Қоршаған ортаның мониторингі

Келесі параметрелермен нұсқалар бойынша тастау көзінен Х қашықтығындағы шаңның жердік концентрациясын есептеу.

Есептеулер бойынша есептік концентрацияның РШК шегінде болатыны немесе шектен асатыны бойынша қортынды жасау.

2 Қоспалардың атмосферада орын ауыстыруы ортаның қандай параметрлерінен тәуелді?

3 Тастау көздері қалай бөлінеді?

3 Жер бетіндегі сулардың мониторингі

3.1 Қаланың суды қолдану мониторингінің бағдарламасын өңдеу

Мақсаты: Қалалардың сумен қамсыздандыру жүйесін, оның элементтерін оқу және теориялық білімдерге негізделіп Павлодар қаласының суды қолдану мониторингін өңдеу.

Халық шаруашылығының барлық салаларын су ресурстарын қолдануына қарай 2 категорияға бөледі:

1) суды қолданушылар – бұл әртүрлі мақсаттарда су ресурстарын қолданатын, бірақ қайтарымсыз су алуды жүргізбейтін салалар. Оларға гидроэнергетика, су транспорты, балық шаруашылығы, суды халық үшін қолданатын жергілікті органдар;

2) суды тұтынушылар – бұл суды су қоймаларынан алатын, сонымен қатар оның бөлігін қайтарымсыз қолданатын (жылуэнергетика, ауыл шаруашылығы, өнеркәсіптер) салалар.

Мақсатты белгіленуіне қарай су ауыз суы, минералды, өнеркәсіптік болып бөлінеді.

Сумен қамтамассыздандыру адам өмірінің, халық қоныстанған жердің және өнеркәсіптің даму деңгейін жоғарылатуға бағытталған халық шаруашылығының бір саласы. Халықты таза сумен қажет мөлшерде қамсыздандыру маңызды санитарлы – гигиеналық мәнге, адамдарды сумен байланысты барлық мүмкін аурулардан сақтайтын қасиетке ие.

Су қамтамассыздандыру жүйесі суды табиғи көздерден алу үшін, оның сапасын жақсарту мен қолдану орындарына жеткізу үшін тағайындалған инженерлік үймереттердің кешенін білдіреді.

Халықты ауыз сумен қамтамассыз ету келесі сұлба бойынша жүзеге асырылады

Сумен қамсыздандыруда қолданылатын табиғи көздер екі негізгі топқа бөлінуі мүмкін:

а) жер бетіндегі көздер – өзендер, тұщы су көлдері мен су қоймалары;

б) жер асты көздері – артезиандық сулар, бұлақтар.

Қаладағы суды тұтынудың қосындысы халықтың шаруашылық – ауыз су қажеттіліктеріне, көшелер мен жасыл өсімдіктерді суаруға, кәсіпорындар үшін шаруашылық ауыз су мақсаттарына, кәсіпорындардың технологиялық қажеттіліктері мен өртті сөндіруге кететін шығындардан тұрады. Қалалардың сумен қамтамассыз ету жүйесін суды тұтынушылар туралы мәліметтер негізінде таңдайды. Судың шығыны жылдың маусымына қарай өзгереді және келесі формула бойынша анықталады
Q _max = Q _{max сут.} * N (8)
мұнда Q – бір тұрғынға келетін су мөлшері;

N – тұрғындардың есептелген саны.

Суда кездесетін зиянды қоспалар әдетте үш категорияға бөлінеді. Біріншісіне бейорганикалық заттар, екінші топқа суда ерітілмелі күйде бола алатын және канцерогенді қасиеттері бар органикалық химиялық қосылыстар жатады. Үшінші топқа микроорганизмдер жатады.

Қазіргі уақытта Қазақстан Республикасында ауыз судың сапасы МемлСт 2874-82 тәртіптеледі. Стандарттың құрамына 30 көрсеткіш кіреді. Судың сапаға сай болуы үшін оны тазартуға жібереді.

Суды тазартудың негізгі тәсілдері болып:

- мыс сульфатын ендіру және жағымсыз дәм мен иісті жою үшін келесі ретті аэрациялау;

- ауру туғызатын микроорганизмдерді жою үшін озондау немесе алғашқы хлорлау;

- микроорганизмдердің жойылуын аяқтау үшін қорытынды хлорлау.

Суды тұтыну мен сапаны бақылауды келесі ұйымдар жүргізеді: Қалалық сумен қамтамассыздандыру Басқармасының су көздерін пайдалану бөлімі және диспетчерлік пункт, ҚР табиғат министрлігінің территориалды органдары, санэпидемиологиялық қадағалау органы, сонымен қатар ғылыми – зерттеу ұйымдары.

Қалалық су каналдары жүйесіндегі су объектілері мониторингісінің негізгі тапсырмалары:

- су объектілері жағдайлары көрсеткіштерінің деңгейін орнату;

- судың ластану мен өздігінен тазалану үрдісінің заңнамаларын шығару;

- суды жеткізу трактері бойынша су сапасын бақылау және есептеулер мен су сапасын болжауды жүргізу;

- суды тұтынушылар арасындағы қарым – қатынасты реттеу;

- дерілгендер банкін құру, басқару шешімдерін қабылдауда ақпараттық қамтамассыздандыру.

Жоғарыда айтылғандар негізінде студенттерге Павлодар қаласының суды тұтыну мониторингісі бағдарламасын өңдеу ұсынылады. Ол үшін:

1) суды тұтынушылардың саның анықтау қажет (қала халқы мен кәсіпорындар саны);

2) сумен қамсыздандыру көздерін анықтау және оларға анықтама беру;

3) сумен қамсыздандыру көздеріне әсер ететін ластау көздері;

4) қаланың сумен қамсыздандыру сұлбасын және су қоршауларының санын таңдау;

5) сумен қамсыздандыру жүйесінің жұмысын бақылау әдістерін анықтау;

6) ауыз суға тағайындалған суды жеткізу сапасын бағалауды жүргізу;

7) басқару шешімдерін қабылдау үшін берілгендер базасының ақпараттық жүйесін ұсыну.

Су сапасының алғашқы бағалауды оның органолептикалық сипаттамасын анықтау арқылы жүргізеді. Судың бұл сипаттамалары көру (лайлылығы, түстілігі) мен иіс сезу (иістілігі) органдары арқылы анықталады. Қанағатсыз органолептикалық сипаттамалар судың ластанғандығын көрсететді. Алынған анализ нәтижелерінің дұрыстылығына суды алу пробаларының тәсілі мен оны сақтау шарттары әсер етеді. Су пробасы көлемі 0,5 л-дан кем емес таза шыны немесе пластмассты ыдысқа (ыдыста 5-10 мл көп емес ауа қалуы тиіс) алынуы қажет, пробаларды бірнеше сағаттар бойы талдау және тоңазытқышта сақтау қажет. Әртүрлі жерлерден: орманнан, өрістен, жол бойындағы газоннан, өнеркәсіптік кәсіпорын маңынан және т.б. алынған еріген қар (мұз) пробасын алуға және талдауға болады.

1) Колбанын үштен бір бөлігін сумен толтырып аузын тығынмен жабыңыз.

2) Колбаның ішіндегі құрамды шайқаңыз.

3) колбаны абайлап ашып, ауаны терең тыныстамай бірден иіс интенсивтілігі мен сипаттамасын анықтаңдар.

Егер иіс бірден сезілмесе немесе нақтылы болмаса, колбадағы суды 60°С температурасына дейін ысытып (колбаны ыстық суда ұстай тұрып) зерттеуді қайталауға болады. Иіс интенсивтілігін 3-кестеге сәйкес 5 баллды жүйе бойынша анықтаңыз. Иіс сипаттамасын 4-кесте бойынша анықтаңыз.
Кесте 3 – Иіс интенсивтілігі

Иіс интенсивтілігі	Иістің біліну сипаттамасы	Иіс интенсивтілігін бағалау
Жоқ	Иіс білінбейді	1
Өте әлсіз	Иіс бірден білінбейді, бірақ ұқыпты зерттеу кезінде анықталады (суды қыздыру арқылы)	2
Әлсіз	Аса бір назар аудармасан, иіс сезілмейді	3
Білінетін	Иіс жеңіл білінеді және су жайлы жағымсыз пікір тудырады	4
Нақтылы	Иіс өзіне назар аудартады және ішуден қорғануға әкеп соқтырады
Өте қатты	Иістің қаттылығы сонша, суды ішуге жарамсыз етеді	5

Кесте 4 – Иіс сипаттамасы

1) Пробирканы 10 – 12 см биіктікке дейін сумен толтырыңыз.

2) Судың түстілігін ақ фонда жақсы жарықтандыру кезінде (күндізгі, жасанды) пробирканың үстінен қарау арқылы қарастырыңыз.

3) Едәуір ұқсас келетін түстіліктің астын сызыңыз немесе 5 - кестедегі бос орынды толтырыңыз.

1) Пробирканы 10 – 12 см биіктікке дейін сумен толтырыңыз.

2) Судың түстілігін ақ фонда жақсы жарықтандыру кезінде (күндізгі, жасанды) пробирканың үстінен қарау арқылы қарастырыңыз.
5 кестеде керегінің астын сызыңыз.
Кесте 5 – Судың лайлылығы мен түстілігі

Судың түстілігі	Судың лайлылығы
Әлсіз сары	Түссіз
Ақшыл сарғыш	Жай ғана лайлы
Сары	Өте лайлы
Қарқынды – сары
Қоңыр
Қызғылт – қоңыр
Басқа (қандай, көрсетіңіз)

Нәтижелер мен қорытындыны өңдеу:

1) 6 – кестеге алынған нәтижені толтырыңыз;

2) Су пробасы алынған көздің экологиялық жағдайына қорытынды жасаңыз.

Су жер шары бетінің 70,8% алады. Су үнемі қозғалыста – оның саны мен сапасы уақыт пен кеңістікте өзгеріп отырады. Планетада жер асты сулары барлық тұщы судың 14% құрайды. Жер асты суларының ролі жер беті суларының ластануына орай өсуде. Жер саты суларын қолдана отырып ауыз сумен қамтамасыз етудің жүйесі дамуда және мысалы Бельгияда – 90%, Финляндияда – 75% дейін жеткен.

Бұл тақырып бойынша семинар сабағын өткізу.

Семинар сабағының тақырыптары:

1. Жер асты сулары, олардың тағайындалуы және жіктелуі әлемдегі, республикадағы, облыстағы жер асты суларының қоры.

2. Жер асты суларының ластануы.

3. Жер асты суларын қадағалауды ұйымдастыру.

4. Жер асты суларын ауыз су ретінде қолдану.

Жер мониторингі өзімен жер қорының сапалы және санды жағдайына болып жатқан өзгерістерді дер кезінде анықтау, оларды болжау және бағалау мақсатында өткізілетін негізгі, жедел, кезеңдік қадағалаудың жүйесін көрсетеді. Жер мониторингінің объектісі болы жерге меншік нысанына, мақсатты тағайындалуына және жерлердің пайдалану сипаттарына байланыссыз Қазақстан Республикасының барлық жерлері табылады.

Жер ресурстары және жерді пайдаланудың экологиялық қауіпсіздігі, топырақтың сапасы көптеген көрсеткіштер бойынша халықтың денсаулық жағдайына келесідей екі себептер бойынша әсер етеді: техногенді пайда болған зиянды заттарды жоғары қамтитын ауыл шаруашылық өнімді өсіру және экологиялық қауіпсіздіктің төмен дәрежесіне ие территорияда ауыл шаруашылық және қала құрылысы жұмыстарының өндірісі. Теріс үдерістерді жою үшін жерлерді жүйелік қадағалау мен зерттеу, олардың түгенделуін жүргізу, жер кадастрын кіргізу маңызды.

Топырақ мониторингінің негізгі міндеттері болып топырақтардың ауыр металлдармен ластануын бақылау мен бағалау, топырақтағы пестицидтердің құрамы, топырақтардың су-тұзды, сонымен бірге қышқыл-сілтілі балансын анықтау, гумустың құрамын анықтау.

2 Жер және топырақ ресурстарының деградациясы.

3 Топырақ сапасы және халықтың денсаулығы

4 Жер және топырақ ресурстарын бақылаудың әдістері мен құралдары.

5 Жер ресурстарын мониторингін ақпараттық қамтамасыз ету және теріс үдерістерді жою бойынша шешімдерді дер кезінде қабылдау.
6 Қоршаған ортаның сапасын мөлшерлеу
Мақсаты: қоршаған орта сапасының нормативтерін, олардың жіктелуі мен бекітіуін оқып білу, шекті рұқсат етілген тастаулар мен шығарылымдарды есептеу.

Қоршаған ортаның сапасын бағалау үшін адамның денсаулығына және түгелдей табиғатқа зиянды факторлардың ықпал етуін шектейтін номалар мен нормативтерді қолданады.

Қоршаған ортаның сапасын бағалаудың номалары мен нормативтері келесідей бөлінеді:

- санитарлы- гигиеналық, экологиялық, өндірістік-шаруашылық, мерзімдік және құндық нормативтер.

- өндірістік-шаруашылық нормативтер қауіпсіз өміршендікті қалыптастыру мақсатында белгілі бір кәсіпорынның шаруашылық қызметінің параметрлерін шектеу үшін тағайындалған. Технологиялық нормативтер ластаудың әрбір көздері үшін белгіленеді және өзіне атмосфераға рұқсат етілетін шекті тастауларды (РШТ), су қоймаларына рұқсат етілетін шекті тастауларды (РШТ), жағылатын жаңар майдың рұқсат етілетін шекті санын (РШЖ) қосады.

Студенттерге су қоймаларына рұқсат етілетін шекті тастауларды есептеуді қарастыру ұсынылады.

Ағызынды сулардың құрамында болатын улы заттар зияндылығының мөлшерлеуші көрсеткіштерінің концентрациясын есептеу негізіне Фролова В.А. және Родзиллер И.Д.-нің әдістемелігі алынады.

Өзен суына ағызымды сулардың тасталуында улы заттардың конденсациясына және сәйкесінше ластанудың деңгейіне өзеннің гидрологиялық сипаттамалары: су ағысының тереңдігі, ағымның жылдамдығы, арна бетінің кедір-бұдырлығы, турбуленттік айырбас, ағызымды суларды тастаудың орны, ағызымды сулардың шығындары, температуралық жағдайлар мәнді ықпал етеді.

Табиғи су ағынындағы улы заттардың концентрациясы деңгей бойынша жоғарыда аталған жағдайларды есепке ала отырып үлестіріледі

Q — су ағынындағы судың шығындары [м³/с];

С_ст — ағызымды судың түсуі орынында ағызымды суды ластаушының концентрациясы [мг/дм³];

С_р — ағызымды судың түсу орынынан жоғары өзенде ластаушының концентрациясы [мг/дм³];

С_к._ст — бақылау жармаларындағы ластаушының концентрациясы [мг/дм³];

— ағызымды сулардың су ағыны суларымен араласу коэффициенті.

С_ст өлшемі тазартқыш орнатуларды қолдану кезеңі үшін бақылаушы болып табылады және лимиттің- өзенге рұқсат етілетін тастау үшін ластаудың шекті саны негізіне салынады. q өлшемі шаруашылық және жобалау ұйымымен анықталады. Q мен өлшемдері арнайы гидрологиялық іздеулерде немесе гидрометеоқызметтің мәліметтерімен жобалау ұйымымен анықталады.

Белгілі болғандай, реттелмеген өзендердегі судың шығыны жазық өзендер үшін қарлардың еруімен (жазғытұрғы тасқын), атмосфералық сулармен қоректенудің тоқтауымен (қысқы межень) байланысты зор маусымды тербелуге душар. Сәйкесінше су шығынының өзгеруімен өзен суларының ластанған ағыстарының қосылу жылдамдығы да өзгереді. Осыдан шекарасында қосылу үдерісі жүретін өзен аймағының ұзындығы да өзгереді (сурет 2).

Сурет 2 – ағызымды суларды тастауда улы заттар концентрацияларының қосылу схемасы (К_ст – бақылау жарма).
Бақылау жармасындағы су ағынының санитарлық жағдайын болжау есебін шешу үшін С_к._ст қатысты 9 теңдеуді шешу қажет. Бұл жағдайда бақылау жармасында экотоксиканттың С_ож күтілетін концентрациясын аламыз
(10)
Реттелмеген су ағындарындағы ағызымды сулар үшін γ араласу коэффициенті келесі теңдеу бойынша анықталады
(11)
(12)
мұндағы L_ф — ағызымды сулардың шығу орнынан бақылау жармасына дейінгі фарватер бойынша ара қашықтық [м];

— ағызымды судың су ағынына ағылу орнынан байланысты коэффициент

(13)
мұндағы — ағызымды судың су ағынына ағылу орнынан байланысты коэффициент, жағада шығарылған кезде = 1,0, қылтада шығарылған кезде = 1,5;

— өзен айналмалылығының коэффициенті, ол ағызымды сулардың шығу орнынан бақылау жармасына дейінгі фарватер бойынша ара қашықтықтың түзу бойынша (= 1,2) осы пунктқа дейінгі ара қашықтығы қатынасына тең;

D— жазық өзен үшін төменде көрсетілген формула бойынша анықталатын турбулентік диффузия [м²/с] коэффициенті

Бақылау жармасында ағызымды суларды су ағынына тастау кезіндегі улы заттар концентрацияларының мүмкін қосылуы келесі формула бойынша есептеледі

n= (15)
РШТ есептеу ағызымды сулардың неғұрлым орта сағаттық шығындары q ағызымды сулардың түсуінің нақты кезеңі бойынша жүргізіледі. РШТ суды пайдаланудың барлық санаттары үшін келесі теңдеу бойынша анықталады

РШТ = qС_ст (16)

Мысалы. Өзен аймағында заттардың су ағынының және ағызымды сулардың келесідей сипаттарымен (СС — судың санаты, Q, q — судың және ағызымды судың шығыны, H және V — өзеннің тереңдігі мен жылдамдығы, Lф —фарватерге дейінгі ара қашықтық) рұқсат етілетін шекті тастауды есептеу.

Кесте 7 – Су ағымының және ағызымды сулардың сипаттамасы

СС	Q, м3/с	H, м	V, м/с	q, м3/с	Lф, м
1	52	2,6	1,1	0,5	700

улы заттардың келесідей концентрациясымен (АБТ – ауаны биохимииялық тұтыну, СЗ — салыстырмалы заттар)

Шешім – Қоспа тастауының параметрлері анықталады

1 Жергілікті жердің әсер ету бағасының коэффициенттері— жағалауда су ағызымының шығуы ξ, өзен иірмелігі φ, турбулентті диффузия D анықталады, ξ= 1, φ = 1,2 қабылдаймыз.
D= VН/200 = 1,1 - 2,6/200 = 0, 0143 м²/с.
2 Коэффициентті анықтайды, ал су ағызымының тастау нүктесін бағалау:

а = ξ φ (D/q)1/3 = 1 • 1,2 • (0,0143/0,5)1/3 = 0,367.

γ = (1 - β)/(1 +Q β /q) = (1 - 0,039)/(1 + 52 * 0,038/0,5) = 0,1924.

С_кү соммасы/РШК = 1245,7

Кесте 9 – Күтілетін концентрацияны анықтау

	ШК	УЗ	мұнай	нитраттар	Цинк	Бензол	қалайы
Скү, мг/л	4,856	12,52	0,00038	35,7125	0,747576	0,571366	0,1809
РШК, мг/л	3	0,25	0,000001	10	0,05	0,003	0,0003
Скү/ РШК	1,61	50,095	380,957	3,57125	14,95151	190,4552	603,042

РШК нормасының орындалуының негізгі шарттары тексеріледі.

Табиғи су заттарының құрамы бойынша келесі талаптарды қанағаттандыру қажет
С₁/C _1РШК + С ₂ /С_{2 РШК} +…..С_{i n}/ C_{i РШК} < 1
qр = 1245,7; qр көп үлкен 1.

Бақылау жармасында концентрацияның араласуы анықталады:

Қорытынды: тастау кезінде бірнеше рет араласуды қажет ететін ластағыш заттардың тасталым нормативі орындалмайды.