LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 20
(всего 27)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

исследуемого компонента, при котором по данной методике можно об
наружить его присутствие с заданной погрешностью [71]. Термин чув
ствительность (который часто, но неправомерно используется для обо
Некоторые определения и методы оценки качества… 183

значения нижней границы определяемых содержаний) характеризует из
менение аналитического сигнала, соответствующее изменению концен
трации определяемого вещества [100]. Несколько упрощая, можно ска
зать, что предел обнаружения характеризует минимальное содержание
вещества, которое можно определить с помощью данного метода, а чув
ствительность — минимальную разницу между содержаниями вещества,
которую метод способен «заметить» или «почувствовать».
При измерении концентраций, близких к пределу обнаружения мето
да, получают очень большие погрешности определения. Для большин
ства методов если измеряемая концентрация примерно на порядок боль
ше данного предела, то погрешности мало зависят от концентрации.
Следовательно, надо выбирать методы, предел обнаружения которых,
по крайней мере, в 10 15 раз превышает измеряемые концентрации.
Особенно важно, чтобы выбранная вами методика анализа имела предел
обнаружения примерно на порядок ниже предельно допустимой концентра
ции.
Термин селективность отражает степень мешающего влияния других
компонентов в пробе, которые могут иметь значительно большие кон
центрации, чем интересующий вас определяемый компонент. При этом
специфичным для данного вещества называют селективный метод, ме
нее других подверженный мешающим влияниям со стороны других ве
ществ [101].



3.2. Методы интегральной оценки качества воды
Для оценки качества воды более совершенным по сравнению с ИЗВ
является комбинаторный индекс загрязненности [26а; 26], учитываю
щий не только кратность превышения ПДК, но и повторяемость случа
ев превышения ПДК как меру устойчивости загрязненности.
Повторяемость случаев превышения ПДК рассчитывают по формуле:
N ПДК
Hi = ?100% ,
Ni
где
Hi — повторяемость случаев превышения ПДК по i тому ингредиенту;
NПДК — число результатов анализа, в которых содержание i того ингре
диента превышает ПДК;
Ni — общее число результатов анализа по i тому ингредиенту.
На основании расчетной величины повторяемости можно охаракте
ризовать загрязненность водного объекта (см. табл. 3.2.1).
184 Приложение 3

Таблица 3.2.1. Характеристика загрязненности воды водного объекта
по признаку повторяемости
Повторяемость, % Характеристика загрязнен Частные оценочные баллы
ности воды водного объекта Выраженные Абсолютные
по признаку повторяемости условно значения
(0; 10)* Единичная a 1
[10; 30) Неустойчивая b 2
[30; 50) Устойчивая c 3
[50; 100] Характерная d 4
* Круглая скобка означает «диапазон до этой величины, не включая ее». Квадрат
ная скобка означает включение величины в указанный диапазон.

Вторая ступень классификации основана на установлении уровня заг
рязненности, в качестве меры которой используется показатель кратно
сти превышения ПДК.
Ci
Ki =
ПДК i ,
где
Кi — показатель кратности превышения ПДК;
Сi — концентрация i того ингредиента в воде водного объекта, мг/л.
Кратность превышения ПДК, в свою очередь, также будет характери
зовать уровень загрязненности (см. табл. 3.2.2).
При сочетании первой и второй ступеней классификации воды по
каждому из учитываемых ингредиентов получают обобщенные характе
ристики загрязненности, условно соответствующие мере их влияния на
качество воды за определенный временной промежуток (см. табл. 3.2.3).



Таблица 3.2.2. Характеристика загрязненности воды водного объекта
по признаку кратности превышения ПДК

Kратность Характеристика уровня Частные оценочные баллы
превышения загрязненности Выраженные Абсолютные
нормативов условно значения
(0; 2) Низкий a1 1
[2; 10) Средний b1 2
[10; 50) Высокий c1 3
[50; 100] Очень высокий d1 4
Некоторые определения и методы оценки качества… 185

Таблица 3.2.3. Комплексная характеристика загрязненности воды
водного объекта

№ Kомплексная характеристика Обобщенные оценочные Характеристика
состояния загрязненности баллы Si качества воды
воды водотока Выражен Абсолютные водотока
ные условно значения
1 Единичная загрязненность Слабо
а · а1 1
низкого уровня загрязненная
2 Единичная загрязненность Загрязненная
а · b1 2
среднего уровня
3 Единичная загрязненность Грязная
а · с1 3
высокого уровня
4 Единичная загрязненность Грязная
а · d1 4
очень высокого уровня
5 Неустойчивая загрязнен Загрязненная
b · а1 2
ность низкого уровня
6 Неустойчивая загрязнен Грязная
b · b1 4
ность среднего уровня
7 Неустойчивая загрязнен Очень грязная
b · с1 6
ность высокого уровня
8 Неустойчивая загрязненность Очень грязная
b · d1 8
очень высокого уровня
9 Устойчивая загрязненность Грязная
с · а1 3
низкого уровня
10 Устойчивая загрязненность Очень грязная
с · b1 6
среднего уровня
11 Устойчивая загрязненность Очень грязная
с · с1 9
высокого уровня
12 Устойчивая загрязненность Недопустимо
c · d1 12
очень высокого уровня грязная
13 Характерная загрязнен ность Грязная
d · а1 4
низкого уровня
14 Характерная загрязнен ность Очень грязная
d · b1 8
среднего уровня
15 Характерная загрязнен ность Недопустимо
d · с1 12
высокого уровня грязная
16 Характерная загрязнен ность Недопустимо
d · d1 16
очень высокого уровня грязная
186 Приложение 3

Определение совместного влияния вышеуказанных факторов осуще
ствляется в заключительной, третьей ступени классификации. Опреде
ляют так называемый комбинаторный индекс загрязненности (КИЗ):
n
КИЗ = ? Si .
i =1

КИЗ справедлив только при усилении эффекта воздействия при одно
временном воздействии нескольких токсичных веществ.
В некоторых комбинациях загрязняющих веществ может сложиться
ситуация, когда вода очень сильно загрязнена одним или несколькими
веществами, но имеет удовлетворительные характеристики по всем ос
тальным показателям. Для устранения сглаживающего влияния низких
величин в градации качества вводится коэффициент запаса k. При срав
нительном анализе качества поверхностных вод предложено использо
вать также удельный показатель — величину удельного комбинаторного
индекса загрязненности. УКИЗ представляет собой долю индекса КИЗ,
приходящуюся на один учитываемый ингредиент.
n
УКИЗ = ? Si n .
i =1




3.3. Методы биологической оценки качества
воды
Биологический подход к оценке состояния природных объектов осно
ван на том, что живые организмы обладают различной чувствительнос
тью к качеству среды, поэтому по разнообразию организмов, живущих,
например, в водоеме, можно судить о его состоянии, степени загрязнен
ности. Этот способ оценки состояния природной среды называется био
индикацией.
Существует много различных методик, основанных на применении
биоиндикации. Некоторые из них дают точные результаты, но работать
по этим методикам могут лишь специалисты, хорошо разбирающиеся в
водных организмах. Кроме сложных методик, есть совсем простые, од
нако результаты работы по ним бывают не всегда надежны. Предлагае
мые три метода сочетают в себе простоту в использовании и приемле
мую точность оценки. Полученные с их помощью данные следует счи
тать результатами предварительной оценки качества воды, которую мож
но при желании подтвердить с привлечением специалистов.
Если у вас к моменту начала биологических исследований уже есть
свои или собранные из других источников данные о составе воды, мож
но попробовать определить ее качество по известным параметрам
Некоторые определения и методы оценки качества… 187

[по 102]. Качество воды в водоеме можно оценивать по классам с расче
том специального показателя — ККВ (Класс Качества Воды). Существу
ют семь классов качества: 1 класс — очень чистая вода, 2 — чистая, 3 —
умеренно загрязненная, 4 — загрязненная, 5 — грязная, 6 — очень гряз
ная, 7 — чрезвычайно грязная. В таблице 3.3.1 приведены диапазоны
некоторых показателей состава воды, характерные для различных клас
сов качества.
Приведенные в этой главе методики также позволят определить, к
какому классу относится вода исследуемого водоема, но уже при помо
щи наблюдений за живыми организмами. Сравните полученные резуль
таты. Если есть большое расхождение в оценках по разным методикам,
следует еще раз обратить внимание на правильность выполнения мето
дик. Если расхождение незначительное, то серия наблюдений позволит
в дальнейшем прийти к какому нибудь одному выводу.
Многообразие живых организмов в водоеме зависит от многих усло
вий: времени года, месяца, состояния берегов, дна, воды, характера хо
зяйственной деятельности в водосборе. Поэтому важно сопровождать
биологические исследования наблюдением за остальными характерис
тиками водного объекта. После подготовки общего описания водоема
можно приступать к отлову водных организмов и растений.

Как отлавливать водные организмы
Чтобы получить достоверные данные для оценки состояния водоема,
нужно собрать как можно больше разных организмов. В ней должны
Таблица 3.3.1. Классы качества воды и соответствующие им показате
ли состояния водоема
Kислород БПK5, Coli ин
KKВ Состояние Азот Азот Фосфа
ты, мг/л (% от на мг/л декс* (ко
воды аммо нитрат
лоний на
нийный, ный, сыщения)
мл)
мг/л мг/л
12 Чистая <0,4 <0,3 <0,05 90 100 03 менее 50
3 Умеренно
0,4 0,8 0,3 0,5 0,05 0,07 80 90 35 50 100
загрязненная
4 Загрязненная 0,8 1,5 0,5 1,0 0,07 0,1 50 80 57 100 1000
56 Грязная 1,5 5,0 1,0 8,0 0,1 0,3 5 50 7 10 1000 20000
* Coli индекс (коли индекс) — наиболее распространенный показатель бактери
ального загрязнения воды, показывает наличие в ней кишечных палочек. В на
шем случае измеряется количеством колоний бактерий в 1 мл исследуемой воды.
Некоторые виды кишечной палочки вызывают серьезные инфекции, поэтому чем
выше коли индекс, тем более загрязненной является вода и менее пригодной для
использования человеком.
188 Приложение 3

быть представлены животные, обитающие на дне, в зарослях водной
растительности и быстро плавающие в водной толще. Для их отлова
понадобятся сачок и специальная банка. Дополнительно нужно осмот
реть водные растения, камни и коряги, лежащие в воде.
Донный грунт на небольшой глубине можно отобрать, используя чи
стую большую консервную банку с диаметром дна не менее 10 15 см. С
одной ее стороны крышка полностью удаляется, а оставшиеся острые
края оббиваются молотком. С противоположной стороны в дне банки
делается одно или несколько маленьких отверстий для слива воды. Та
кую банку вкручивают днищем вверх в мягкий донный грунт на глубину
10 15 см, после чего аккуратно переворачивают и вытаскивают на берег.
Вынутый грунт необходимо промыть. Для этого можно использовать
сито, если его ячейки не крупнее 1 1,5 мм. Также подойдет синтетичес
кая сетка, которую используют на окнах для защиты от комаров. Пере
вернув банку, грунт переносят в сито или на сетку, затем наполовину
погружают в воду и аккуратно встряхивают/промывают до тех пор, пока
вода в сите не станет относительно прозрачной. Оставшихся в сите
животных вместе с крупными частицами грунта вытряхивают в подходя
щую светлую посуду или емкость (таз, миску, фотографическую кювету)
с 2 3 сантиметровым слоем воды и приступают к определению.
Чтобы получить достоверные данные о живых организмах небольшого
водоема нужно отобрать не менее 5 проб описанным способом.
Для сбора организмов, плавающих в воде, нужно использовать сачок.
Ширина (диаметр) входного отверстия сачка должен быть не менее
25 30 см, а длина его — в 2,5 раза больше. Такой сачок можно изготовить
самим, и при этом лучше использовать бязь, а не обычную марлю. Марля
не подходит для ловли обитателей водоема из за своей невысокой проч
ности. Сшейте матерчатый мешочек нужного вам размера, а затем сво
бодный его конец прикрепите (пришейте) нитками к проволочному или
пластмассовому кольцу или куску старого резинового шланга. Очень удоб
но использовать для изготовления сачка проволочные плечики для одеж
ды, при этом крючок можно использовать для прикрепления сачка к руч
ке — на рис. 3.3.1 показано, как это делается. Если вы исследуете мелкий
пруд, то вполне сгодится и обычный аквариумный сачок. Чтобы удлинить
сачок, его крепят к ручке длиной 1,5 2 м — это может быть любой шест
или палка, например, ручка от швабры. Эту ручку можно разметить, на
неся деления через каждые 10 см. Таким образом вы получите удобный
инструмент — им можно измерять глубину и отбирать водные организмы.
Погрузив сачок в воду, им описывают плавные восьмерки. При этом
сачок всегда должен оставаться расправленным. В реке с сильным тече
нием сачок нужно располагать против течения. При отборе образцов в
стоячей воде делать это надо тихо и осторожно, чтобы не спугнуть вод
ных жителей. По возможности следует проводить сачком ближе ко дну,
Некоторые определения и методы оценки качества… 189




Проволочная Тонкая сетка Сшить конец
вешалка




Зашить один край Пришить сетку к Прикрепить к шесту
вешалке
Рис. 3.3.1. Сачок для отлова водных организмов.
около зарослей водной растительности, у камней. После нескольких
движений сачком его вынимают и пойманные организмы вытряхивают
в кювету. Если в сачок попало большое количество грунта, его необхо
димо промыть на сите, или в самом сачке.
Обязательно поищите животных на растениях, камнях и корягах, под
нятых со дна. При подъеме донных предметов лучше прямо под водой
положить их в сетку сачка, иначе в процессе подъема многие животные
могут убежать.
Можно также соорудить простую ловушку для прикрепляющихся вод
ных организмов. Обвяжите веревкой камень или кирпич, закрепите ве
ревку на берегу и аккуратно опустите вашу ловушку на дно. В таком
положении ее надо оставить, по крайней мере, на две недели, чтобы
прикрепляющиеся организмы смогли заселить камни. Вытаскивать ло
вушку из воды надо осторожно и не торопясь, чтобы не спугнуть и не
растерять собранный «улов». Отвязав веревку, положите камень в таз со
свежей природной водой и рассмотрите прикрепившихся животных. Не
забывайте после окончания ваших исследований возвращать организмы
в среду обитания вместе с их новым домом — камнями, которые они
заселили. Использование ловушки, хотя и требует значительного време
ни, очень удобно на больших глубинах, где невозможно отобрать образ
цы сачком или банкой.
После того, как организмы пойманы, нужно определить, к каким видам
они принадлежат. Животных вынимают аккуратно пинцетом и сажают в
190 Приложение 3

небольшие емкости с водой (например, в чистые баночки из под ле
карств или чашки Петри). Разных животных удобнее сажать в разные
емкости для удобства счета, и чтобы никого из них не пропустить. Важ
но отсадить отдельно крупных животных и хищников, так как они могут
съесть или раздавить другие организмы. Для ловли мелких животных
можно использовать пипетку. Быстро плавающих удобно отлавливать из
кюветы при помощи чайной ложки.
Когда все организмы будут рассажены по банкам, можно приступать
к определению их видовой принадлежности. Существует много разных
определителей видовой принадлежности водных организмов [например,
52, 102]. Если же вам не удалось найти определитель, то можно восполь
зоваться специально подготовленной по материалам британского про
екта RiverWatch таблицей 3.3.3 с описанием живых организмов.

Оценка состояния водоема
Биотический индекс Вудивисса. Этот метод оценки состояния водоема
пригоден только для исследования рек умеренного пояса и не подходит
для озер и прудов. Оценка состояния рек проводится по 15 балльной
шкале. В этом методе используется специальный показатель, который
называется биотический индекс Вудивисса. Его определяют по специаль
ной таблице (табл. 3.3.1). Для того, чтобы оценить состояние водоема по
методу Вудивисса, нужно:
1. Выяснить, какие индикаторные (показательные) группы имеются в
исследуемом водоеме. Поиск начинают с наиболее чувствительных к
загрязнению групп организмов — веснянок, затем поденок, ручейников,
т.е. в том порядке, в котором эти группы расположены в табл. 3.3.1. Если
в исследуемом водоеме имеются личинки веснянок (Plecoptera), то даль
нейшую работу надо вести по первой или второй строчке таблицы. Если
найдено несколько видов веснянок, то наша строка в таблице — первая,
если найден только один вид — наша строка вторая.
Если личинок веснянок в наших пробах нет, в них ищут личинок
поденок (Ephemeroptera). Если они найдены, то, в зависимости от коли
чества найденных видов, мы будем работать с третьей или четвертой
строкой. При отсутствии личинок поденок надо обратить внимание на
наличие личинок ручейников (Trichoptera) и т.д.
2. Затем необходимо оценить общее разнообразие бентосных организ
мов. Надо определить количество «групп» бентосных организмов в про
бе. При использовании метода Вудивисса за «группу» принимается лю
бой вид плоских червей, моллюсков, пиявок, ракообразных, водяных
клещей, веснянок, сетчатокрылых, жуков, любой вид личинок других
насекомых. А также:
• семейство комаров звонцов (личинки), кроме вида Chironomus sp.;
Некоторые определения и методы оценки качества… 191

• отдельно Chironomus sp.;
• класс малощитинковые черви;
• любое семейство ручейников;
• любой род поденок, кроме Baetis rhodani;
• личинки мошки (семейство Simuliidae).
Определив количество групп в нашей пробе, находим соответствую
щий столбец в таблице (табл. 3.3.1).
3. На пересечении найденных нами строки и столбца в таблице нахо
дим индекс Вудивисса. Его значение изменяется от 0 до 15 и измеряется
в баллах. Состояние исследуемого водоема по этому индексу определя
ется следующим образом:
0 2 балла — очень сильное загрязнение (5 7 класс качества), водное со
общество находится в сильно угнетенном состоянии;
3 5 баллов — значительное загрязнение (4 5 класс качества);
6 7 баллов — незначительное загрязнение водоема (3 класс качества);
8 10 баллов и выше — чистые реки (1 2 класс качества).
Оценка состояния водоема по методу Вудивисса требует навыков по
определению водных беспозвоночных. Это достаточно сложная задача,
но она вполне по силам даже школьникам старших классов под руко

Таблица 3.3.1. Определение биотического индекса Вудивисса.
Наличие видов Kол во Общее количество присутствующих групп
индикаторов видов ин бентосных организмов
дикаторов 01 25 6 10 11 15 16 20 20 …
Личинки Более 1 — 7 8 9 10 11 …
веснянок
1 вид — 6 7 8 9 10 …
(Plecoptera)
Личинки Более 1 — 6 7 8 9 10 …
поденок
1 вид — 5 6 7 8 9…
(Ephemeropra)

<< Пред. стр.

страница 20
(всего 27)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign