6.1 Качество воды в различных водных объектах редко бывает постоянным по времени, оно подвержено постоянным изменениям. Между скоростью изменения одних параметров существует некоторая взаимосвязь, другие могут изменяться независимо. При измерении среднего, максимального и минимального значений показателей состава и свойств воды за какой-либо период времени близость измеряемых значений к истинным зависит от изменчивости показателей и количества отобранных проб. Чем большее количество проб использовали для определения значений показателей, тем уже будут пределы возможных различий между наблюдаемыми и истинными значениями.
Непостоянство качества воды обусловлено количественными изменениями концентрации веществ, поступающих в водный объект. Такие изменения могут быть вызваны естественными причинами или являться результатом деятельности человека; они могут носить циклический или случайный характер.
6.2 Случайные изменения обусловлены нерегулярными причинами и предсказать их зачастую невозможно. Может иметь место аварийная утечка, просачивание, стихийные явления.
6.3 Циклические ежегодные изменения могут определяться режимами выпадения дождей, таянием снегов или сезонными изменениями температуры. Сезонный рост и отмирание растительности также являются причиной циклических изменений в составе воды, при этом скорости процессов самоочищения и нитрификации в значительной степени зависят от температуры.
Наблюдаются также и суточные циклы естественного происхождения, связанные с процессом фотосинтеза, они определяют рН воды и содержание растворенного кислорода.
Промышленная, сельскохозяйственная и бытовая деятельность человека может вызвать циклические изменения, обусловленные циклами водосбросов и водозаборов. Деятельность человека, связанная с выработкой электроэнергии или с движением судов, как правило, приводит к циклическим изменениям качества воды, но эти изменения могут носить и случайный характер.
6.4 Амплитуда колебаний параметров качества воды в водоемах и водотоках различна. Она наиболее велика в водотоках, причин тем больше, чем ближе точка отбора пробы к источнику, вызывающему изменения. Перемешивание воды по мере удаления от этого источника сглаживает неоднородности. Однако вследствие увеличения расстояния между источником, вызывающим изменения, и точкой отбора проб будет происходить не только снижение амплитуды колебаний, но и разбавление, а значения некоторых параметров уменьшатся за счет процессов самоочищения, образования отложений и адсорбции. Это необходимо учитывать, если пункты отбора проб используются с целью контроля качества воды.
6.5 В водоемах масса воды и хорошее горизонтальное перемешивание обеспечивают незначительный водообмен вблизи места отбора проб. Во многих водоемах обнаружены явно выраженные сезонные изменения, обусловленные термической стратификацией, термическим перемешиванием и биологической активностью.
Если изменения носят циклический характер и отбор проб производится также циклично, то можно оценить произошедшие за цикл изменения качества воды.
Программа отбора может предусматривать случайный выбор времени отбора, но в этом случае следует отбирать пробы более или менее равномерно в течение года.
6.6 Для установления частоты отбора проб необходимы предварительные исследования, включающие на первом этапе сбор информации обо всех влияющих на качество воды факторах, а также о требованиях, предъявляемых к качеству воды в данном месте. Если собранных данных недостаточно, проводят исследование, полная схема которого выглядит следующим образом:
1) еженедельный отбор проб в течение года;
2) ежедневный отбор проб непрерывно в течение одной недели каждую 13-ю неделю (четыре периода отбора в течение года);
3) отбор проб каждый час в течение 1 сут с периодичностью 13 недель (четыре периода в течение года, 24 пробы за период);
4) отбор проб каждые 4 ч в течение 1 недели с периодичностью 13 недель (42 пробы за период).
Используя указанную выше схему, приспособленную к местным условиям, можно получить разнообразные статистические характеристики годовых, квартальных, ежедневных и месячных распределений. Предложенные варианты исследования рекомендуются для рек, которые подвержены наибольшим изменениям.
Для водоёмов рекомендуются следующие варианты предварительного исследования: 5 последовательных дней в самое теплое время года, 5 последовательных дней каждые 13 недель.
Информация, полученная при предварительном исследовании, позволит подтвердить относительную значимость изучаемых показателей, оценить пределы колебаний между их действительными значениями и критическими уровнями, дать основу для установления соответствующей точности и доверительных интервалов при определении некоторых параметров.
Рекомендуемая частота отбора проб в течение года для международной программы ГСМОС/Вода представлена в таблице 2.
Таблица 2 - Рекомендуемая частота ежегодного отбора проб для станций программы ГСМОС/Вода
Тип станции | Частота отбора проб воды водных объектов за год наблюдений | ||
Река/ручей | Озеро/водохранилище | Подземные воды | |
Фоновая | Минимум 4 раза, высокий и низкий уровни воды; | Минимум 1 раз при термическом перемешивании в месте стока из озера; | - |
Для выявления тенденций | Минимум 12 раз для больших водосборных бассейнов (около 100000 км); | При изучении эвтрофикации - 12 раз, в том числе летом 2 раза в мес. При прочих исследованиях: минимум 1 раз при термическом перемешивании; максимум 2 раза из которых 1 при перемешивании и 1 при максимальной термической стратификации | Минимум 1 раз для больших стабильных водоносных постов; максимум 4 раза для небольших аллювиальных водоносных горизонтов. Карстовые водоносные пласты так же, как для рек |
Для изучения глобальных речных потоков | Большие бассейны (более 200000 км)*: | - | |
_________________ ** Для мышьяка, кадмия, хрома, меди свинца, ртути, селена, цинка. *** Для температуры, рН, электропроводности, растворенного кислорода, кальция, магния, натрия, калия, хлоридов, сульфатов, щелочности, суммы нитратов и нитритов, общего фильтруемого и нефильтруемого фосфора, кремния, хлорофилла , органического растворенного и взвешенного углерода, растворенного и взвешенного органического азота. **** Для растворенных фракций и взвешенных веществ: алюминия, железа, марганца, а также для растворенного мышьяка, кадмия, хрома, меди, свинца, ртути, селена и цинка. |
Если предварительное исследование по какой-либо причине не производится, можно принять для первого года наблюдений следующую частоту отбора проб: для водотоков - каждые 2 недели; для водоёмов - каждые 2 месяца; для подземных вод - каждые 3 месяца.
6.7 В Государственной службе наблюдений за состоянием окружающей среды частота отбора проб воды и виды программ связаны с категорией пунктов наблюдений. В соответствии с РД 52.24.309 категорию пункта определяют с учетом комплекса факторов.
6.7.1 Пункты наблюдений категории 1 расположены на средних, больших (по ГОСТ 17.1.1.02) водоемах или водотоках, имеющих важное народнохозяйственное значение:
- в районах городов с населением свыше 1 млн жителей;
- в местах нереста и зимовья особо ценных видов промысловых организмов;