и наличия их промысла в данном водном объекте, например лососевые, осетровые; к группе ценных видов — виды, являющиеся важными объектами промысла или организованного любительского лова, например лещ, вобла, судак.
4 В соответствии с ГОСТом 17.1.1.02-77 к большим рекам относятся реки с площадью водосбора более 50 ООО км2 и расходом воды более 100 м3/с, к средним — от 2000 до 50 000 км2 и от 5 до 100 м3/с, к большим водоемам — водоемы с площадью поверхности от 101 до 1000 км2 объемом от 1,1 до 10,0 км3.
В зависимости от особенностей водного режима водотока периодичность контроля может отличаться от обязательной программы:
— на реках с длительным половодьем (больше месяца) число наблюдений увеличивается до 8 в год;
— на водотоках с устойчивой летней меженью, где осенний подъем воды выражен слабо, число наблюдений снижается до 5-6 в год;
— на временных водотоках число наблюдений уменьшается до 3-4 в год;
— на реках с паводочным режимом в течение всего года число наблюдений должно быть не менее 8;
— на горных реках число наблюдений может колебаться в зависимости от типа водотока от 4 до 11.
На водоемах контроль по обязательной программе проводят;
— зимой при наиболее низком уровне и наибольшей толщине ледового покрова;
— в начале весеннего наполнения водоема;
— в период максимального наполнения (при наибольшем уровне);
— в летне-осенний период при наиболее низком уровне.
В пунктах I — III категорий контроль по гидробиологическим показателям рекомендуется проводить ежемесячно по сокращенной программе и ежеквартально по полной. При этом в пунктах III категории ежемесячный контроль по сокращенной программе проводится только в вегетационный период.
В пунктах IV категории контроль по гидробиологическим показателям рекомендуется проводить по полной программе ежеквартально.
При проведении контроля по гидробиологическим, гидрохимическим и гидрологическим показателям могут встречаться нарушения или невозможности проведения плановых программных работ. Такие случаи оговорены существующими рекомендациями.
Остановимся на программах контроля. Обязательная программа контроля по гидрологическим и гидрохимическим показателям предусматривает определение следующих показателей: расход воды, м3/с; скорость течения, м/с; уровень, м; визуальные наблюдения (температура, °С; цветность, град; прозрачность, см; запах, баллы); концентрация растворенных в воде газов [кислорода, двуокиси углерода, мг/дм3 (мг/л)], концентрация взвешенных веществ, мг/дм3 (мг/л); водородный показатель (pH); окислительновосстановительный потенциал (Eh), мВ; концентрация главных ионов (хлоридных, сульфатных, гидрокарбонатных, кальция, магния, натрия, калия); сумма ионов, мг/дм3 (мг/л); химическое потребление кислорода, мг/дм3 (мг/л); биохимическое потребление кислорода за 5 сут., мг/дм3 (мг/л); концентрация биогенных элементов (аммонийных, нитритных и нитратных ионов, фосфатов, железа общего, кремния), мг/дм3 (мг/л); концентрация широко распространенных загрязняющих веществ (нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, летучих фенолов, пестицидов и соединений металлов), мг/дм3 (мг/л).
Предусмотрено три сокращенные программы контроля, которые отличаются объемом работ и количеством определяемых показателей. И то, и другое устанавливается на основании данных о составе сбрасываемых в районе пункта контроля сточных вод и предварительного обследования водного объекта.
По гидробиологическим показателям имеется полная и сокращенная программа контроля. В зависимости от загрязняющих веществ объем работ и количество показателей меняются.
Если необходимы сведения о качестве воды за пределами пунктов контроля, то проводятся специальные экспедиционные наблюдения. Такие наблюдения проводят при чрезвычайных ситуациях в состоянии водоемов и водотоков, а также для определения или уточнения расположения пунктов и створов контроля и программ работ.
Целью предварительных экспедиционных исследований являются: выявление источников загрязнения, состава и режима сброса сточных вод; определение створа гарантированного смешения природных и сточных вод и зоны загрязнения; определение расположения пунктов контроля, створов, вертикалей и горизонтов в них; выявление загрязняющих веществ, характерных для данного водоема или водотока или его участка; составление программы работ.
Предварительным исследованиям предшествуют сбор, подробное изучение и анализ материалов о водопользователях, водоеме или водотоке, источниках загрязнения и т. д. Полученные материалы анализируются, затем выполняется обследование объекта согласно имеющимся рекомендациям.
Необходимо заметить, что положение пунктов контроля может быть изменено, так же как и программы контроля. Это делается по специальной заявке, которая подается к 1 сентября на рассмотрение (в месячный срок) в соответствующее управление Росгидромета. Заявка должна содержать пояснительную записку, карту-схему участка водоема или водотока, на котором расположен пункт с нанесением источников загрязнения, мест сброса сточных вод, створов пунктов контроля территории населенных пунктов и сведения для обоснования предлагаемого изменения.
Необходимо отметить, что существующая организация мониторинга водных объектов России требует дальнейшего совершенствования. На VI Всероссийском гидрологическом съезде отмечалось [16], что при организации мониторинга должен лежать бассейновый принцип, когда объектом изучения является базовый водный объект, включая его водные экосистемы, берега, дно и донные отложения, взаимосвязанные водотоки, образующие гидрологическую сеть, природно-территориальные комплексы, находящиеся на поверхности водосбора. Необходимо создание единой государственной системы мониторинга водных объектов с автоматизированной системой управления (АСУ), в которую должны входить регистры и кадастры водных объектов, информационные системы архивации данных.
Осуществление мониторинга должно быть неразрывно связано с охраной водных объектов, сокращением антропогенной нагрузки на водные объекты и восстановлением водных экосистем.