Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

3.6. Сопоставление с гидрохимическим анализом

Полученные данные по биотестированию проб воды в качестве показателя ОПЗ сопоставимы с результатами гидрохимического анализа поверхностных вод, проведенного лабораторией ГУП «Маргеомониторинга». Был проведен сравнительный анализ по нитритам, БПК, нефтепродуктам, железу, меди, ИЗВ и азоту аммонийному. Примерно сходный характер с ОПЗ имеют кривые железа, нитритов, БПК, ИЗВ, азота аммонийного.

Для определения класса качества вод были выбраны такие показатели как ИЗВ, БПК и азот аммонийный. Это связано с тем, что данные показатели имеют свои классификации качества воды.

Определение класса качества воды по ОПЗ и БПК. Определение класса качества воды проведено для группового источника (ливневые сточные воды) и точечного источника загрязнения (сточные воды канализации).

Качество воды анализируется по БПК и полученным расчетным данным ОПЗ для створов ливневой канализации р. Малая Кокшага за 2003-2005 гг. С помощью программы Curve Expert 1.3 определены зависимости БПК от обобщенного показателя загрязненности ОПЗ.

БПК – биохимическое потребление кислорода – показатель загрязнения воды, характеризуемый количеством кислорода, которое за определенное время (обычно за 5 суток) идет на окисление химических веществ-загрязнителей, содержащихся в единице объема воды.

График зависимости БПК от ОПЗ проб воды для створов ливневой канализации представлен на рис.3.26.

.

Рис. 3.26 График зависимости БПК от ОПЗ

Данная зависимость выражается формулой:

         (3.19)

Коэффициент корреляции выбранной модели составляет r=0,967, стандартное отклонение S=0,026. С помощью формулы (3.19) рассчитаны пограничные значения классов качества воды по обобщенному показателю загрязненности ОПЗ (табл. 3.12).

Таблица 3.12.

Классификатор качества воды по ОПЗ (в сравнении с БПК)

Класс качества

Степень загрязнения

БПК

ОПЗ Ливневая канализация

Ι

Очень чистая

0,5-1,0

20,293-2,493

ΙΙ

Чистая

1,1-1,9

1,869-0,358

ΙΙΙ

Умеренно загрязненная

2,0-2,9

0,306-0,099

ΙV

Загрязненная

3,0-3,9

0,089-0,041

V

Грязная

4-10

0,038-0,002

Очень грязная

>10

<0,002

 

Таким образом, качество воды водотока в соответствии с классификатором БПК по ОПЗ группового источника загрязнения относится к категории от умеренно- загрязненной до грязной (III-V класс качества).

График зависимости БПК и ОПЗ*1000 по рис. 3.27 для створа сточных вод канализации за период 2003-05 гг. описывается уравнением:

.      (3.20)

 .

Рис.3.27. График зависимости БПК и ОПЗ*1000 за период 2003-2005 гг. по уравнению (3.20)

График зависимости БПК от ОПЗ*1000 за 2005 год представлен на рис.3.28.

Наиболее достоверными являются статистические модели динамики качества речной воды за один гидрологический год, то зависимости БПК и ОПЗ для створа сточных вод канализации за 2005 год. выражается двухчленной формулой

    (3.20а)

 

.

 

Рис.3.28. График зависимости БПК и ОПЗ за 2005 год (створ сточных вод канализации)

С помощью формулы (3.20а) были рассчитаны пограничные значения класса качества воды по обобщенному показателю загрязненности ОПЗ для створа сточных вод канализации.

Результаты расчетов приведены в данных табл. 3.13.

В результате были сопоставлены значения показателя ОПЗ и гидрохимического показателя БПК воды реки М. Кокшага.

За рассматриваемый период времени с рассчитанным значением обобщенного показателя загрязненности по источникам загрязнения класс качества речной воды изменяется от III до V.

Определение класса качества воды по обобщенному показателю загрязненности ОПЗ и ИЗВ. Качество воды анализируется по ИЗВ и расчетным данным биотестирования проб воды для створов ливневой канализации реки Малая Кокшага за 2003-2005 гг.

С помощью программы Curve Expert-1.3 были определены зависимости ИЗВ от обобщенного показателя ОПЗ. Причем ИЗВ – это гидрохимический индекс загрязнения воды. График ИЗВ от ОПЗ для проб воды ливневой канализации выглядит следующим образом: рис.3.29.

Таблица 3.13.

Классификатор качества воды по ОПЗ (в сравнении с БПК)

Класс

качества

Степень загрязнения

БПК

ОПЗ

Очистные сооружения

Ι

Очень чистая

0,5-1,0

4,508-2,269

ΙΙ

Чистая

1,1-1,9

2,065-1,208

ΙΙΙ

Умеренно загрязненная

2,0-2,9

1,14-0,816

ΙV

Загрязненная

3,0-3,9

0,794-0,730

V

Грязная

4-10

0,698-0,404

Очень грязная

>10

0,358

 .

Рис.3.29. График зависимости ИЗВ от ОПЗ

Данная зависимость выражается формулой:

       (3.21)

Коэффициент корреляции выбранной модели составляет 0,617. С помощью формулы рассчитаны пограничные значения классов качества воды по обобщенному показателю ОПЗ, табл.3.14.

Таблица 3.14.

Классификатор качества воды по ОПЗ (в сравнении с ИЗВ)

Класс

качества

Степень загрязнения

ИЗВ

ОПЗ (ливневая канализация)

Ι

Очень чистая

<0,2

 

ΙΙ

Чистая

0,2-1,0

 

ΙΙΙ

Умеренно загрязненная

1,0-2,0

>1,519

ΙV

Загрязненная

2,0-4,0

1,519-0,038

V

Грязная

4,0-6,0

0,038-0,004

Очень грязная

6,0-10

0,004-0,0003

VΙΙ

Чрезвычайно грязная

>10

<0,0003

.

Рис.3.30. График ИЗВ от ОПЗ*10000 за 2005 год (створ сточные воды канализации)

График зависимости ИЗВ от ОПЗ*10000 для створа сточные воды канализации выглядит следующим образом: рис.3.30.

Таким образом, качество воды водотока по ОПЗ в сравнении с классификатором по ИЗВ для групповых источников загрязнения (ливневая канализация) изменяется от категории загрязненных – до грязных вод.

Коэффициент корреляции выбранной модели с экспериментальными данными составляет 0,913. Данная зависимость выражается формулой

.                        (3.22)

С помощью формулы рассчитаны пограничные значения класса качества воды ОПЗ от ИЗВ (табл. 3.15).

Таким образом, качество воды водотока по ОПЗ в сравнении с классификатором ИЗВ для створа сточные воды канализации относится к категории умеренно-загрязненной, т. е. к III классу качества воды.

Таблица 3.15.

Классификатор качества воды по ОПЗ (в сравнении с ИЗВ)

Класс

качества

Степень загрязнения

ИЗВ

ОПЗ (сточные воды канализации)

Ι

Очень чистая

<0,2

 

ΙΙ

Чистая

0,2-1,0

 

ΙΙΙ

Умеренно загрязненная

1,0-2,0

0,164-0,433

ΙV

Загрязненная

2,0-4,0

0,433-0,474

V

Грязная

4,0-6,0

0,474-0,216

Очень грязная

6,0-10

0,216-0,128

VΙΙ

Чрезвычайно грязная

>10

0,128

Определение класса качества воды по обобщенному показателю загрязненности и азоту аммонийному. График зависимости азота аммонийного от ОПЗ рис.3.31 для створов ливневой канализации описывается уравнением

.                                                                  (3.23)

Коэффициент корреляции выбранной модели с экспериментальными данными составляет r=0,91. стандартное отклонение S=0,0406.

.

Рис.3.31. График зависимости ОПЗ от азота аммонийного (ливневая канализация)

.

Рис.3.32. График ОПЗ от азота аммонийного (сточные воды канализации)

График зависимости ОПЗ от азота аммонийного, рис.3.32 для створа сточные воды канализации описывается уравнением

.                                                         (3.24)

С помощью формул были рассчитаны пограничные значения классов качества воды по обобщенного показателя загрязненности в зависимости от аммиака для створа сточные воды канализации и для створа ливневых сточных вод, табл. 3.16.

Таким образом, в сравнении с классификаторами азота аммонийного качество воды водотока по ОПЗ относится в основном к категории – загрязненная – грязная.

Таблица 3.16.

Классификатор качества воды по ОПЗ по уравнениям (3.23-3.24) (в сравнении с азотом аммонийным)

Класс

качества

Степень

загрязнения

Азот аммонийный, мг/л

ОПЗ

(ливневая)

ОПЗ

(очистные)

Ι

Очень чистая

<0,05

0,005

 

ΙΙ

Чистая

0,1

0,006

21,840

ΙΙΙ

Умеренно

загрязненная

0,2-0,3

0,009-0,011

2,224-1,172

ΙV

Загрязненная

0,4-1,0

0,015-2,039

0,795-0,272

V

Грязная

1,1-3,0

>2,039

0,245-0,085

Очень грязная

>3,0

 

 

 Рассчитанные значения классификатора качества воды по ОПЗ для створов ливневых сточных вод сведены табл. 3.17.

В проанализированных створах ливневых сточных вод степень загрязнения водотока по ИЗВ, БПК и ОПЗ относятся к ΙII – V классам качества (вода умеренно-загрязненная – грязная).

Таблица 3.17.

Классификатор качества воды по ОПЗ (ливневая канализация)

Класс

качества

Степень

загрязнения

ОПЗ (по БПК)

ОПЗ (по ИЗВ)

ОПЗ (по N)

Ι

Очень чистая

20,293-2,493

 

0,005

ΙΙ

Чистая

1,869-0,358

 

0,006

ΙΙΙ

Умеренно

загрязненная

0,306-0,099

>1,519

0,009-0,011

ΙV

Загрязненная

0,089-0,041

1,519-0,038

0,015-2,039

V

Грязная

0,038-0,002

0,038-0,004

>2,039

Очень грязная

<0,002

0,004-0,0003

 

VΙΙ

Чрезвычайно грязная

 

<0,0003

 

 Также сведены все рассчитанные значения классификатора качества воды по ОПЗ для створа сточные воды канализации, табл. 3.18.

Таблица 3.18.

Классификатор качества воды по обобщенному показателю загрязненности (сточные воды канализации)

Класс

качества

Степень загрязнения

ОПЗ (по БПК)

ОПЗ (по ИЗВ)

ОПЗ (по N)

Ι

Очень чистая

4,508-2,269

 

 

ΙΙ

Чистая

2,065-1,208

 

21,840

ΙΙΙ

Умеренно-загрязненная

1,14-0,816

0,164-0,433

2,224-1,172

ΙV

Загрязненная

0,794-0,730

0,433-0,474

0,795-0,272

V

Грязная

0,698-0,404

0,474-0,216

0,245-0,085

Очень грязная

0,358

0,216-0,128

 

VΙΙ

Чрезвычайно грязная

 

0,128

 

Результаты биотестирования проб речной воды по обобщенному показателю загрязненности сопоставляются с гидрохимическими показателями. Как показали теоретические и экспериментальные исследования [52, 53, 54], существуют устойчивые закономерные связи между отдельными показателями загрязнения речной воды.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074