Организация и функционирование гидробиологического мониторинга поверхностных вод в России - Гидробиологический мониторинг поверхностных вод в России

Мониторинг является неотъемлемой частью системы управления качеством окружающей природной среды, значимость и необходимость которого возрастает в условиях продолжающегося усиления антропогенного воздействия на окружающую среду, в том числе и поверхностные воды суши.

Все возрастающее загрязнение природной среды явилось главной причиной организации в 1972 г. Государственной службы мониторинга окружающей природной среды (ГСН).

Функции службы наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши в рамках ГСН осуществляет Гидрометслужба.

Государственный мониторинг поверхностных вод суши является составной частью мониторинга окружающей среды. Важной его частью является мониторинг качества поверхностных вод, который в первую очередь предусматривает:

    - наблюдения за происходящими в водной среде изменениями гидрологических и химико-биологических параметров и внутриводных процессов под воздействием природных и антропогенных факторов; - оценку уровней загрязненности водных объектов; - оценку последствий антропогенного воздействия на абиотическую и биотическую компоненту экологического состояния водоемов и водотоков; - обеспечение заинтересованных организаций и населения режимной и оперативной информацией об изменениях в окружающей среде и в состоянии водных объектов, а также предупреждении о возможной опасности.

К главным достоинствам режимной информации ГСН относятся:

    - систематичность и достаточная продолжительность режимных наблюдений, что позволяет выявлять многолетние тенденции изменчивости состояния объекта; - комплексность наблюдений (гидрологические, гидрохимические и гидробиологические параметры); - получение информационных материалов, обобщенных и систематизированных по территории субъекта федерации, УГМС и по бассейнам крупных рек.

Несмотря на то, что ГСН в принципе не настроена на решение задач регионального мониторинга, поскольку выполняет функции национального мониторинга состояния поверхностных вод России и на ряд других недостатков, это единственная в настоящее время система способная представить многолетние информационные материалы о временной изменчивости состояния вод суши и их загрязненности.

Многолетние режимные наблюдения проводятся на стационарных пунктах наблюдений, как правило, находящихся:

    - в районах расположения городов и крупных рабочих поселков, сточные воды которых сбрасываются в водоток; - на участках сброса сточных вод отдельно стоящими крупными промышленными предприятиями, ТПК и организованного сброса с сельхозугодий; - на замыкающих створы больших и средних рек, впадающих в моря, имеющие большое народнохозяйственное значение; - на створах рек, вытекающих из пределов укрупненных экономических районов; - на замыкающих гидростворах речных бассейнов, по которым составляются водохозяйственные балансы; - в устьевых зонах загрязненных притоков главной реки внутри крупных речных систем; - в местах нереста и зимовья ценных и особо ценных видов промысловых организмов.

В каждом пункте, расположенном на реке, организовано несколько створов наблюдений: один - выше источника загрязнений на расстоянии примерно 1 км (фоновый для данного пункта) и один или несколько - на расстоянии 500 м от места сброса сточных вод или ниже источника загрязнения в месте достаточно полного (не менее 80%) гарантированного перемешивания сточных вод с речными.

Для всех пунктов обязательным является определение физических, химических, гидрологических показателей.

Сроки проведения режимных наблюдений по гидрохимическим показателям приурочены к основным фазам гидрологического режима: февраль (зимняя межень), апрель-май (подъем половодья), май-июнь (пик половодья), июнь-июль (спад половодья), июль-август (летняя межень) и ноябрь (перед ледоставом).

Внутригодовая периодичность наблюдений по гидробиологическим показателям увязана с региональными особенностями вегетационного периода.

Требования по размещению стационарных пунктов наблюдений, отбору и обработке представительных проб, выполнению измерений и выдаче информации регламентируется соответствующими руководящими документами, утвержденными Росгидрометом.

Систематичность и достаточная продолжительность режимных наблюдений ГСН позволяет к настоящему времени получать многолетнюю гидролого-гидрохимическую и гидробиологическую информацию по стационарным пунктам контроля, использование которой будет способствовать решению ряда научных, научно-практических и прикладных природоохранных задач.

В настоящее время в Государственной системе мониторинга Росгидромета и других системах контроля единственным нормативно-правовым критерием оценки качества воды являются предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ.

Система ПДК в то время, когда она была внедрена в режимные мониторинговые наблюдения в нашей стране, сыграла определенную положительную роль в оценке уровня загрязненности водных объектов, послужив базой при сравнении между собой отдельных экосистем и степени загрязнения различных регионов страны.

Однако в последние годы, с ростом знаний о механизмах функционирования водных экосистем, с усилением антропогенного давления на водоемы и водотоки стало формироваться мнение о том, что действующая система нормативов уже не удовлетворяет ни гидрохимиков и экологов, ни специалистов-практиков.

Есть несколько очевидных недостатков системы оценки загрязненности водных объектов на основе ПДК, которые сводятся к следующему.

1. Идеология ПДК основывается на оценках действия загрязняющих веществ на организменном уровне, после чего они (оценки) переносятся на популяционный уровень, что методически неверно.

Нормативы ПДК определяются в лабораторных условиях в краткосрочных (дни) и хронических (недели) экспериментах на изолированных популяциях организмов, принадлежащих к небольшому числу тестовых видов, по ограниченному набору физиологических и поведенческих реакций для отдельных факторов без какого-либо учета их возможного взаимодействия. При этом популяционные тест-организмы не всегда являются представительными особями для всего гидробиологического сообщества водных экосистем, что делает неправомерной экстраполяцию полученных таким образом оценок (нормативов ПДК) на реальные природные объекты.

2. Перечень ПДК насчитывает более тысячи санитарно-гигиенических и более 1200 рыбохозяйственных нормативов на отдельные компоненты и химические соединения, находящиеся в воде.

В то же время реальное число загрязняющих веществ антропогенного происхождения превысило миллионы наименований. Кроме того, ежегодно синтезируется около четверти миллиона новых химических веществ. В результате происходящих химических реакций и превращений химических элементов, поступающих в реки со сбросами и выбросами различных предприятий, в водной среде образуются новые соединения, которые могут быть токсичнее исходных ингредиентов. Несмотря на постоянное увеличение числа нормируемых показателей, система ПДК не является всеобъемлющей и не успевает обосновывать нормативы на вновь создаваемые вещества и соединения. В связи с этим контроль качества воды с выявлением и оценкой роли всех присутствующих в воде загрязняющих веществ является практически нереальным как с технической, так и с экономической точки зрения.

3. Вредное действие физических, химических и других факторов при их комбинировании может суммироваться (аддитивное или независимое действие), ослабляться (антагонизм) или усиливаться (синергизм).

При этом наибольшую опасность для организмов представляет синергическое действие факторов. Согласно обобщенной концепции синергизма, при комбинированных воздействиях факторов происходит образование дополнительных повреждений за счет взаимодействия субповреждений, производимых каждым из агентов и не являющихся значимыми при раздельном их воздействии. В то же время, система критериев на основе ПДК не учитывает синергизма и антагонизма различных загрязняющих веществ. Вне поля зрения этих критериев оказываются и такие процессы, как аккумуляция загрязняющих веществ различными водными организмами, например водорослями, с последующим высвобождением их во время массового (сезонного) отмирания. В полной мере этот недостаток относится к неучету роли биоты и донных отложений, в действительности принимающих активное участие в процессах миграции и трансформации загрязняющих веществ в водных экосистемах.

4. Помимо химического загрязнения, активное влияние на организмы оказывают многие другие факторы, например, тепловое, радиационное, электромагнитное или биологическое загрязнение.

Однако ПДК не только не отражают комбинированное (одновременное или последовательное) действие нескольких веществ, при одном и том же пути поступления, но и не учитывают эффекты комплексного (поступление вредных веществ в исследуемый объект различными путями и с различными средами) воздействия всего многообразия физических, химических и биологических факторов окружающей среды.

    5. Рассматриваемая система не позволяет оценить, в какой мере кратность превышения ПДК и длительность воздействия высоких концентраций загрязняющих веществ влияют на экологическое состояние водных объектов. Между тем названные факторы имеют огромное значение для правильной интерпретации экотоксикологических последствий такого влияния. Требует внимательного и специального изучения проблема длительного существования (месяцы, годы) не только высоких, но и малых концентраций загрязняющих веществ, а также их воздействие на особи, популяции и биоценоз пресноводных экосистем. 6. Необоснованным следует считать один из основополагающих принципов концепции ПДК, указывающий на абсолютную универсальность полученных нормативов, пригодность их для любой природной зоны, любого времени года, любого местообитания. В результате одни и те же значения предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ используются для водоемов различных физико-географических зон, несмотря на то, что действие загрязняющих веществ на состояние экосистемы зависит от специфических региональных фоновых (геохимических), климатических, хозяйственных и многих других характеристик конкретного региона. По этой причине последующие сравнения и сопоставления уровня загрязненности водных объектов с различными их природными условиями не могут быть признаны корректными. 7. Многие свойства загрязняющих веществ, в том числе такие важные для оценки качества поверхностных вод, как токсичность, зависят от той конкретной гидрохимической ситуации, на фоне которой они проявляются.

Даже для самых простых в экотоксикологическом смысле загрязняющих веществ, например тяжелых металлов, или пестицидов, очень сложно предсказать и учесть эффекты влияния на водные организмы. Так, например, с повышением температуры токсичность большинства химических веществ, как правило, возрастает. В то же время для ДДТ, диметрина и некоторых других соединений острая токсичность с повышением температуры, по данным американских исследователей, уменьшается. В последние годы пересмотрена и установлена высокая токсичность алюминия в водах с пониженным значением рН.

8. Система ПДК не учитывает процессы преобразования загрязняющих веществ после поступления их в водный объект.

Между тем эти процессы очень сложны и протекают в несколько стадий. При этом нередко промежуточные продукты превращений более токсичны, чем исходные загрязняющие вещества. Зачастую по токсичности они отличаются от исходных веществ не только интенсивностью, но и механизмами действия. В качестве примера можно назвать превращения фенолов в более токсичные гидрохиноны или образование мутагенных нитрозо - или азоароматических веществ.

9. Использование единых ПДК в районах с различными экологическими условиями в реальной практике невозможно.

Убедительной является следующая ситуация. В водоеме фоновые концентрации железа на порядок превышают ПДК, но водные организмы адаптированы к этим концентрациям, и поэтому требовать от предприятий снижения содержания железа в стоках до ПДК в таких случаях бессмысленно. В то же время хлориды, даже при содержании в воде ниже ПДК, могут негативно влиять на некоторые популяции водных организмов. Однако требование в таких случаях уменьшения концентрации их в стоках считается неправомочным, поскольку нормативы ПДК не нарушены.

Приведенных примеров достаточно, чтобы сделать вывод о том, что ПДК, будучи нормативами (например, санитарно-гигиеническими), направленными на защиту здоровья человека, не защищают саму экосистему.

Таким образом, оценка состояния водных экосистем только по гидрохимическим показателям будет не совсем адекватной и соответствующей истинному положению дел. Здесь должна обязательно присутствовать и оценка биологической составляющей данных экосистем, которую можно осуществить с помощью методов гидробиологического анализа применяемых в системе гидробиологического мониторинга.

Главной целью гидробиологического мониторинга является получение статистически достоверных данных, позволяющих оценивать состояние водных сообществ и последствия антропогенных воздействий на экосистемы на различных участках водных объектов бассейна.

Система г/б мониторинга создана в 1974 г. До этого систематический контроль и наблюдения за качеством поверхностных вод и уровнями их загрязнения проводились только по физическим и химическим показателям.

К основным задачам системы г/б мониторинга относятся:

    1. Гидробиологические наблюдения за экологическим состоянием водных объектов, их биологическая оценка и прогноз биологических последствий изменения уровня антропогенных воздействий. 2. Создание банка гидробиологических данных по экологическому состоянию водных объектов России. 3. Обеспечение заинтересованных организаций систематической и оперативной информацией. 4. Обеспечение компетентных организаций материалами для составления рекомендаций в области охраны водной среды, рационального использования природных ресурсов. А также для проектирования водохоз. Сооружений, планирования и др. работ.

Основные принципы организации подсистемы г/б мониторинга качества природных вод:

    1. единство научно-методического руководства сетью гидробиологических лабораторий; 2. унификация и стандартизация методов гидробиологического контроля; 3. централизация всей г/б информации по состоянию водных объектов страны; 4. массовость г/б наблюдений; 5. комплексность наблюдений (г/б наблюдениям сопутствуют гидрологические и гидрохимические наблюдения).

Гидробиологический анализ, будучи важнейшим элементом системы наблюдений за уровнем загрязнения поверхностных вод и донных отложений, включает в себя:

    - определение совокупного эффекта комбинированного воздействия загрязняющих веществ на водные биоценозы; - определение экологического состояния водных объектов и установление экологических последствий их загрязнений; - определение направления изменения водных биоценозов в условиях загрязнения природной среды; - оценку качества поверхностных вод и донных отложений как среды обитания организмов, населяющих водоемы и водотоки; - оценку трофических свойств воды; - установление возникновения вторичного загрязнения и его источников, а в ряде случаев специфического химического состава воды.

Программа г/б мониторинга пресноводных экосистем включает в себя наблюдения по основным подсистемам: фитопланктону, зоопланктону, макрофитам, зообентосу, перифитону и микрофлоре.

Похожие статьи




Организация и функционирование гидробиологического мониторинга поверхностных вод в России - Гидробиологический мониторинг поверхностных вод в России

Предыдущая | Следующая