Методы оценки качества поверхностных вод суши

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное 

учреждение высшего образования 

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт наук о Земле

О. С. РЕШЕТНЯК

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА 
ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД СУШИ

Учебное пособие

для студентов по направлению подготовки 

 «Экология и природопользование» (05.03.06 и 05.04.06)

Ростов-на-Дону – Таганрог

Издательство Южного федерального университета

2017

УДК 556.5-021.465(075.8)
ББК 26.222я73
         Р47 

Рассмотрено и рекомендовано к печати на учебно-методическом совете 

Института наук о Земле ЮФУ, протокол № 3 от 10 февраля 2017 г.

Рецензенты:

В. М. Иваник, вед. науч. сотр. ФГБУ «Гидрохимический институт», к.г.н.;
А. Д. Хаванский, проф. кафедры социально-экономической географии и 

природопользования Института наук о Земле ЮФУ, д.г.н.

Решетняк, О. С.
Методы оценки качества поверхностных вод суши : учебное 

пособие / О. С. Решетняк ; Южный федеральный университет. – 
Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального 
университета, 2017. – 128 с.

ISBN 978-5-9275-2427-3

В учебном пособии освещаются вопросы оценки качества поверх
ностных вод, рассматриваются основные источники загрязнения и методы химического анализа поверхностных вод. Представлены различные 
методы оценки качества воды по гидрохимическим, гидробиологическим и экотоксикологическим показателям, а также критерии пригодности воды для питьевых и хозяйственных целей. 

Полученные магистрантами знания могут быть использованы при 

разработке и осуществлении мероприятий по охране вод, обеспечению их 
экологической безопасности и рациональному использованию водных ресурсов.

Учебное пособие предназначено для студентов магистратуры направ
ления подготовки 05.04.06 «Экология и природопользование» по дисциплине «Методы и средства контроля качества поверхностных вод», а также 
для других обучающихся по специальностям экологического профиля. 

Табл. – 20, рис. – 7, библиогр. – 38. 

УДК 556.5-021.465(075.8)

 
 
 
 
 
 
 
   ББК 26.222я73

ISBN 978-5-9275-2427-3  
© Южный федеральный университет, 2017

© Решетняк О. С., 2017

Р47

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение .........................................................................................................5

1. Качество поверхностных вод суши. Нормативы оценки 
качества воды ...............................................................................................6

1.1. Виды водопользования .....................................................................6
1.2. Нормативы качества воды .............................................................10
1.3. Критерии экстремально высокого и высокого уровня 
загрязнения воды .....................................................................................13

2. Источники загрязнения поверхностных вод ...............................16

3. Методы химического анализа поверхностных вод ....................22

3.1. Химические методы анализа .........................................................23
3.2. Электрохимические методы анализа...........................................26
3.3. Оптические методы анализа ..........................................................31
3.4. Хроматографические методы анализа ........................................36

4. Методы оценки качества поверхностных вод..............................43

4.1. Оценка качества воды по гидрохимическим показателям ....44

4.1.1. Метод комплексной оценки качества воды по УКИЗВ ....49
4.1.2. Определение общесанитарного индекса качества 
воды (ИКВ) ............................................................................................51
4.1.3. Определение гидрохимического индекса загрязнения 
воды (ИЗВ)  ............................................................................................53

4.2. Подходы к оценке нефтяного загрязнения водных 
экосистем ...................................................................................................55
4.3. Оценка качества воды по гидробиологическим 
показателям ...............................................................................................58
4.4. Оценка качества воды по экотоксикологическим 
показателям ...............................................................................................67
4.5. Изотопный анализ в мониторинге качества 
поверхностных вод ..................................................................................71

5. Качество воды питьевого и хозяйственного назначения ........75

5.1. Критерии пригодности воды для питьевых целей ...................75

5.2. Критерии пригодности воды для промышленности ...............81
5.3. Критерии пригодности воды для орошения .............................86

Практическая работа «Оценка качества природных вод»  ..........91

Список использованных источников .................................................96

Приложение 1. Используемые сокращения ......................................100
Приложение 2. Множители и приставки основных 
величин СИ .................................................................................................101
Приложение 3. Способы консервирования и хранения проб 
воды для определения компонентов химического состава 
и физических свойств ..............................................................................102
Приложение 4. Критерии оценки загрязненности 
поверхностных вод ...................................................................................107
Приложение 5. Глоссарий ......................................................................110

ВВЕДЕНИЕ

Состояние поверхностных вод в экономически развитых регио
нах в связи с деятельностью человека в настоящее время неблагополучно, а качество воды многих водоемов и водотоков не удовлетворяет современным нормативным требованиям. Антропогенное 
воздействие на водные объекты приводит к нарушению их экологического состояния, ухудшению качества водной среды и, как 
следствие, снижению устойчивости водных экосистем. Еще недавно 
объемы и токсичность техногенных выбросов в целом не превышали способности биосферы к их поглощению и нейтрализации. 
Сегодня же они достигают предела возможностей природных экосистем к самоочищению. Помимо истощения природных ресурсов, 
развитие промышленности создало новую проблему – загрязнение 
водной среды. 

Оказались сильно загрязненными, преимущественно промыш
ленными отходами, водоемы, атмосферный воздух, почва. Эти загрязнения не только крайне отрицательно сказались на плодородии 
почв, растительности и животном мире, но и стали представлять 
существенную опасность для здоровья людей. К настоящему времени не сохранилось ни одного уголка на Земле, где отсутствовало бы 
влияние человека на природу. Даже в Антарктиде отмечены радиоактивные осадки и повышенное содержание некоторых приоритетных загрязняющих веществ.

Поэтому развитие методов и средств контроля качества поверх
ностных вод суши, а также разработка методологии оценки качества 
вод по гидрохимическим, гидробиологическим и экотоксикологическим показателям становятся особенно актуальными. 

1. КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД СУШИ. 

НОРМАТИВЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ВОДЫ

Под качеством воды в целом понимается характеристика ее со
става и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования (ГОСТ 17.1.1.01-77), при этом критерии качества представляют собой признаки, по которым проводится оценка 
качества воды. 

1.1. Виды водопользования

Основные виды водопользования на водотоках и водоемах ре
гламентируются Министерством природных ресурсов и экологии 
РФ, Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу 
окружающей среды и подлежат утверждению органами местного 
самоуправления субъектов РФ. Водопользование – использование 
водных объектов для удовлетворения любых нужд населения и народного хозяйства (ГОСТ 17.1.1.01-77).

Согласно ГОСТ 17.1.1.03-86 «Охрана природы. Гидросфера. 

Классификация водопользований», водопользование классифицируется по:

– целям использования вод; 
– объектам водопользования; 
– техническим условиям водопользования воды; 
– условиям предоставления водных объектов в пользование; 
– характеру использования воды; 
– способу использования водных объектов.
Вода водоемов и водотоков используется для целей питьевого и 

хозяйственно-бытового водоснабжения, сброса очищенных сточных и (или) дренажных вод, производства электрической энергии, 
орошения земель, функционирования водного транспорта, сплава 
древесины и др. 

К хозяйственно-питьевому водопользованию относится ис
пользование водных объектов или их участков в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для обеспечения водой предприятий пищевой промышленности. В соответствии 

1. Качество поверхностных вод суши. Нормативы оценки качества воды

с Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.559-96, питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном 
отношении, быть безвредной по химическому составу и должна 
иметь благоприятные органолептические свойства (отсутствие неприятного вкуса, запаха и т.п.). 

К культурно-бытовому водопользованию относится использо
вание водоемов и водотоков для купания, занятия спортом и отдыха 
населения. Требования к качеству воды, установленные для культурно-бытового водопользования, распространяются на все участки водоемов и водотоков, находящихся в черте населенных мест, 
независимо от вида их использования в качестве объектов для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов. 

Согласно СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к 

охране поверхностных вод», установлены гигиенические нормативы состава и свойств воды водных объектов с точки зрения их использования и охраны. Выделены две категории водопользования: 
к первой категории водопользования относится использование 
водных объектов или их участков в качестве источника питьевого 
и хозяйственно-бытового водопользования, а также водоснабжение предприятий пищевой промышленности; ко второй категории 
водо пользования относится использование водных объектов или их 
участков для рекреационного водопользования. Требования к качеству воды, установленные для второй категории водопользования, 
распространяются также на все участки водоемов, находящихся в 
черте населенных пунктов.

Качество воды водных объектов должно соответствовать требо
ваниям СанПиН 2.1.5.980-00 (табл. 1), при этом содержание химических веществ не должно превышать ПДК веществ в воде водных 
объектов по ГН 2.1.5.689-98 «Предельно допустимые концентрации 
(ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно- 
питьевого и культурно-бытового водопользования». 

Наиболее строгие требования предъявляются к водоемам и водо
токам, относящимся к категории рыбохозяйственного назначения. 
Федеральный закон № 420-ФЗ от 28.12.2010 определяет, что к водным объектам рыбохозяйственного значения относятся вод ные 

Методы оценки качества поверхностных вод суши

объекты, которые используются или могут быть использованы для 
добычи (вылова) водных биоресурсов. 

Таблица 1

Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов 

в контрольных створах и местах питьевого, хозяйственно-бытового 

и рекреационного водопользования (СанПиН 2.1.5.980-00)

№
Показатели

Категории водопользования

Для питьевого и 
хозяйственно
бытового водоснабжения, а также для 
водоснабжения пищевых предприятий

Для рекреационного 

водопользования, а также 
в черте населенных мест

1
2
3
4

1
Взвешенные 
вещества (ВВ)*

При сбросе сточных вод, производстве работ на водном объекте и в прибрежной зоне содержание ВВ в 
контрольном створе (пункте) не должно увеличиваться по сравнению с естественными условиями более чем на

0,25 мг/дм3
0,75 мг/дм3

Для водных объектов, содержащих в межень более 
30  мг/дм3 природных ВВ, допускается увеличение их 
содержания в воде в пределах 5 %. 
Взвеси со скоростью выпадения более 0,4 мм/с для 
проточных водоемов и более 0,2 мм/с для водохранилищ к спуску запрещаются

2
Плавающие 
примеси

На поверхности воды не должны обнаруживаться 
пленки нефтепродуктов, масел, жиров и скопление 
других примесей

3
Окраска
Не должна обнаруживаться в столбике

20 см
10 см

4
Запахи

Вода не должна приобретать запахи интенсивностью 
более 2 баллов, обнаруживаемые:
непосредственно или 
при последующем 
хлорировании или 
других способах 
обработки

непосредственно

1. Качество поверхностных вод суши. Нормативы оценки качества воды

1
2
3
4

5
Температура

Летняя температура воды в результате сброса сточных вод не должна повышаться более чем на 3 °С по 
сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет

6
Водородный показатель (рН)
Не должен выходить за пределы 6,5–8,5

7
Минерализация 
воды

Не более 1000 мг/дм3, в т.ч.: хлоридов – 350; 
сульфатов – 500 мг/дм3

8
Растворенный 
кислород

Не должен быть менее 4 мг/дм3 в любой период года, 
в пробе, отобранной до 12 часов дня

9

Биохимическое 
потребление кислорода (БПК5)

Не должно превышать при температуре 20 °С

2 мг О2/дм3
4 мг О2/дм3

10

Химическое потребление кислорода, ХПК

Не должно превышать:

15 мг О2/дм3
30 мг О2/дм3

11
Химические 
вещества

Не должны содержаться в воде водных объектов 
в концентрациях, превышающих ПДК или ОДУ

12
Возбудители кишечных инфекций

Вода не должна содержать возбудителей 
кишечных инфекций

13

Термотолерантные 
колиформные бактерии**

Не более

100 КОЕ/100 мл**
100 КОЕ/100 мл

14
Общие колиформные бактерии**

Не более

1000 КОЕ/100 мл**
500 КОЕ/100 мл

15
Колифаги**
Не более

10 БОЕ/100 мл**
10 БОЕ/100 мл

16

Суммарная объемная активность радионуклидов при совместном присутствии***

Σ (Ai / YBi) ≤ 1

Примечания:
* Содержание в воде взвешенных веществ неприродного происхождения 

(хлопья гидроксидов металлов, образующихся при обработке сточных вод, 
частички асбеста, стекловолокна, базальта, капрона, лавсана и т.д.) не 
допускается.

Окончание таблицы 1

Методы оценки качества поверхностных вод суши

** Для централизованного водоснабжения; при нецентрализованном 

питьевом водоснабжении вода подлежит обеззараживанию.

*** В случае превышения указанных уровней радиоактивного загрязне
ния контролируемой воды проводится дополнительный контроль радионуклидного загрязнения в соответствии с действующими нормами радиационной безопасности; Ai – удельная активность i-го радионуклида в воде;
YBi – соответствующий уровень вмешательства для i-го радионуклида 
(приложение П-2 НРБ-99 (НРБ – нормы радиационной безопасности)).

Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного 

значения, в том числе ПДК вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение, утверждены Приказом Министерства сельского хозяйства РФ от 13.12.2016 № 552. 

1.2. Нормативы качества воды

Контроль и оценка качества водной среды осуществляются с по
мощью системы основных нормативов.

1. Предельно допустимая концентрация (ПДК) химического ве
щества в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв), мг/дм3 – максимальная 
концентрация вещества в воде, которая при поступлении в организм 
в течение всей жизни не должна оказывать прямого или опосредованного влияния на здоровье населения в настоящем и последующих поколениях, в том числе в отдаленные сроки жизни, а также не 
ухудшать гигиенические условия водопользования (ГН 2.1.5.689-98).

2. Предельно допустимая концентрация загрязняющих ве
ществ в воде водоемов, используемых для рыбохозяйственных 
целей (ПДКрыбхоз), мг/дм3. Она характеризует его максимально допустимую концентрацию (или его метаболитов) в воде, при которой 
в водном объекте не возникают последствия, снижающие его рыбохозяйственную ценность (в ближайшее время и в перспективе) или 
затрудняющие его рыбохозяйственное использование при постоянстве этой концентрации в воде водного объекта (Методические … 
2009).

1. Качество поверхностных вод суши. Нормативы оценки качества воды

Величина последней для подавляющего большинства нормиру
емых веществ всегда значительно меньше ПДКв. Это объясняется тем, что токсические соединения могут накапливаться в организме рыб в весьма значительных количествах без влияния на их 
жизнедея тельность.

3. Временно допустимая концентрация (ориентировочно без
опасный уровень воздействия) загрязняющих веществ в воде 
водоемов (ВДКв), мг/дм3. Нормативы, определяемые этим показателем, устанавливаются расчетным путем на срок 3 года (http://dic.
academic.ru).

4. Ориентировочный допустимый уровень химического веще
ства в воде (ОДУ), мг/дм3 – временный гигиенический норматив, 
аналогичный ПДК (http://dic.academic.ru). Разрабатывается, как правило, расчетным способом и на основе экспресс-экспериментальных методов прогноза токсичности. Применяется только на стадии 
предупредительного санитарного надзора за проектируемыми или 
строящимися предприятиями, реконструируемыми очистными сооружениями и т.п.

5. Предельно допустимый сброс (ПДС), г/ч (кг/сут) – это норма
тив, регламентирующий массу загрязняющего вещества в сточных 
водах, сбрасываемых в водоем. Это масса вещества в сточных водах, 
максимально допустимая к отведению с установленным режимом в 
данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте (ГОСТ 17.1.1.01-77).

Применение этого норматива должно обеспечивать соблюдение 

санитарно-гигиенических норм, установленных для водных объектов. Величина ПДС определяется расчетным путем на период, установленный органами по регулированию использования и охране 
вод. После этого она подлежит пересмотру в сторону уменьшения 
вплоть до прекращения сброса загрязняющих веществ в водоемы.

Нормирование качества воды состоит в установлении для воды 

водного объекта совокупности допустимых значений показателей 
ее состава и свойств, в пределах которых надежно обеспечиваются здоровье населения, благоприятные условия водопользования и 
экологическое благополучие водного объекта. 

Методы оценки качества поверхностных вод суши

Правила охраны поверхностных вод устанавливают нормы каче
ства воды водоемов и водотоков для условий хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования. 
Вещество, вызывающее нарушение норм качества воды, называют 
загрязняющим (ГОСТ 17.1.1.01-77).

Предельно допустимая концентрация вещества в воде устанав
ливается: 

– для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водо
пользования (ПДКв) с учетом трех показателей вредности: органолептического; общесанитарного; санитарно-токсикологического.

– для рыбохозяйственного водопользования (ПДКвр) с уче
том пяти показателей вредности: органолептического; санитарного; 
санитарно-токсикологического; токсикологического; рыбохозяйственного (Методические … 2009).

Рыбохозяйственные ПДК также должны удовлетворять ряду ус
ловий, при которых не должны наблюдаться (Методические … 2009): 

– гибель рыб и кормовых организмов для рыб; 
– постепенное исчезновение видов рыб и кормовых организмов; 
– ухудшение товарных качеств обитающей в водном объекте рыбы;
– замена ценных видов рыб на малоценные.
Органолептический показатель вредности характеризует спо
собность вещества изменять органолептические свойства воды. Общесанитарный – определяет влияние вещества на процессы естественного самоочищения вод за счет биохимических и химических 
реакций с участием естественной микрофлоры. Санитарно-токсикологический показатель характеризует вредное воздействие 
на организм человека, а токсикологический – показывает токсичность вещества для живых организмов, населяющих водный объект.  Рыбохозяйственный показатель вредности определяет порчу 
качеств промысловых рыб. 

Наименьшая из безвредных концентраций по трем (пяти) пока
зателям вредности принимается за ПДК с указанием лимитирующего показателя вредности (ЛПВ). Критерии оценки загрязненности поверхностных вод (ПДК, ЛПВ и классы опасности веществ) 
разными группами веществ приведены в Приложении 4.