Оцiнка динамiки якостi поверхневих вод басейну р. Днiпро
Нацiональних та Мiжнародних). Прикладом такої програми в Українi є "Нацiональна програма екологiчного оздоровлення басейну Днiпра та полiпшення якостi питної води" [1].
Українська частина басейну Днiпра має складнi екологiчнi проблеми. Водами Днiпра забезпечується бiля 30 млн жителiв України i приблизно 75% сiльськогосподарського землекористування. Бiля 80% водних ресурсiв України складають ресурси Днiпра, понад 10 тис. пiдприємств використовують його води. У басейнi функцiонують бiля 50 великих зрошувальних систем i чотири атомнi станцiї. Тривале iнтенсивне водокористування, розвиток багатьох галузей промисловостi призвели до того, що спроможнiсть до самоочищення природної системи басейну порушена. Щорiчно в басейнi Днiпра забирається бiля 17 км33 речовини. Наприклад, пiдприємства хiмiчної промисловостi: важкi метали, феноли, ртуть, фтор i т. iн.; чорної металургiї: феноли, нафтопродукти, завислi речовини, iони хлоридiв, залiза, сульфатiв i т. iн. Агресивнiсть промислових стокiв велика, а тiльки пiдприємства хiмiчної промисловостi басейну за рiк скидають бiля 400 млн. м3
неочищених вод [2].
Розв'язання накопичених протягом тривалого часу екологiчних проблем у басейнi Днiпра потребує значних фiнансових ресурсiв. Для рацiонального використання коштiв необхiдно визначити прiоритетнi завдання та вiдпрацювати ефективнi та економiчно вигiднi рiшення i етапи їх реалiзацiї.
Вирiшення завдань "Нацiональної програми…" вимагає активiзацiї усiх видiв ресурсiв, в тому числi i науково-технiчного потенцiалу [4].
Інформацiйне забезпечення процесiв планування, реалiзацiї, монiторингу та оцiнки ефективностi екологiчних програм (регiональних, локальних та басейнових) повинно iнтегрувати в першу чергу данi, що стосуються рiзних аспектiв суспiльного розвитку – економiчних, соцiальних та екологiчних. При цьому необхiдно також враховувати данi та iнформацiю, що вiдображають рiзнi суб"єктивнi погляди учасникiв процесу планування та реалiзацiї програм [5].
Екологiчнi показники з точки зору аналiзу ефективностi реалiзацiї завдань "Нацiональної програми…" є результуючими всiєї водоохоронної дiяльностi i достатньо об"єктивно вiдображають змiни екологiчного стану як окремих його дiлянок, так i басейну в цiлому.
Інтегроване управлiння водними ресурсами є ключовим моментом у реалiзацiї екологiчної полiтики країни: iнтеграцiя природоохоронних програм рiзних органiзацiйних структур, iнтеграцiя системи монiторингу, iнтеграцiя iнформацiйних потокiв тощо.
Однiєю з головних задач iнтегрованого управлiння водними ресурсами є екологiчне оздоровлення водних джерел, розв'язання конфлiктiв мiж iнтересами водокористувачiв, якi мають рiзнi системи вимог.
ланки кругообiгу води.
дiяльнiсть в водогосподарських комплексах повинна бути спрямована на пiдтримку такого стану екосистем (штучно створених водних об’єктiв), який би забезпечував можливiсть вiдновлення якостi води, що вiдповiдає технологiчним вимогам первинних та вторинних водокористувачiв та якостi води, необхiдної для вiдтворення життєвого середовища екосистем [3].
Забезпечення вiдновлення та збереження сталого функцiонування екосистем водних об'єктiв, якiсного водопостачання, екологiчно безпечних умов життєдiяльностi населення i господарської дiяльностi, захист водних ресурсiв вiд забруднення та виснаження можливе лише за умов впровадження реалiстичного пiдходу до розв'язання екологiчних проблем з визначенням прiоритетних дiй та їх цiльової спрямованостi. Однiєю з умов досягнення екологiчної безпеки водних екосистем є розробка та впровадження у господарську практику комплексу регiональних екологiчних нормативiв, вимог, правил, а також створення геоiнформацiйних систем пiдтримки прийняття управлiнських рiшень.
Екологiчну оцiнку динамiки якостi води рiчок та водосховищ басейну Днiпра було виконано за перiоди: 1987 рiк - як близький за рiвнем водностi до середньо-багаторiчного рiвня водозабезпеченостi басейну; 1992 рiк - як початок кризових явищ у економiцi країни; 1997-1999 роки - як перiод реалiзацiї програм оздоровлення басейну Днiпра.
Екологiчна оцiнка якостi води рiчок басейну Днiпра виконана за «Методикою екологiчної оцiнки якостi поверхневих вод за вiдповiдними категорiями» (1998). Для розрахункiв екологiчних iндексiв якостi вод використовувалися данi Укрдержкомгiдромету.
параметрами. Як вже вiдмiчалось, надiйнiсть оцiнки якостi вод залежить вiд надiйностi екологiчної iнформацiї, яка використовується. Нажаль, у рiзнi роки iстотно змiнюється як кiлькiсть пунктiв, так i перелiк параметрiв контролю якостi води та строки i перiодичнiсть вiдбору проб, що не може не впливати на результати аналiзу екологiчної ситуацiї. Проте, достатньо великий обсяг iнформацiї дозволяє з певним ступенем надiйностi оцiнювати стан поверхневих вод басейну в цiлому.
Результати водогосподарської (за рибогосподарськими нормативами) та екологiчної оцiнки якостi води рiчок свiдчать про те, що екологiчний стан водотокiв басейну в цiлому в 1987 роцi був кращим, нiж у 1992. У якостi iнтегральної водогосподарської оцiнки використано коефiцiєнт забрудненостi. Розрахунки виконано за офiцiйно затвердженою методикою "Рекомендации по применению обобщенного показателя для оценки уровня загрязненности природных вод - коеффициента загрязненности" (1982 р.) У якостi базових нормативiв використано рибогосподарськi ГДК забруднюючих речовин, як бiльш жорсткi. Аналiз цих результатiв свiдчить про те, що коефiцiєнт забрудненостi поверхневих вод (КЗ) у 1992 роцi як i екологiчний iндекс був вищим у порiвняннi з 1987 роком.
У 1987 роцi бiльшiсть пунктiв контролю басейну Днiпра (37,6% створiв) за екологiчним iндексом, розрахованим за середнiми значеннями показникiв, можна було вiднести до ІІІ категорiї («досить чистi води»); а у 1992 роцi кiлькiсть пунктiв такої категорiї дорiвнювала лише 17,5%. У 1987 роцi в 34,9% створiв якiсть води виходила за межi ІІІ категорiї (тобто цi води вiдносилися до категорiй забруднених), а в 1992 роцi кiлькiсть таких створiв дорiвнювала 54,4%. Вiдповiдно, за екологiчним iндексом, розрахованим за найгiршими значеннями показникiв у 1987 р., бiльшiсть створiв (49,5%) можна було вiднести до III-IV категорiї, а у 1992 роцi 52,4% створiв - до IV-V категорiї.
Динамiка якостi вод водосховищ днiпровського каскаду виражена не так яскраво, як це спостерiгається у рiчках басейну Днiпра. Проте якiсть води водосховищ у 1992 роцi була гiршою у порiвняннi з 1987 роком. Зокрема у 1987 роцi за максимальними значеннями екологiчного iндексу до категорiї "чистих вод" вiдносилось 53,1% пунктiв спостережень, а у 1992 роцi - лише 35,6%.
Необхiдно звернути увагу на те, що за узагальненими екологiчними iндексами можливо оцiнити лише загальну екологiчну ситуацiю. Для розумiння того, якi саме складовi екологiчного iндексу зазнали змiн, необхiдно розглянути динамiку блокових iндексiв якостi води. При екологiчнiй оцiнцi найбiльш суттєвим є значення iндексу трофностi, що пов'язане з великою кiлькiстю показникiв, за якими вiн розраховується, та особливостями функцiонування водних екосистем басейну (для рiчок басейну характерна природна висока трофнiсть). Достатньо високi значення показникiв iндексу сольового блоку для деяких пiвденних районiв пов'язанi з певними недолiками "Методики..." за якою проводились розрахунки. Для цих вод характерною (природною) є висока мiнералiзацiя у зимовий перiод, що завищує оцiнку ступеню забрудненостi вод за показниками сольового складу. Саме тому доцiльно розробити спецiальну шкалу якостi даної категорiї вод (перехiдних мiж прiсними та солонуватими).
свiдчить про погiршення у порiвняннi з 1987 роком якостi води перш за все за показниками сольового складу та токсичної дiї.
При виконаннi порiвняння мiж окремими часовими перiодами використовувались середнi значення iндексiв (iнтегральних та блокових). Слiд зауважити, що такий пiдхiд до порiвняння часових рядiв має очевиднi недолiки. Втiм, оскiльки, по-перше, ряди даних за 1997-1999 рiк мають достатню довжину (20-30 спостережень на кожний пункт контролю), та по-друге, цей перiод порiвнюється з двома суттєво вiдмiнними роками (1987 та 1992), це до певної мiри виправдовує саме такий спрощений пiдхiд, що базується на моделi варiацiйної статистики.
у 20,14% пунктiв, та у 15,28% стала гiршою.
Порiвняння змiни екологiчного стану з 1987 року по 1999 рiк свiдчить про те, що у 31,47% пунктiв якiсть води залишається без змiн, покращання якостi води спостерiгається у 58,04% пунктiв спостережень. Погiршення якостi води зафiксовано у 10,49% пунктiв.
дозволяє з достатньою мiрою впевненостi говорити про обгрунтованiсть даного висновку, так як за цей перiод спостерiгалися рiзнi клiматичнi умови. Певним чином на змiнi екологiчної ситуацiї у басейнi р. Днiпро позначилась загальна тенденцiя до зниження антропогенного навантаження через спад виробництва в Українi. В той же час погiршення екологiчного стану в рядi пунктiв басейну р. Днiпро потребує спецiального розгляду для виявлення причин погiршення та тлi загальної тенденцiї до покращання. Потребує також аналiзу вiдсутнiсть змiни якостi води майже у 32% пунктiв контролю.
цiєю характеристикою може бути пов'язане зi змiною водностi у дослiджуванi перiоди. За перiод з 1987 по 1992 рiк без змiн за цим показником залишилося 54,86% пунктiв контролю, якiсть води покращалась у 4,86% пунктiв, погiршення якостi води за цим показником вiдмiчається у 40,28% пунктiв контролю. Змiна екологiчного iндексу за сольовим складом в перiод з 1992 по 1997-1999 роки носить зовсiм iнший характер. При майже незмiннiй кiлькостi пунктiв, в яких якiсть води залишилася без змiн (58,16%), полiпшення спостерiгається вже у 43,03% пунктiв, а погiршення - лише в 1,42% вiдсоткiв. Порiвняння екологiчного iндексу за сольовим складом мiж 1987 та 1997-1999 роками свiдчить, що в цьому випадку без змiн залишилося 60,28% пунктiв, погiршення екологiчного стану - у 23,4%, полiпшення - 16,31% пунктiв контролю. Тобто у цiлому за показниками сольового складу якiсть води за дослiджуваний перiод, хоча i зазнавала суттєвих змiн (коливань), але у цiлому залишилась майже на одному i тому ж рiвнi.
Змiна iндексу за еколого-санiтарними (трофо-сапробними) критерiями у порiвняннi з сольовим iндексом менш значна. Спостерiгається загальна тенденцiя до збiльшення пунктiв, у яких вiдмiчається покращення якостi води. В той же час залишається значний вiдсоток пунктiв, у яких позитивнi змiни не вiдбуваються. Це може бути пов'язано як з високими фоновими значеннями складових цiєї характеристики, так i з незадовiльною роботою очисних споруд.
За перiод з 1992 по 1997-1999 роки покращення екологiчного стану вiдмiчається вже у 36,11% без змiн залишається у 51,39% пунктiв, в той же час погiршення якостi води вiдмiчається вже у 12,5%.
Змiни якостi води в окремих пунктах не носять систематичного характеру. Так в пунктах, якi в перiод з 1987 по 1992 роки характеризувалися покращенням якостi води, у наступний перiод (з 1992 по 1997-1999 роки) часто якiсть води погiршувалась. Незважаючи на це загальна тенденцiя змiни якостi води за цим показником є виразно позитивною. Порiвняння екологiчного стану 1987 з 1997-1999 роками дає таки результати: "без змiн" - 54,86%, "стало гiрше" - 0,69%, "стало краще" - 44,44%. В той же час, абсолютнi значення цього блокового екологiчного iндексу залишаються дуже високими.
За перiод з 1987 по 1992 рiк вiдбувалося погiршення екологiчного стану поверхневих вод басейну р. Днiпро за показниками токсичної дiї. Починаючи з 1992 року якiсть води за цими показниками суттєво покращала. Без змiн залишилась якiсть води лише у 20,98% пунктiв, в той же час як покращення було зафiксовано у 72,73% пунктiв контролю.
Порiвняння за цим iндексом екологiчного стану поверхневих вод басейну р. Днiпро у 1987 та 1999 роках свiдчить про стiйку тенденцiю до покращення за показниками цього блокового iндексу та обгрунтованiсть цього висновку. Але перед тим, як робити оптимiстичнi висновки варто зважити на наступне.
"внесок" в такi позитивнi змiни робиться дiлянками басейну з найбiльш розвинутою промисловiстю (так званий Днiпропетровсько-Запорiзький коридор). Тобто тi райони на рiвень забрудненостi вод рiчок яких спад виробництва позначився найбiльшою мiрою. Втiм очевидно, що коли подiбнi позитивнi змiни не пов'язанi з природоохоронною полiтикою та реалiзованими природоохоронними заходами, загроза "вiдновлення" попереднього стану забрудненостi нiякою мiрою не усунена i вона буде збiльшуватись по мiрi стабiлiзацiї та вiдновлення обсягiв виробництва промисловостi.
Необхiдно враховувати i те, що за останнi роки вiдбувається деяке зменшення частоти вiдбору проб та кiлькостi параметрiв, за якими виконуються спостереження, що може певним чином впливати на абсолютнi величини iндексу.
Виконання оцiнки екологiчного стану поверхневих вод у басейнi р. Днiпро за офiцiйно дiючою "Методикою..." дає дещо усереднену iнформацiю, яка в деяких випадках приховує наявнiсть погiршення якостi води за окремими показниками за рахунок покращення iнших. Саме тому були виконанi розрахунки екологiчних iндексiв та їх складових (блокових iндексiв) за модифiкованою методикою з урахуванням найгiрших значень показникiв. Розрахунки за модифiкованою методикою показали, що у 1987 р. майже 48% пунктiв контролю мали iнтегральний екологiчний iндекс бiльше 6. У 1992 роцi кiлькiсть таких пунктiв складала вже 53,47%, а у 1997-1999 рр. - лише 34,03%. Таким чином, висновок про тенденцiю до покращання екологiчного стану у басейнi р. Днiпро пiдтверджується при проведеннi розрахункiв за модифiкованою методикою. В цiлому ж загальна характеристика екологiчного стану у цьому випадку бiльш "песимiстична". Найбiльш незадовiльна екологiчна ситуацiя при використаннi цiєї методики спостерiгається при оцiнцi за показниками еколого-санiтарного (трофо-сапробного) iндексу. Пункти, що характеризуються найбiльшими значеннями, розташованi достатньо мозаїчно i знаходяться як у пiвденнiй, так i у пiвнiчнiй частинах басейну. При загальнiй тенденцiї до покращання екологiчного стану басейну р. Днiпро кiлькiсть пунктiв, у яких значення iндексу за еколого-санiтарними показниками перевищує 6,0 залишається у 1997-1999 роках на рiвнi 34,72%. Аналiз змiни екологiчного стану поверхневих вод басейну р. Днiпро за iндексом показникiв токсичної дiї свiдчить, що кiлькiсть пунктiв, де значення iндексу менше 4, зростає за перiод з 1987 р. по 1992 р. з 2,08% до 11,11% та до 38,89% у 1997-1999 рр. Цей факт пiдтверджує висновок про загальне покращення токсикологiчної ситуацiї у басейнi р. Днiпро, особливо у перiод з 1992 по 1997-1999 роки.
Таким чином, оцiнка динамiки якостi поверхневих вод басейну р. Днiпро за перiод з 1987 року по 1999 рiк свiдчить про наявнiсть загальної тенденцiї покращення екологiчного стану якостi поверхневих вод басейну за iнтегральними показниками.
"для басейна в цiлому") висновки. Метод був обраний цiлком свiдомо, оскiльки вiн менше, порiвняно з бiльш "тонкими" методами та статистичними моделями, залежить вiд якостi вихiдних даних, та, з iншого боку, дозволяє робити статистично обгрунтованi висновки за рахунок використання великих обсягiв вихiдної iнформацiї. При цьому, при аналiзi та iнтерпретацiї результатiв розрахункiв слiд постiйно мати на увазi, що даний метод дозволяє говорити лише про загальну тенденцiю для всього басейну; в той же час висновки по окремим дiлянкам та пунктам контролю слiд робити дуже обережно, оскiльки даний метод пристосований саме для великих масивiв даних, при обробцi яких окремi похибки в оцiнцi стану якостi вод в окремих пунктах спостереження усереднюються, i за рахунок цього загальна тенденцiя виявляється достатньо достовiрно (за принципом великих чисел).
З цiєї точки зору виконану роботу слiд вважати як перший (початковий) етап бiльш глибокого аналiзу екологiчного стану басейну рiки Днiпро, чинникiв впливу на нього та ефективностi заходiв, якi реалiзуються в межах Нацiональної програми та окремих регiональних програм. Особливо це стосується тих пунктiв контролю та басейнiв приток Днiпра де на фонi загальної тенденцiї до покращення якостi води спостерiгається погiршення або стабiльно низькi значення екологiчних iндексiв.
"Методики оцiнки якостi поверхневих вод за вiдповiдними категорiями..." саме для оцiнки динамiки якостi вод по роках в масштабi великого басейну. Використання комплексних оцiнок (екологiчних класифiкацiй), коефiцiєнта забрудненостi, екологiчного iндексу та його блокових складових тощо) дозволяє узагальнити великi обсяги екологiчної iнформацiї та отримати iнтегровану оцiнку динамiки екологiчного стану як водного басейну у цiлому, так i окремих його дiлянок.
Слiд зазначити, що у цiлому "Методика..." виявилась цiлком придатною, зважаючи на результати, якi, по-перше, дуже наочнi, а по-друге, досить легко пiддаються змiстовнiй iнтерпретацiї.
Надiйнiсть цiєї оцiнки залежить як вiд якостi вихiдної iнформацiї, так i вiд розробленостi методiв, що використовуються. Розрахунки, виконанi з використанням "Методики екологiчної оцiнки якостi поверхневих вод за вiдповiдними категорiями" показали, що ця методика потребує цiлого ряду уточнень. Зокрема:
"Методицi..." вiдсутнi чiткi вимоги до статистичної обробки вихiдної iнформацiї (вимоги до обсягiв вихiдної iнформацiї, порядок використання статистик типу середнiх значень тощо, методи побудови iнтервалiв достовiрностi навколо точкових оцiнок тощо);
- у складi "Методики..." вiдсутнiй блок, який би чiтко визначав порядок її використання при вирiшеннi задач оцiнки динамiки стану водних об'єктiв, що ускладнює її систематичне використання у якостi стандартного iнструменту оцiнки;
- потребує уточнення оцiнка забруднення вод, перехiдних до солонуватих, а також деяких iнших показникiв, при екологiчнiй оцiнцi яких бажано враховувати високий рiвень природних фонових значень концентрацiй;
Виконання даної роботи виявило дуже низький рiвень контролю якостi вихiдних даних що надаються з мiсць. Проведений аналiз показав, що до 20% записiв наданої бази даних мiстять у собi або очевидно помилковi, або сумнiвнi значення за одним чи бiльше показниками, що так чи iнакше призводить до можливих похибок у висновках, навiть при використаннi стiйких статистичних методiв обробки даних. Це, у свою чергу, може призвести i до невиправданих економiчних втрат внаслiдок недостатньої обгрунтованостi управлiнських рiшень.
Першою очевидною причиною низької якостi вихiдної екологiчної iнформацiї є вiдсутнiсть вiдповiдної системи контролю якостi вихiдних даних, аналiзу їх внутрiшньої цiлiсностi, наявностi протирiч мiж окремими гiдрохiмiчними, фiзичними та бiологiчними показниками. Другою причиною можна назвати низький рiвень використання цих даних для прийняття управлiнських рiшень.
На сьогоднi в Українi не впроваджений чiткий регламент пiдготовки (у тому числi аналiзу достовiрностi) та надання вихiдної iнформацiї для прийняття управлiнських рiшень та аналiзу ефективностi реалiзацiї водоохоронної полiтики та окремих водоохоронних заходiв.
Проблема якостi iнформацiйного забезпечення має, окрiм органiзацiйного, також i науковий аспект. Мова йде про розробку та впровадження сучасних ефективних комп'ютеризованих методiв обробки iнформацiї з метою виявлення iснуючих можливих помилок в iнформацiї та залученнi висококвалiфiкованих експертiв для прийняття висновкiв щодо їх виправлення, або вилучення. Очевидно, що вирiшенню проблеми сертифiкацiї даних державної системи монiторингу якостi природних вод, як основи для прийняття управлiнських рiшень, слiд надати найбiльшого прiоритету.
Для бiльш об'єктивної оцiнки екологiчного стану необхiдно виконати роботу по вдосконаленню програми екологiчного монiторингу, яка зараз не включає важливi з екологiчної точки зору показники. Потребує також корегування i регламент проведення спостережень з метою урахування не лише водогосподарських, але i екологiчних аспектiв.
Для характеристики стану водних ресурсiв басейну р. Днiпро недостатньо лише водогосподарської оцiнки якостi води (вона не диференцiює стан тих водних об'єктiв в яких не спостерiгається перевищення ГДК та обмежена лише тими показниками, для яких встановленi величини ГДК). Екологiчна оцiнка дозволяє не лише оцiнити якiсть води, але i умови її формування, що особливо є важливим для вирiшення проблеми екологiчного оздоровлення.
Використання картографiчного методу надання iнформацiї дозволяє достатньо оперативно оцiнювати загальну ситуацiю в басейнi та видiляти територiї, що потребують першочергового втручання.
Оцiнка екологiчного стану поверхневих вод окремих басейнiв (як це показано на прикладi р. Днiпро) може використовуватись в цiлому для басейну, для окремих регiонiв та пунктiв, за всiм перелiком параметрiв, що контролюється, по блоках, за окремими показниками в залежностi вiд необхiдної деталiзацiї екологiчної iнформацiї.
1. Нацiональна програма екологiчного оздоровлення басейну Днiпра та полiпшення якостi питної води, Затверджена Постановою Верховної Ради України вiд 27 лютого 1997 року, Київ, 1998. - 79с. 2. Васенко А. Г., Дронова Е. Л.,. Горленко И. А,. Руденко Л. Г. Проблемы Большого Днепра и мероприятия по охране окружающей среды. // глобальные и региональные изменения климата и их природные и социально-экономические последствия. –М.: ГЕОС, 2000. – С. 191-194. 3. Национальный доклад о состоянии окружающей природной среды на Украине в 1996 г. Киев, 1998. - 96 с. 4. Васенко О. Г. Науково-технiчне забезпечення нацiональної програми екологiчного оздоровлення басейну Днiпра та полiпшення якостi питної води. Український географiчний журнал №3 (27) 1999. - С. 44-51. 5. Васенко О. Г., Станкевич П. П., Голян Н. В.. Сучаснi принципи управлiння екологiчними даними та розвиток нацiональної системи монiторингу поверхневих вод. //Проблеми охорони навколишнього природного середовища та техногенної безпеки: Зб. наук. пр./ УкрНДІЕП. С., Харкiв, 2000. - С. 10-29.
| 
