Оперативный мониторинг водных объектов

Наибольший ущерб экологическому состоянию водных объектов, экономике водопользователей причиняют аварийные и залповые (в том числе и нелегальные) сбросы загрязненных сточных вод. Несвоевременное обнаружение экстремальных ситуаций, неоперативность обследования и прогнозирования перемещения зоны загрязнения препятствуют принятию срочных водоохранных мер и управляющих воздействий и приводят к существенным экономическим и экологическим потерям.

Существующая в РФ государственная система мониторинга водных объектов отвечает главным образом целям и задачам режимного мониторинга, описанного ранее. Ограниченные возможности системы по охвату наблюдениями всех водных объектов не позволяют в рамках режимного мониторинга эффективно решать задачи по оперативному выявлению опасных ситуаций, вызываемых аварийным загрязнением.

Получаемая сетью режимного мониторинга информация о степени и характере загрязнения водных объектов охватывает лишь небольшую часть ЗВ, поступающих со стоками из распределенных и сосредоточенных источников. Следует учитывать, что время, необходимое для отбора пробы, ее транспортировки, анализа в стационарной лаборатории, значительно превышает сроки прохождения опасного явления на водном объекте, вызванного аварийным сбросом загрязненных сточных вод. Существует также фактор запаздывания начала обследования (несколько суток); так, когда единственным признаком опасного явления было обнаружение погибшей рыбы, период запаздывания мог быть еще большим, поскольку, например, погибшие осетровые рыбы всплывают на поверхность через 7—10 суток. В таком случае идентификация источника загрязнения крайне затруднительна и возможна лишь при наличии аварийного сброса в течение продолжительного времени.

Трудность организации оперативного мониторинга усугубляется возникновением разнообразных по месту и времени опасных ситуаций, большим разнообразием причин и композиций ЗВ, краткостью времени воздействия (сброса).

Короткоживущие ЗВ поверхностных вод с высокой концентрацией, вызывающие существенные изменения в состоянии экосистем, обычно приурочены к районам с интенсивной антропогенной нагрузкой. Это и определяет целесообразность первоочередной организации оперативного мониторинга именно в таких районах.

Казалось бы, что средства дистанционных наблюдений позволяют оперативно выявить аварийное загрязнение и идентифицировать источник воздействия. Однако не всякое изменение состояния водного объекта, вызванное аварийной ситуацией, может быть расшифровано средствами дистанционного звена. Поэтому факт аварийной ситуации должен устанавливаться и средствами контактных наблюдений. Экстренность получения информации значительно возрастает при использовании автоматических станций контроля (многопара- метровых анализаторов), устанавливаемых на водных объектах в местах вероятного проявления аварийных ситуаций, и осуществляющих в автоматическом режиме с заданной периодичностью постоянный контроль параметров физических свойств и химического состава. Хотя, конечно, контактные методы в сравнении с дистанционными обладают значительно меньшими возможностями оперативного установления размеров зоны загрязнения. Для оперативного физико-химического анализа состава природных и сточных вод используются гидрохимическая лаборатория ГХЛ-66, лаборатория анализа воды ЛАВ-1, комплекс технических средств автоматизированного контроля загрязнения поверхностных вод АН КОС-В Г.

Автоматические станции контроля и передвижные гидрохимические лаборатории входят в состав важного звена оперативного мониторинга — автоматизированной системы наблюдений и контроля загрязнения поверхностных вод (АНКОС-ВГ). Такие системы обеспечивают своевременное обнаружение начала залповых и аварийных сбросов, оперативные измерения, обработку, оценку загрязненности вод, оперативное краткосрочное прогнозирование уровня загрязненности и выдачу информации природоохранным и контролирующим органам. Наибольшая эффективность в оперативном мониторинге достигается при одновременном использовании дистанционных и контактных видов наблюдений.

Наименее оперативным способом получения сигнала о возникновении опасной ситуации на водном объекте являются предупреждения от предприятий, санитарных и рыбинспекций, отдельных граждан.

Особого внимания заслуживают трассерные методы, основанные на специальном способе мечения трассерами-маркерами ЗВ сточных вод, поступающих при аварии в водный объект. Простота и экономичность, высокая чувствительность (обнаружение трассера возможно при разбавлении до 10¹³ раз) и экспрессность — вот главные достоинства этих методов. Рекомендуется (см. РД 52.24.634—2002 «Уточнение местоположения створов (пунктов) наблюдений и режимов отбора проб на основе использования трассерных методов изучения гидродинамических характеристик водных объектов») применение флуоресцентных трассеров на основе высокодисперсных суспензий микроскопических частиц с размерами 0,5—1,5 мкм, имеющих правильную сферическую форму. Плотность материала частиц выбирается близкой к плотности воды исследуемого водотока, что обеспечивает идентичность поведения микрочастиц и жидкой фазы в водных объектах. Исследование различных вариантов обнаружения трассеров-маркеров в поверхностных водах показало, что наиболее перспективным является лазерное зондирование с борта воздушной станции наблюдений или судна. Однако эффективное использование трассеров возможно при контроле сбросов лишь крупных сосредоточенных источников загрязнения и практически неприменимо для контроля рассредоточенных источников.

В системе оперативного мониторинга особое значение приобретают тест-методы определения приоритетных ЗВ на уровне высоких (>10 ПДК) концентраций на основе доступных в полевых условиях средств и приемов, например индикаторных бумаг, визуальной колориметрии, ионометрии.

В программах оперативного мониторинга необходимо особое внимание уделять гидробиологическим методам контроля опасных экологических ситуаций, т. е. включать в полную программу работы по трем направлениям, основанным на применении классических гидробиологических методов биоиндикации и биотестирования:

• 1. Оценка структуры биоценоза на основе анализа численности и видового состава сообщества водных организмов;
• 2. Оценка функционального состояния сообществ водных организмов по физиолого-биохимическим показателям — первичной продукции фитопланктона, концентрации хлорофилла «а» фитопланктона, активности внеклеточных ферментов;
• 3. Оценка токсичности воды с помощью биотестов на дафниях и водорослях.