В пунктах наблюдений за сточными водами

Подпунктом наблюдения следует понимать место на водоеме или водотоке, в котором производят комплекс работ для получения данных о качестве воды.

Пункты наблюдений организуют в первую очередь на водоемах и водотоках, имеющих большое народнохозяйственное значение, а также подверженных значительному загрязнению промышленными, хозяйственно-бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами. На не загрязненных сточными водами водоемах и водотоках или их участках создаются пункты для фоновых наблюдений.

Пункты наблюдений организуют на водоемах и водотоках в районах:

- расположения городов и крупных 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 и особо ценных видов промысловых организмов;

- предплотинных участков рек, являющихся важными для рыбного хозяйства;

- пересечения реками государственных границ;

- 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 наблюдений создают также на не подверженных прямому антропогенному воздействию участках, в том числе на водоемах и водотоках, расположенных на территориях заповедников и национальных парков и являющихся уникальными природными образованиями.

В пунктах наблюдений организуют один или несколько створов. Под створом понимают условное поперечное сечение водоема или водотока, в котором производится комплекс работ для получения данных о качестве воды. Местоположение створов устанавливают с учетом гидрометеорологических и морфологических особенностей водного объекта, расположения источников загрязнения, количества, состава и свойств сбрасываемых сточных вод, интересов водопользователей и водопотребителей.

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 государственной границы.

При наличии организованного сброса сточных вод устанавливают на водотоках два створа и более. Один из них располагают выше источника загрязнения (вне влияния рассматриваемых сточных вод), другие - ниже источника (или группы источников) загрязнения в месте полного смешения. Химический состав воды в пробе, отобранной в створе выше источника загрязнения, характеризует фоновые показатели качества воды водотока в данном пункте. Сравнение фоновых показателей с показателями качества воды в пробе, отобранной ниже источника загрязнения, позволяет судить о характере и степени загрязненности воды под влиянием источников загрязнения данного пункта. Изменение химического состава воды в пробах, отобранных в первом после сброса сточных вод створе и в расположенных ниже створах, дает возможность оценить самоочищающую способность водотока.

Верхний (первый) фоновый створ устанавливают в 1 км выше первого источника загрязнения. Выбор створов ниже источника (или группы источников) загрязнения осуществляют с учетом комплекса условий, влияющих на характер распространения загрязняющих веществ в водотоке. Необходимо, чтобы нижний створ характеризовал состав воды в целом по сечению, т.е. был расположен в месте достаточно полного (не менее 80%) смешения сточных вод с водой водотока.

На реках, где створ полного смешения находится далеко от источников загрязнения, процесс трансформации части загрязняющих веществ может завершиться до створа полного смешения и их влияние на физические свойства и химический состав воды в этом створе может быть не обнаружено. В этом случае створ устанавливают, исходя из интересов народного хозяйства, на ближайшем участке водопользования. На реках, используемых для нужд рыбного хозяйства, такой створ устанавливают не далее 0,5 км от места сброса сточных вод.

При наличии группы источников загрязнения верхний (фоновый) створ располагают выше первого источника, нижний - ниже последнего. Исходя из интересов народного хозяйства, между створами выше и ниже источников загрязнения могут быть установлены дополнительные створы, которые должны характеризовать влияние отдельных источников загрязнения.

Для наблюдений по водоему в целом 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 водообменном (коэффициент водообмена более 5 раз в год) расположение створов аналогично расположению их на водотоках: один створ устанавливают в 1 км выше источника загрязнения, вне зоны его влияния, остальные створы (не менее двух) располагают ниже источника загрязнения на расстоянии 0,5 км от места сброса сточных вод и непосредственно за границей зоны загрязнения.

На водоемах с умеренным (от 0,1 до 5 раз в год) и замедленным (до 0,1 раз в год) водообменном один створ устанавливают вне зоны влияния источника или группы источников загрязнения, второй створ совмещают с местом сброса сточных вод, остальные створы (не менее двух) располагают параллельно второму по обе его стороны на расстоянии 0,5 км от места сброса сточных вод и непосредственно за границей загрязненной зоны).

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 загрязнения.

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 стержне и на расстоянии 3-5 м от берегов), при однородности химического состава - одну вертикаль (на стержне реки).

Количество горизонтов на вертикали определяется глубиной водоема или водотока в месте измерения: при глубине до 5 м устанавливается один горизонт (у поверхности - в 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 в 0,5 м от дна), а при глубине более 10 м - три (дополнительно промежуточный, расположенный на половине глубины).

Требования к качеству воды

Каждый вид, водопользования предъявляет определенные требования к качеству воды. Оценка пригодности воды для различных нужд производится по ее физическим, химическим и биологическим показателям.

Наиболее разнообразны требования к воде, используемой для промышленности. Они определяются спецификой отдельных производств и непрерывно усложняющейся технологией многих из них. В целом можно считать, что потребляемая вода не должна вызывать ухудшение качества продукции и развитие коррозии или различных солевых отложений в аппаратуре, трубопроводах и отдельных сооружениях. Недопустимо применение воды, представляющей опасность для здоровья работающего персонала или могущей создать аварийную производственную обстановку. Для некоторых технологических процессов требуется вода со значительно меньшим содержанием примесей по сравнению с водой, используемой в питьевых целях.

Вода, забираемая для орошения, должна быть безвредной для растений, не должна вызывать засоления почвы и ухудшать качество урожая.

Требования к качеству вод, используемых для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд, лимитированы нормативно-правовой документацией РФ Водоемы и водотоки разделяются на две категории. Первая из них объединяет водо­емы и водотоки или отдельные их участки, используемые для питьевого водоснабжения и обеспечения предприятий пищевой промышленности. Ко второй категории относятся участки, предназначенные для купания, спорта и отдыха населения, а также водоемы и водотоки, расположенные в населенных пунктах. Основные требования к качеству воды:

1) количество растворенного кислорода в воде после смешения с ней сточных вод не должно быть меньше 4 мг/л в любой период года в пробе, взятой до 12 ч дня;

2) биохимическая потребность в кислороде - БПК (количество кислорода, потребляемое на биохимическое окисление ор­ганических веществ) при 20° С не должна превышать 3 и 6 мг/л для водоемов и водотоков соответственно первой и второй категорий;

3) содержание взвешенных веществ в воде после спуска стоков не может увеличиваться, более чем на 0,25 и 0,75 мг/л для водоемов и водотоков соответственно первой и второй категории;

4) вода не должна иметь запахов и привкусов интенсивностью свыше 2 баллов. Кроме того, она не должна придавать посторонний запах и привкус мясу рыб;

5) после смешения вод водоема или водотока с промывными и коммунальными стоками кислотность должна находиться в пределах рH=7

6) окраска не должна обнаруживаться при столбике воды высотой 20 и 10 см соответственно для водоемов и водотоков вой и второй категорий;

7) не допускается содержание ядовитых веществ в концентрациях, могущих оказать вредное воздействие на людей и животных;

8) на поверхности водоема не должно быть плавающих примесей (пленок, пятен минеральных масел и др.);

9) не допускается наличие возбудителей заболеваний воды, содержащие болезнетворные бактерии, подвергающиеся обеззараживанию после предварительной очистки;

10) повышение температуры в водоеме или водотоке выпуске в него различных стоков допускается не более чем 3° С;

11) минеральный осадок не должен быть более 1000, в том числе хлоридов - 350 и сульфатов - 500 мг/л.

Особое внимание обращается на недопустимость загрязнения ядовитыми веществами. Во всех случаях категорически запрещается спускать в канализацию и водоемы пульпу, осадки и различные остатки, образующиеся при обезвреживании радиоактивных сточных вод, а также высокоактивных жидких отходов.

Выпуск в водоемы и водотоки сточных вод, содержащих радиоактивные вещества (за исключением рыбохозяйственных водоемов и сообщающихся с ними других), производится в строгом соответствии со специальными правилами. Как правило, перед выпуском в водоемы и водотоки, сточные воды подвергаются очистке, чтобы не оказывать на качество воды в них вредного воздействия. Степень необходимой очистки устанавливается в каждом конкретном случае в зависимости от перечисленных ранее требований, предъявляемых к качеству воды.

Системы оценки качества вод

Основоположником гидробиологических методов оценки качества вод принято считать Фердинанда Кона, благодаря его соотечественнику Мецу, объявившему год появления известного сочинения Кона годом микроскопического анализа вод.

Интерес к гидробиологическим методам во многом был возрожден обстоятельными исследованиями Меца, предложившим списки гидробионтов-антагонистов, встречающихся только в исключительно или в сильно загрязненных водах, а также списки «промежуточных» форм, характеризующих различные уровни загрязнения.

Санитарно-экологическая характеристика многих гидробионтов, данная Мецем, вполне соответствует современной классификации гидробионтов-индикаторов сапробности. Расширение списков сапробных организмов позволяло дать сравнительную оценку влияния различных сточных вод, качество воды водоемов и водотоков. Классическая система показательных организмов была создана ботаником Р. Кольквитцем и зоологом М. Марссоном. Эти авторы предложили дать установленным Мецем двум основным группам показательных организмов-антагонистов название сапробионты (от греч. Sapros -гнилой) для обитателей сточных вод и катаробионты (от греч. katharos - чистый) для организмов, населяющих исключительно чистые воды. Под сапробностью авторы системы понимали способность организмов развиваться при большем или меньшем содержании в воде органических загрязнений. Позднее экспериментально было доказано, что сапробность организма обусловливается как его потребностью в органическом питании, так и резистентностью по отношению к вредным продуктам распада и дефициту кислорода в загрязненных водах.

Кольквитц и Марссон разделили сапробионтов на три группы:

1) организмы собственно сточных вод – полисапробионты (р-сапробы);

2) организмы сильно загрязненных вод – мезосапробионты (две подгруппы: α-мезосапробы и β-мезосапробы);

3) организмы слабо загрязненных вод – олигосапробионты (о-сапробы).

Г.И. Долгов (1926), Г.И. Долгов и Я.Я. Никитинский (1927), обобщив опыт отечественных и зарубежных исследователей, внесли некоторые изменения в списки Кольквитца - Марссона. Эти изменения учтены В.И. Жадиным и А.Г. Родиной (1950). Над уточнением списков видов-индикаторов работали многие зарубежные исследователи. Наиболее существенные изменения внесли М. Зелинка и П. Марван (1961), М. Зелинка и В. Сладечек (1964), В. Сладечек (1969, 1973), А.В. Макрушин (1974). Варианты списков видов-индикаторов даны в «Унифицированных методах исследования качества вод» (1966). Дополнения к ним по составу (43 вида) с изменениями в степенях сапробности (s), сапробных валентностях и индикаторного веса некоторых видов сделаны Макрушиным (1974).

Системы видов-индикаторов сапробности вод положены в основу гидробиологических методов оценки качества вод в среднеевропейских странах. Они хорошо известны и в той или иной м ере наряду с другими методами применяются и в других странах.

Выдающуюся роль в дополнении и совершенствовании системы индикаторов сапробности вод сыграл чешский гидробиолог В. Сладечек. В его книге опубликован самый полный список - около 2 000 видов-индикаторов сапробности.

В бывшем Советском Союзе системы индикаторов сапробности широко использовались и совершенствовались (Долгов, 1926; Долгов и Никитинский, 1927; Захаров, 1930; Родина, 1961; Смирнова, 1969; Балушкина, 1976; Макрушин, Кутикова, 1976; Фино-генова, 1976; Хлебович, 1976; Охапкин, Кузьмин, 1978; Поливанная, Сергеева, 1978; Семерной, 1982).

Существующая ныне система индикаторных организмов не универсальна для всех материков и наиболее применима в европейской части. Более того, первоначальный смысл; термина «сапробность», как способность организмов обитать в загрязненных органическими веществами водах, утрачен из-за повсеместного преобладания промышленных загрязнений над бытовыми стоками, относительно которых строилась изначально система Кольквитца - Марссона, но термин продолжает благополучно использоваться в смысле степени общего загрязнения.

Характеристики вод (зон деградации), загрязненных (обогащенных) органическими веществами, в настоящее время можно представить в развитии - от Кольквитца и Марссона до настоящего времени:

1. Полисапробная (р-сапробная). Зона сильного загрязнения органическим веществом с очень низким содержанием или отсутствием кислорода. Организмы с высокой требовательностью к кислороду абсолютно отсутствуют. Немногие виды живут на гниющей органике.

Дополнение 1 (Телитченко, Кокин, 1968). Полисапробная зона (р) характеризуется большим содержанием нестойких органических веществ и наличием продуктов их анаэробного распада (метан, сероводород). Кислород отсутствует. Содержится много органического детрита, протекают восстановительные процессы, железо находится в форме FeS, ил имеет черную окраску с запахом сероводорода.

Дополнение 2 (Абакумов, 1992). В этих водах интенсивно протекают процессы редукции и распада с образованием сернистого железа или (и) сероводорода. Население полисапробных вод обладает малым видовым разнообразием, но отдельные виды могут достигать большой численности. Здесь особенно сильно распространены бесцветные жгутиконосцы и бактерии. Число бактериальных колоний, вырастающих из 1 см³ полисапробной воды на обыкновенной питательной желатине, могут превышать более 1 млн.

Дополнение 3 (Банина и др., 1983). Ил имеет темную, почти черную, окраску и запах сероводорода. В 1 мл воды содержится сотни тысяч и миллионов бактерий, БПК₅-10-50 мг О₂/л. В массе развиваются бактериальные зооглеи (Zooglaea ramigera), серные бактерии (Beggiatoa, Thiothris) и др. Виды простейших полисапробной зоны многочисленны. Ресничные инфузории представлены многими видами: Vorticella microstoma, Carchesium polypinum, Tetrahymena pyriformis, Colpidium campylum и др. Развиваются capкодовые, среди которых ряд видов голых амеб группы «lymax», Amoeba guttula, Pelomyxa palustris, Vahlrfrnphia Umax и раковинных амеб. Многочисленны растительные и животные жгутиконосцы. Каждый из видов простейших имеет массовое развитие.

2. Альфа-мезосапробная (α). Зона, где имеется некоторое количество кислорода, с большим числом видов типов животных, обитающих в полисапробной зоне.

Дополнение 1 (Телитченко, Кокин, 1968). «... содержится много свободной углекислоты. В воде и донных отложениях протекают окислительно-восстановительные процессы. Железо в закисной и окисной форме, ил сероватой окраски. В... зоне развиваются организмы, обладающие большой выносливостью к недостатку кислорода и большому содержанию угольной кислоты. Преобладают растительные организмы с гетеротрофным и миксотрофным питанием. Отдельные организмы имеют массовое развитие. Обильны обрастания сидячими инфузориями. В илах значительное количество тубифицид и личинок хирономид.

Дополнение 2 (Абакумов, 1992). Альфа-мезосапробные воды характеризуются энергичным самоочищением. В нем принимают участие и окислительные процессы за счет кислорода, выделяемого хлорофиллоносными растениями. Среди них встречаются некоторые сине-зеленые, диатомовые и зеленые водоросли. Большой численностью обладают грибы и бактерии, достигающие сотен тысяч в 1 см³. Могут обитать нетребовательные к кислороду виды рыб.

Дополнение 3 (Банина и др., 1983). Водоемы альфа-мезосапробной зоны загрязнены поступающими в них сточными водами, они непригодны в качестве питьевой воды и только после соответствующей очистки становятся пригодными для питья. БПК₅ 5 - 10 мг О₂/л. Флора и фауна чрезвычайно разнообразны по составу видов и количеству особей каждого вида. Много видов, характеризующихся массовым развитием. К числу их относятся бактериальные зооглеи, нитчатые и палочковидные бактерии, грибы, ряд синезеленых водорослей. Из простейших в этой зоне преобладают сидячие кругоресничные инфузории, например Carchesium polypinum, Epistilys plicatilis, Vorticella microstoma, Prorodon teres, Spi-rostomum ambiguum, Aspidisca linceus и др. Из саркодовых массового развития достигают некоторые виды голых амеб, например амебы группы «Птах», а также ряд раковинных корненожек, особенно родов Bodo, Cercobodo, Petalomonas, ряд эвгленовых жгутиконосцев родов Euglena (Е. caudata, E. velata, E. splendens), Lepocinclis (L. ovum, L. texta), Astasia (A. longa, A. Hnearis), Menoidium (M. tortuosum) и др. Обычными обитателями α-мезосапробных зон служат коловратки (Brachionus и др.), много свободноживущих нематод, олигохет (Tubifex tubifex, род Limnodrilus, Aulophorus furcatm. - B.C.), моллюсков (? - B.C.), личинок хирономид (п/сем. Tanypodinae, род Chironomus - B.C.).

3. Бета-мезосапробная зона (β). Зона, где гниение приближается к минерализации. Животные - во множестве, с большим числом видов.

Дополнение 1 (Телитченко, Кокин, 1968). «...Отмечается в водоемах, почти освободившихся от нгестойких органических веществ, распад которых дошел до образования окисленных продуктов (полная минерализация). Концентрация О₂ и угольной кислоты сильно колеблются в течение суток, в дневные часы содержание О₂ в воде доходит до перенасыщения и угольная кислота может полностью исчезать. В ночные часы наблюдается дефицит кислорода в воде. В илах много органического детрита, интенсивно протекают окислительные процессы. Ил желтой окраски. Наблюдается цветение воды многими представителями фитопланктона. В обрастаниях обычны нитчатки и эпифитные диатомеи; в илах - черви, личинки хирономид, моллюски.

Дополнение 2 (Абакумов, 1992). В бета-мезосапробных водах процессы самоочищения протекают менее интенсивно, чем в альфа-мезосапробных. В них доминируют окислительные процессы, нередко наблюдается пересыщение кислородом, преобладают такие продукты минерализации белка, как аммонийные соединения (нитриты и нитраты). Разнообразно представлены диатомовые, зеленые и сине-зеленые. Число бактерий в 1 см³ воды не превышает обычно 100 тыс. Многие макрофиты находят здесь оптимальные условия для своего роста.

Дополнение 3 (Банина и др., 1983). К этой зоне относятся умеренно загрязненные воды с повышенным содержанием органических веществ; много ионов аммония и хлора «...именно этой зоне свойственно наибольшее количество видов простейших. Особенно богат набор видов бентосных и планктонных, ресничных и сосущих инфузорий. БПК₅ в них равен 2,5 — 5 мг О₂/л». Животный и растительный мир водоемов этой зоны очень богат и представлен многочисленными видами с высокой численностью (олигохеты сем. Naididae и Tubificidae. - B.C.), моллюски, личинки хирономид - п/сем. Chironominae).

4. Олигосапробная зона (о-сапробная). Зоны восстановления. Доминируют в чистых водах. Содержание О₂ высокое. Широкий систематический состав растений и животных.

Дополнение 1 (Телитченко, Кокин, 1968). Содержание О₂ и угольной кислоты не претерпевает заметных колебаний в дневные и ночные часы суток. Цветение водорослей, как правило, не наблюдается.

Дополнение 2 (Абакумов, 1981). Содержание органических веществ не превышает 1 мг/л, число бактерий не превышает 1 000. Богато представлены перидинеи, встречаются харовые водоросли.

Дополнение 3 (Банина и др., 1983). Это чистые воды (водоемы). Содержание О₂ близко к насыщению. БПК₅ ⁼ 1 - 2,5 мг О₂/л. На дне водоемов детрита немного, ил коричневого цвета, придонная фауна немногочисленна. К числу простейших этой зоны относятся: саркодовые - Difflugia limnetica, D, bacillifera, Lesquiresia spiralis, Nebela colaris, Gromia fluviatilis, жгутиконосцы родов Gymnodinium и Peridinium, а также инфузории - Spathidium depressum, Strobilidium gyrans, Nassula dradlis, Spirostomum filum, Vorticella convallaria, V. similis, V. picta (Sladecek, 1973).

Чистые олигосаппробные водоемы мало отличаются от очень чистых, катаробных и ксеносапробных водоемов по своим химическим показателям, но в них имеются следы деятельности человека, что отражается на увеличении количества сапрофитных ор ганизмов, содержащихся в воде. Чистая вода этих водоемов при годна для всех видов использования, она служит и питьевой водой, для чего достаточно ее хлорировать или озонировать.

В качестве резюме из данных характеристик следует, что по мере ухудшения качества воды систематический состав организмов - гидробионтов становится уже, а представительность низших таксонов (численность некоторых видов) увеличивается и в альфа полисапробной зоне может быть огромной, например таких видов как Tubifex tubifex, Limnodrilus hqffineisteri, виды р. Chironomus.

В обобщенном виде система сапробности может быть представлена в схеме (см. табл. 3)

Чешским специалистом Владимиром Сладечеком (1967) разработана полная система сапробности или биологическая схема качества воды (терминология и циклограмма), по его мнению, универсальная.

«Все типы вод можно представить в виде круга (рис. 1), который мы делим на квадранты. Левая половина круга представляет несточные воды, правая - сточные воды. Верхняя половина - природные и сточные воды, нижняя половина - воды, для которых нельзя применить понятия сапробности, это воды асапробные. Квадранты представляют четыре главные группы качества воды.

1. Катаробность (К): наиболее чистые грунтовые воды, митральные воды или вода, которая была искусствено подготовлена и качестве питьевой воды.

 

Таблица 3

Система сапробности воды

Показатели	Зоны сапробности
р-сапробная	α-сапробная	β-сапробная	о-сапробная
Концентрация бактерий в 1мл	Сотни тысяч, миллионы	Сотни тысяч	Десятки тысяч	Десятки, сотни
Пожиратели бактерий	Масса	Много	Немного	Очень мало
Продуценты органического в-ва	Нет	Мало	Немного	Много
Водные цветковые растения	Нет	Нет или мало	Немного	Много
Источник кислорода	Диффузия	Слабое*	Сильное*	Энергичное*
Потребность в кислороде	Ничтожная	Слабая	Значительная	Очень большая
Кислородные условия	Анаэробные	Полуанаэробные	Аэробные
Характер окислительных процессов	Восстановительные	Восстановительно-окислит-ные	Окислительные
Степень минерализации органического вещества	Белковые вещества, полипептиды, углеводы	Аммиак, аминокислоты, амиды, амидок-ты	Аммиак, нитриты, нитраты	Нитраты
Угольная кислота	Очень много	Порядочно	Немного	Очень мало
Сероводород	Много	Порядочно	Очень мало	Нет
Форма соединений железа	FeS	FeS+ Fe2O3	Fe2O3	Fe2O3

Рис. 1. Общая биологическая схема качества воды:

Приложение: русские буквы обозначают главные группы качества воды;

латинские буквы обозначают степени сапробности;

стрелка показывает направление биологической очистки и самоочищения

2. Лимносапробность (Л): более или менее загрязненные поверхностные или грунтовые воды. Сюда включена почти целая система сапрбности в основном понятии Колквитца и Марссопм после некоторых изменений. В настоящее время мы можем различать пять степеней сапробности: х - ксеносапробность, о - олигосапробность, α - мезосапробность, β - мезосапробность, - р - полисапробность.

3. Эвсапробность (Е): сточные воды, содержащие органические вещества, которые подвергаются биохимическим процессам разложения. Среди них можно различать четыре степени: i - изосапробность (развитие инфузорий), м - метасапробность (развитие бесцветных жгутиконосцев), h - гиперсапробность (развитие бактерий и грибков), u - ультрасапробность (абиотическая степень - наиболее концентрированные сточные жидкости).

4. Транссапробность (Т): сточные или поверхностные воды, которые не подчиняются понятию сапробности и не подвергаются биохимическому разложению. Здесь присутствуют принципиально три степени качества воды: а - антисапробность с токсическими веществами, г - радиосапробность с радиоактивными веществами и с - криптосапробность, где влияют физические факторы, например высокая или низкая температура, присутствие некоторых минеральных суспензий и т.д.

В кругу находится стрелка, показывающаяся направление биологической очистки и самоочищения. Нельзя предполагать, что каждая сточная вода должна проходить последовательно по всем степеням, которые мы различаем. Очистительные сооружения значительно сокращают этот процесс, который заканчивается достижением - приблизительно - мезосапробной степени. Обратное направление стрелки указывает на повышение загрязнения и количества органических веществ (БПК, окисляемости).

Отдельные степени сапробности характеризуются биологически - присутствием или отсутствием организмов, во многих случая биоиндикаторов. Зная условия жизни биоценозов, мы можем судить об общих свойствах биотопа. Очень трудной работой является определение связи биологических, бактериологических и химических результатов анализов.

В схеме находятся также четыре степени, которые являются или могут быть абиотическими. Это катаробность, ультрасапробность, антисапробность и криптосапробность. В каждом из этих случаев можно найти причину, вызывающую отсутствие организмов».

Катаробная и ксеносапробная зоны. Насыщение воды кислородом достигает 95%, БПК₅ не превышает 1 мгО₂/л, и количество взвешенных в воде веществ не выше 3 мг/л.

Изосапробная зона. Пример изосапробности - свежие бытовые стоки. Вода лишена растворенного кислорода. Сероводород отсутствует или имеются его следы. Значения БПК₅ очень высокие, и в течение 5 дней колеблется от 120 000 до 400 мгО₂/л и к концу срока до 50 мгО₂/л. Численность бактерий типа coli равно 20 млн. - 3 мрд./л. Заселение простейшими последовательное за бактериями - бесцветные жгутиконосцы, прежде всего Polytomt uvella. Вслед за ними - инфузории.

Метасапробная зона. К сильному загрязнению органическими» веществами добавляются токсические вещества. Условия анаэробные, идет анаэробный распад с образованием больших количеств H₂S. БПК₅ - 200 - 700 мгО₂/л. Вода содержит огромное количество гнилостных бактерий и серобактерий. Простейшими представлены в основном бесцветными жгутиконосцами. Вода непригодна для какого-либо использования.

Гиперсапробная зона характеризуется исключительно большим насыщением органическими веществами, разложение которых происходит в анаэробных условиях. Эта зона включает главным образом индустриальные органосодержащие стоки, и одним из типичных примеров ее можно считать стоки сахарных заводов.

Вода гиперсапробной зоны содержит огромное количество анаэробных бактерий и организмов группы Mycophyta. Других организмов в активном состоянии, здесь нет. Значения БПК5 очень велики: 500 - 1 500 мгО₂/л и выше. Бактерий и Mycophyta содержится около 50 млн в 1 мл и около 1 млн бактерий типа coli в 1 мл.

Улътрасапробная зона известна как «безжизненная» зона, в которой нет живых организмов в активном состоянии; обнаружены споры бактерий, водорослей, цисты простейших, яйца нематод, коловраток и пр. Это индустриальные стоки, например целлюлозных заводов. Значения БПК₅ равно 60 000 и выше, SO₂ и H₂S отсутствуют.

Антисапробная зона обнаружена в промышленных стоках, содержащих токсические вещества неорганической и органической природы. Активных форм жизни, спор и цист нет. Показатель БПК₅ равен 0.

Радиоактивная зона опасна содержанием радиоактивных веществ, которые могут, не оказывая губительного влияния на растения и животных, обитающих в воде этой зоны, накапливаться в них и передаваться через пищевые цепи.

Криптосапробная зона отличается неблагоприятными физическими условиями: слишком высокой или низкой температурами, содержанием больших количеств угольной пыли и мелких частиц разнообразных минералов, минеральных масел и других примесей, загрязняющих воду и создающих неблагоприятные условия для гидробионтов.

Сладечек сопоставил отдельные ступени сапробности с бактериологическими и химическими показателями (табл. 4).

В самих водоемах при поступлении сточных вод образуются следующие зоны загрязнения: полисапробная, ά - мезосапробная, β -мезосапробная и олигосапробная, которые выделяются по присутствию индикаторных видов, состоянию органического вещества и продуктов его разложения (метана, сероводорода и др.).

 

 

Таблица 4

Показатели сапробности

Категория вод	Степень сапробности	Значение индекса сапробности	Психрофильные бактерии на 1 мл	Количество бактерий р. Coli	БПК5, мг/л	Концентрация, мг/л	Специфические вещества и показатели
O2	H2S
Катаробная	Катаробность		< 5*102			Разная		Остаточный хлор
Лимносапробная	Ксеносапробность	0-0,5	103	104		>8
Олигосапробность	0,51-1,5	104	5*104	2,5	>6
β-мезосапробность α-мезосапробность	1,51-2,5 2,51-3,5	5*104 25*104	105		>4 >2
полисапробность	3,51-4,5	2*106	3*107		>2		Следы Eh<+200mV
Эусапробная	Изосапробность	4,51-5,5	107	3*109		Следы	<1	Eh = +200mV до Eh+50mV
Метасапробность	5,51-6,5	108	1010			<100	Eh = +50mV
Гиперсапробность	6,51-7,5	109	106			<10	Птомаины
Ультрасапробность	7,51-8,5
Транссапробная	Антисапробность					Разная		Токсические вещества
Радиосапробность		Разное		Разное	Разная		Радиактивные вещества
Криптосапробность		0 или разное		0 или разное	Разная		Физические факторы

 

 

Выделенные им олиго-, мезо-, политоксичные воды характеризуются гибелью < 50, < 75, < 100 и 100% организмов после двухсуточного пребывания в испытуемой среде. Однако эта градация, безотносительная к выбору испытуемых организмов, крайне условна и предложенная шкала токсобности едва ли пригодна для широкого пользования.

Общий недостаток перечисленных систем классификации качества вод заключается в том, что они оценивают степень их загрязненности и не учитывают евтрофирование водоемов. Между тем последнее является существенным фактором формирования качества воды.

Примером в этом отношении является «цветение» воды в равнинных южных водохранилищах. В летний период при массовом развитии синезеленых водорослей в водохранилищах Днепра в пятнах «цветения» формируется вода с таким высоким содержанием фенолов, сероводорода, аммиака и таким низким содержанием кислорода, что ее можно отнести к полисапробному классу (как это имеет место при загрязнении водоемов промышленными органическими стоками).

Евтрофирование природных вод следует оценивать физическими, химическими и биологическими критериями. Это нашло отражение в предлагаемой унифицированной системе характеристики реального и потенциального качества вод по гидрохимическим, бактериологическим и гидробиологическим показателям. Система позволяет оценивать качество вод водоемов (разной трофности) и водотоков (рек и каналов), подвергшихся естественному, промышленно-бытовому и сельскохозяйственному загрязнению. Проект системы является составной частью разработанной нами унифицированной системы классификации континентальных водоемов и водотоков. Последняя построена по биогидрологическому принципу: каждая из подсистем всесторонне характеризует как биотопы, так и группировки элементарных сообществ организмов.

Экосистемный принцип, используемый для обстоятельной классификации водоемов и водотоков, перспективен и для биологического анализа качества вод. Сущность анализа состоит в регистрации реакции биогидроценозов на воздейств