Для наблюдения за состоянием и изменением качества поверхностных вод в случае чрезвычайной или аварийной ситуации 1-3 категории рекомендуется рассматривать две группы веществ или показателей химического состава воды. Одну из них используют в качестве индикатора распространения фронта высокозагрязненных вод. Вещества или показатели химического состава воды этой группы должны обладать высокой подвижностью в водном объекте, относительной устойчивостью, простотой определения, в том числе в полевых условиях. К таким индикаторам можно отнести также вещества или показатели, однозначно реагирующие на резкое изменение состава воды и легко определяемые в полевых условиях (косвенные показатели). В качестве индикаторов могут быть использованы следующие вещества и показатели: рН, растворенный кислород, электропроводность, Eh, аммонийный и нитритный азот, хлориды, сульфаты и ряд других веществ в зависимости от конкретной ситуации, для которых существуют как количественные, так и полуколичественные (тестовые) методы. В качестве индикаторов можно также брать вещества, используемые в качестве сырья, либо получаемых продуктов, полупродуктов, если есть такие сведения.
Во вторую группу включают вещества из числа наиболее вероятных ЗВ, которые могли поступить в водный объект в результате аварии или ЧС и которые представляют непосредственную опасность для водной экосистемы и человека. Ориентировочным перечнем наиболее вероятных ЗВ в сточных водах различных предприятий могут служить показатели состава и свойств воды, приведенные в таблицах приложения В. Для определения веществ этой группы используют как простые, так и сложные химические и физико-химические методы. Их определение можно проводить в лабораторных условиях. В ряде случаев вещества, определяемые в первой группе (индикаторы), могут рассматриваться и как ЗВ второй группы.
В случае аварии на трубопроводах, либо технологических авариях, связанных со взрывами, разливами опасных веществ, когда известны вещества, поступившие в водный объект, контроль за аварийной ситуацией проводят по заранее известным химическим веществам.
При отсутствии конкретных сведений о ЗВ, характеризующих аварийную ситуацию, в первых контрольных створах водного объекта ниже аварийного сброса следует провести определение возможно более широкого круга показателей (включая показатели первой и второй группы), которые могут позволить в конечном счете установить и контролировать состояние загрязненности водного объекта.
При расследовании ЧС, связанных с разливом нефтепродуктов, иногда важно установление виновника аварии. Для этих целей следует использовать экспресс-методику идентификации источника нефтяного загрязнения в соответствии с РДИ 24.28.
Оценка аварийной ситуации усложняется при авариях, связанных с поступлением неочищенных сточных вод, особенно смешанных; при авариях на прудах-накопителях и т.д., где имеется неизвестная смесь целого ряда загрязняющих веществ, которые требуется выявить в течение ограниченного времени [6-11]. Для выявления и ограничения этого спектра веществ, выбора веществ-индикаторов и высокотоксичных веществ, опасных для экосистемы и человека, необходимо проведение оперативных исследований в полевых условиях. Для этого должны быть подключены разнообразные методы определения качественного состава ЗВ, начиная с органолептических и тестовых методов и далее экспрессных инструментальных методов (потенциометрических, фотометрических и др.). Для проведения таких исследований рекомендуется использовать передвижную лабораторию, оборудованную переносными приборами, комплектами реактивов, холодильными камерами (сумками-холодильниками) и др.
При наличии малогабаритного портативного хроматографа ХПМ-2, ХПМ-4 или др. с пламенно-ионизационным детектором и дозатором равновесного пара можно выявить из спектра загрязняющих соединений алифатические, ароматические и хлорсодержащие углеводороды и др., а также количественно определить содержание метана в воде и донных отложениях, который может служить индикатором загрязнения поверхностных вод органическими веществами и с помощью которого можно выявить и оконтурить зону высокозагрязненных вод [12].
При необходимости для окончательной идентификации веществ, вызвавших ЧС на водном объекте, в стационарной лаборатории на основании предварительных исследований в полевых условиях проводят определение предполагаемых соединений с помощью атомно-абсорбционной спектрофотометрии, атомно-эмиссионной спектроскопии, высокоэффективной газовой и жидкостной хроматографии, капиллярного электрофореза и других методов, а также расшифровку состава органических веществ с помощью хроматомасс-спектрометрии.
В таблице 4 приведен список быстро и легко определяемых показателей и веществ, которые целесообразно использовать в полевых условиях в качестве индикаторов для установления местоположения и времени прихода в контролируемый створ водного объекта фронтальной части зоны высокозагрязненных вод. В таблице 5 представлены ориентировочные затраты времени на определение ЗВ в стационарной лаборатории.
Таблица 4 - Экспрессные количественные методы определения отдельных показателей и веществ, рекомендуемых для использования в качестве индикаторов распространения зоны высокозагрязненных вод
Определяемые показатели и вещества | Методика определения | Минимально | Время, затрачиваемое на получение единичного результата, мин |
Органолептические показатели и температура | РД 52.24.496-2005 Температура, прозрачность и запах поверхностных вод суши. Методика выполнений измерений | 10-15 | |
pH и удельная электрическая проводимость воды; окислительно-восста- новительный потенциал | РД 52.24.495-2005 Водородный показатель и удельная электрическая проводимость воды. Методика выполнения измерений электрометрическим методом. Руководство по эксплуатации кондуктометра, иономера | Минимально определяемая величина удельной электрической проводимости воды и окислительно- восстановительного потенциала зависит от используемого конкретного прибора и датчика | 5-10 |
Кислород | Руководство по эксплуатации оксиметров | Не менее 1 мг/дм | 5-10 |
Натрий | РД 52.24.365-2008 Массовая концентрация ионов натрия в водах. Методика выполнения измерений потенциометрическим методом ионселективным электродом | 0,3 мг/дм | 6-8 |
Калий | РД 52.24.415-2007 Массовая концентрация ионов калия в водах. Методика выполнения измерений потенциометрическим методом с ионселективным электродом | 0,4 мг/дм | 8-10 без устранения мешающих веществ |
Нитраты | РД 52.24.367-2010 Массовая концентрация нитратов в водах. Методика выполнения измерений потенциометрическим методом с ионселективным электродом | 0,2 мг/дм | 8-10 без устранения мешающих веществ |
Фториды | РД 52.24.360-2008 Массовая концентрация фторидов в водах. Методика выполнения измерений потенциометрическим методом с ионселективным электродом | 0,2 мг/дм | 6-8 |
Хлориды | РД 52.24.361-2008 Массовая концентрация хлоридов в водах. Методика выполнения измерений потенциометрическим методом с ионселективным электродом | 12 мг/дм | 4-5, |
Азот аммонийный | РД 52.24.394-95 Массовая концентрация аммонийного азота в водах. Методика выполнения измерений потенциометрическим методом с ионселективным электродом | 0,1 мг/дм | 6-8, |
РД 52.24.486-2009 Массовая концентрация аммиака и ионов аммония в водах. Методика выполнения измерения фотометрическим методом с реактивом Несслера | 0,3 мг/дм | 13-15 без фильтрования, с фильтрованием до 30 | |
Нитриты | РД 52.24.381-2006 Массовая концентрация нитритов в водах. Методика выполнения измерений фотометрическим методом с реактивом Грисса | 0,01 мг/дм | 45, с фильтрованием до 60 |
РД 52.24.518-2008 Массовая концентрация нитритов в водах. Методика выполнения измерений фотометрическим методом с сульфаниламидом и N-(1-нафтил)-этилендиамина дигидрохлоридом | 0,005 мг/дм | 20, с фильтрованием до 35 | |
Метан** | РД 52.24.512-2002 МУ. Методика выполнения измерений массовой концентрации метана в водах парофазным газохроматографическим методом | 0,2 мкл/дм | 35 |
ЛАУ** | РД 52.24.473-95 МУ. Методика выполнения измерений массовой концентрации летучих ароматических углеводородов в водах парофазным газохроматографическим методом | 0,005 мг/дм | 45 |
ЛХУ:** хлороформ, дихлорэтан, три- и тетрахлорэтилен, хлорбензол | РД 52.24.482-95 МУ. Методика выполнения измерений массовой концентрации летучих хлорзамещенных углеводородов в водах парофазным газохроматографическим методом | 0,05 мг/дм 0,02 мг/дм | 45 |
Ртуть*** | РД 52.24.479-2008 Массовая концентрация ртути в водах. Методика выполнения измерений методом атомной абсорбции в холодном паре | 0,05 мкг/дм | 8-10 |
* Верхняя граница для большинства показателей не ограничена. ** При наличии переносного газового хроматографа *** При наличии переносного ртутного анализатора. |
Таблица 5 - Ориентировочные затраты времени на определение ЗВ в стационарной лаборатории