Рекомендации Р 52.24.862-2017 "Выбор допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния речных экологических систем, находящихся в различных природно-климатических условиях" (утв. Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды 4 апреля 2017 г.) (с изменениями и дополнениями)

Рекомендации Р 52.24.862-2017
"Выбор допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния речных экологических систем, находящихся в различных природно-климатических условиях"
(утв. Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды 4 апреля 2017 г.)

Дата введения - 5 февраля 2018 г.
Срок действия - до 6 февраля 2023 г.
Введены впервые

Введение

Нарастание экологической напряженности в отдельных регионах Российской Федерации обостряет необходимость разработки для них критериев оценки изменчивости экологического состояния и определения допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния водных объектов.

По мере понимания того, что превышение предельно допустимых концентраций неоднозначно свидетельствует о неблагополучии водных экологических систем, произошли изменения в требованиях к нормированию антропогенной нагрузки и состояния водных объектов. Согласно статье 21 Федерального закона N 7-ФЗ от 10.01.2002 "Об охране окружающей среды", регламентирование должно осуществляться на основе нормативов качества окружающей среды, которые устанавливаются для оценки состояния окружающей среды в целях сохранения естественных экологических систем. При установлении нормативов качества окружающей среды учитываются природные особенности территорий и акваторий, назначение природных и природно-антропогенных объектов, особо охраняемых территорий. Возросла необходимость учета природных особенностей, и в частности, природного регионального гидрохимического фона. Разработка нормативов качества вод с учетом природных особенностей водных объектов предусмотрена статьёй 35 Водного кодекса Российской Федерации от 03.06.2006 N 74-ФЗ.

В этой связи разработка методологии выбора допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния для речных экологических систем или их участков различных регионов России является актуальной.

1 Область применения

Настоящие рекомендации устанавливают методологические подходы к выбору допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния речных экологических систем для оценки их современного состояния с учетом природно-климатических условий их функционирования, а также для совершенствования режимного и оперативного мониторинга, прогнозирования качества поверхностных вод и решения других практических задач.

Настоящие рекомендации предназначены для оперативно-производственных подразделений Росгидромета, осуществляющих наблюдения за изменчивостью химико-биологического состояния водных экологических систем в рамках государственной системы наблюдений, для организаций министерств и ведомств, в задачи которых входит оценка и прогнозирование последствий антропогенного воздействия на речные экологические системы, а также своевременное предупреждение возможности возникновения чрезвычайных экологических ситуаций на контролируемых водных объектах.

2 Нормативные ссылки

В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:

Р 52.24.661-2004 Оценка риска антропогенного воздействия приоритетных загрязняющих веществ на поверхностные воды суши

Р 52.24.776-2012 Оценка антропогенной нагрузки и риска воздействия на устьевые области рек с учетом их региональных особенностей

РД 52.24.309-2016 Организация и проведение режимных наблюдений за состоянием и загрязнением поверхностных вод суши

РД 52.24.622-2016 Порядок проведения расчета условных фоновых концентраций химических веществ в воде водных объектов для установления нормативов допустимых сбросов сточных вод

РД 52.24.633-2002 Методические указания. Методические основы создания и функционирования подсистемы мониторинга экологического регресса пресноводных экосистем

Примечание - При пользовании настоящими рекомендациями целесообразно проверять действие ссылочных нормативных документов Росгидромета по РД 52.18.5 и дополнений к нему - ежегодно издаваемым информационным указателям нормативных документов (ИУНД).

Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим руководящим документом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящих рекомендациях применяются следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 антропогенное воздействие: Прямое и опосредованное (косвенное) влияние хозяйственной деятельности человека на окружающую среду [1].

3.1.2 абиотические факторы: Совокупность физических и химических факторов неорганической среды, прямо или косвенно воздействующих на живые организмы [2].

Примечание - К физическим факторам относят: физико-географические условия (рельеф, почвенный покров, климатические, гидрологические условия); геологические условия (состав горных пород, гидрогеологические условия и др.); к химическим - химический состав элементов природных сред (атмосферы, гидросферы, литосферы).

3.1.3 вариационный ряд: Совокупность значений варьирующего признака и соответствующих им численностей единиц совокупности [3].

3.1.4 гидрохимические показатели: Показатели качества воды, характеризующие её физические свойства и химический состав: температуру, прозрачность, запах, вкус, электрическую проводимость, окислительно-восстановительный потенциал (Eh), водородный показатель (pH), главные ионы, биогенные и органические вещества, растворенные газы, загрязняющие вещества [4].

3.1.5 интервал: Границы значений варьирующего признака [3].

3.1.6

загрязненность вод: Содержание загрязняющих воду веществ, микроорганизмов и тепла, вызывающее нарушение требований к качеству воды. [ГОСТ 27065-86, статья 15]

3.1.7 критерий: Признак, на основании которого проводятся оценка состояния природного объекта или его свойств (например, качества вод, трофности, благополучия, функционирования водной экосистемы и др.), классификация объектов, явлений, свойств [5].

3.1.8 модальный интервал: Интервал, включающий наиболее часто встречающиеся величины в данном вариационном ряду [3].

3.1.9 речные экологические системы (речные экосистемы): Экологические системы в пределах участка реки, биотопа и т.п., функционирующие в определенных природно-климатических условиях.

3.1.10

состояние водного объекта: Характеристика водного объекта по совокупности его количественных и качественных показателей применительно к видам водопользования. Примечание - К количественным и качественным показателям относятся: расход воды, скорость течения, глубина водного объекта, температура воды, рН, БПК и др. [ГОСТ 17.1.1.01-77, статья 45]

3.1.11 устойчивость экологической системы (устойчивость экосистемы): Способность экосистемы и её отдельных частей сохранять структуру и функциональные особенности при воздействии внешних и внутренних факторов [2].

Примечание - Устойчивость целесообразно рассматривать как способность сообществ к саморегуляции, основанную на возможности адаптироваться к изменениям внешних условий, и как меру их чувствительности к нарушениям, сохраняя свои особенности во времени.

3.1.12

экологическое благополучие водного объекта: Нормальное воспроизведение основных звеньев экологической системы водного объекта. Примечание - К основным звеньям относятся пелагические и придонные ракообразные и рыбы. [ГОСТ 17.1.1.01-77, статья 46]

3.1.13 экологические системы (экосистемы): Единые, устойчивые, взаимозаменяемые, саморазвивающиеся, саморегулирующиеся совокупности естественных компонентов природной среды, осуществляющие процессы обмена вещества и энергии [1].

Примечание - Различают: естественные экологические системы - первозданные, неизмененные или относительно мало изменённые человеком; модифицированные - частично или полностью изменённые в процессе хозяйственной деятельности; трансформированные - преобразованные человеком естественные экологические системы.

3.2 В настоящих рекомендациях введены и применены следующие сокращения:

- - биохимическое потребление кислорода (показатель содержания легкоокисляемых органических веществ в воде);

- ГСН - государственная система наблюдений за состоянием окружающей среды;

- ЛООВ - легкоокисляемые органические вещества (по );

- ХПК - химическое потребление кислорода (характеризует содержание органических веществ в воде).

4 Общие положения

4.1 Одним из важнейших свойств любой речной экосистемы является её устойчивость, то есть способность сообществ к саморегуляции, основанная на возможности адаптироваться к изменениям внешних условий, а также способность оставаться относительно неизменными или меняться в пределах своего структурно-функционального состояния, либо возвращаться к нему в течение жизненного цикла или цикла внешнего воздействия.

Природная устойчивость определяет саму возможность существования экосистемы, ее развитие и благоприятность хозяйственного использования.

4.2 Различают естественную устойчивость и устойчивость к антропогенным воздействиям.

Для речных экосистем, не подверженных антропогенному воздействию, устойчивость можно рассматривать, как способность экосистемы длительно существовать, сохраняя свои основные свойства. Для участков рек, подверженных антропогенному влиянию, - как способность экосистемы противостоять внешнему воздействию, сохраняя свои свойства.

4.3 Устойчивое функционирование речных экосистем в условиях существенной изменчивости естественных абиотических факторов обеспечивается поддержанием допустимых диапазонов колебаний показателей состояния, в том числе и гидрохимических.

4.4 На устойчивое функционирование экосистем в отдельно взятом речном бассейне или природно-территориальной единице влияют особенности водосборной территории и природно-климатические условия, а также уровень антропогенного воздействия, которое не должно приводить к нарушению экологического состояния речной экосистемы и ухудшению качества воды.

Учёт природно-климатических особенностей функционирования речных экосистем лежит в основе современных подходов к оценке качества воды, устойчивости и состояния водных экосистем. Это наиболее важно при выборе информативных гидрохимических показателей состояния речных экосистем, поскольку одни показатели адекватно отражают состояние и функционирование экосистем в одних природно-климатических условиях, другие - в других.

4.5 Для оценки устойчивости речных экосистем предлагается использование информативных гидрохимических показателей их состояния, наиболее полно отражающих изменчивость качества воды и состояния экосистем. Таковыми являются главные ионы (особенно, сульфаты, хлориды, ионы магния), биогенные вещества (соединения азота и фосфора), органические соединения (по и ХПК), фенолы, нефтепродукты и соединения тяжелых металлов (железа, меди, цинка, марганца и др.)

4.6 Критериями оценки устойчивости речных экосистем являются допустимые пределы колебаний информативных гидрохимических показателей состояния, превышение которых может приводить к переходу экосистемы в другое (новое) состояние.

Выявление допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния речных экосистем проводится на основе статистической обработки многолетних вариационных рядов значений их концентраций и выделении модальных интервалов.

5 Основные подходы

5.1 На формирование химического состава воды и состояние речных экосистем оказывают влияние природные и антропогенные факторы, доля которых различна для отдельных речных бассейнов разных регионов России. При этом для речных экосистем различных природно-климатических зон характерны зональные региональные особенности компонентного состава водной среды и состояния гидробиоценозов.

5.2 Установление допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния речных экосистем следует проводить для отдельных водных объектов или их участков, отличающихся природно-климатическими условиями их формирования и функционирования.

5.3 Необходимо наличие многолетней гидрохимической и гидробиологической информации, полученной с помощью научно-обоснованных методик. Формирование информационного массива проводят по данным измерений государственного мониторинга ГСН Росгидромета либо других ведомств, осуществляющих территориальный, локальный и другие виды мониторинга поверхностных водных объектов.

Наличие гидробиологической информации является желательным условием для оценки устойчивости и состояния речных экосистем по их экологическому благополучию согласно одному из документов: РД 52.24.633, Р 52.24.661, Р 52.24.776. При отсутствии гидробиологических данных оценку устойчивости и состояния речных экосистем проводят по гидрохимическим показателям согласно Р 52.24.661.

5.4 Информация должна быть представительной с точки зрения функционирования водной экосистемы и быть полученной по единым методам отбора и анализа проб, охватывать основные гидрологические периоды, быть комплексной с точки зрения совмещения сроков отбора проб на гидробиологический и гидрохимический анализ (согласно РД 52.24.309).

5.5 Выбор допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния речных экосистем проводят по результатам статистической обработки систематизированных данных наблюдений для рек или их участков (речных экосистем).

5.6 Допустимые пределы колебаний информативных гидрохимических показателей состояния речных экосистем - это значения концентраций химических веществ, определяемые как верхняя граница модальных интервалов, превышение которых может вызывать переход речной экосистемы в другое состояние. Соблюдение допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния речных экосистем будет способствовать сохранению и восстановлению благоприятной среды обитания сообществ водных организмов и нормальному их функционированию.

6 Выбор допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния речных экосистем

6.1 При выборе допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния речных экосистем, находящихся в различных природно-климатических условиях используют многолетнюю информацию об изменчивости этих показателей в водной среде конкретных речных экосистем и/или их участков.

6.2 Выбор допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния включает следующие этапы:

а) этап 1 - формирование и подготовка массива многолетней гидрохимической информации ГСН;

б) этап 2 - выбор информативных гидрохимических показателей состояния речных экосистем с учётом особенностей природно-климатических условий их функционирования;

в) этап 3 - определение допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния проводится только для речных экосистем, экологическое состояние которых характеризуется как:

1) "экологическое благополучие" ("фоновое состояние") или "антропогенное экологическое напряжение", определённое по гидробиологическим показателям методом экологических модификаций (согласно РД 52.24.309);

2) "естественное", "равновесное" и/или "кризисное" или переходное из одного в другое, определённое по гидрохимическим показателям (согласно Р 52.24.661);

г) этап 4 - проверка временных рядов значений гидрохимических показателей на отсутствие статистически значимого растущего тренда за многолетний период (одним из стандартных статистических методов).

При выявлении статистически значимых растущих трендов за многолетний период по отдельным гидрохимическим показателям определение их допустимых пределов колебания не корректно.

д) этап 5 - выбор допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния речных экосистем, отвечающим критериям этапов 3 и 4, проводят на основе рассчитанных модальных интервалов значений концентраций, алгоритм расчёта которых приведен в приложении А.

Допустимые пределы колебаний информативных гидрохимических показателей состояния речных экосистем - это значения концентраций химических веществ, определяемые как верхняя граница модальных интервалов, превышение которых может вызывать переход речной экосистемы в другое состояние.

6.3 Выбор допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей не проводят для речных экосистем, находящихся в "критическом" или "катастрофическом" состоянии по гидрохимическим показателям или функционирующих в состоянии "экологического регресса" (или "с элементами метаболического регресса") по гидробиологическим показателям.

При наличии статистически достоверных положительных трендов отдельных информативных гидрохимических показателей в экологически благополучных речных экосистемах, определение допустимых пределов колебаний по данному показателю также не корректно. В этом случае можно выделить в многолетнем ряду наблюдений временной период, характеризующийся отсутствием тренда.

6.4 Выбор допустимых пределов колебаний информативных гидрохимических показателей состояния речных экосистем показан на примере участков рек Европейского Севера России в приложении Б.

Библиография

[1] Хрусталёв Ю.П. Эколого-географический словарь/Научный редактор Г.Г. Матишов. - Батайск: изд-во РГУ, 2000. - 198 с.

[2] Никаноров А.М., Иваник В.М. Словарь-справочник по гидрохимии и качеству вод суши (понятия и определения). - Ростов-на-Дону, 2014. - 547 с.

[3] Венецкий И.Г., Венецкая В.И. Основные математико-статистические понятия и формулы в экономическом анализе. - М.: Статистика, 1979. - 440 с.

[4] Зенин А.А., Белоусова Н.В. Гидрохимический словарь/Под ред. А.М. Никанорова. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1988. - 239 с.

[5] Дмитриев В.В., Фрумин Г.Т. Экологическое нормирование и устойчивость природных систем/Учебное пособие. - СПб.: Наука, 2004. - 294 с.

[6] Третьяк Л.Н. Обработка результатов наблюдений: Учебное пособие. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. - 171 с.