CC BY
18
6. Пат. 2322398 Россия, МПК С 02 F 1/66 (2006.01), С 02 F 1/58 (2006.01). Способ очистки сточных вод от сульфат-ионов: ОАО Межотрасл. н.-и. и проект-технол. ин-т экол. топлив-энергетич. Комплекса / Ким М.П., Молодчик Г.Л., Агапов А.Е., Азимов Б.В., Навитый А.М. - № 2006134812/15; заявл. 02.10.2006; опубл. 20.04.2008.
7. Рисухш, В.В. Переробка концентрат1в, що утворюються при нанофшьтрацшному очищенш вод з пщвищеною мшерашзащею / В.В. Рисухш, Т.О. Шаблш, М.Д. Гомеля // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2011.T.5, №3 (53) - С. 51-55.
8. Рисухш В.В. Очищення вщ сульфат1в вод з пщвищеною мшерашзащею i жорстюстю / В.В. Рисухш, Т.О. Шаблш, В.С. Катаев, М.Д. Гомеля // Еколопчна безпека. - 2011. - №2. - С. 70-75.
Abstract
This article describes different ways of sulfate ions removing from wastewaters, which are formed at enterprises of ferrous and non-ferrous metallurgy, oil and gas industry, heat-and-power engineering, during sulfuric acid and fertilizers' production. There are the results as to the effect of consumption of aluminum coagulants on the efficiency of sulfate recovery when softening water with lime. It was determined that increasing the concentration of sulfates in an equivalent amount increases the consumption of coagulant and lime. It was shown that in order to reduce the consumption of coagulant the residual concentration of sulfates can be reduced up to 20 + 30 mg-equivalent/dm3 at processing only by lime. The residual alkalinity and water hardness can be adjusted by carbonic acid feeding, or by correlation of sodium hydroxoaluminat and aluminum hydroxochloride. Thus, the development of effective reagent methods using aluminum coagulants for effective treatment of sulfate-containing waters from sulfate ions and hardness ions can solve the problem of drinking water supply for areas, where there is a shortage of it.
Keywords: water demineralization, softening, coagulant, codeposition
В статт1 проаналгзовано причини виник-нення надзвичайних ситуаций масовог загибел1 риби. Визначено основт тенденци змт зна-чень середньоргчних температур повгтря в Харкгвськш области Проаналгзовано якгсний стан басейну ргчки Лопань на основ визначен-ня потенцшного ризику здоров'ю населення за перюд з 1924 року по 2010 р1к та зроблено прогноз змти цього показника методом подвшного експоненцшльного згладжування
Ключовг слова: масова загибель риби, змти климату, водш об'екти, ризик здоров'ю населення, метод Хольта
□-□
В статье проанализированы причины возникновения чрезвычайных ситуаций массовой гибели рыбы. Определены основные тенденции изменений значений среднегодовых температур воздуха в Харьковской области. Проанализировано качественное состояние бассейна реки Лопань на основе определения потенциального риска здоровью населения за период с 1924 года по 2010 год и сделан прогноз изменения этого показателя методом двойного экспоненциального сглаживания
Ключевые слова: массовая гибель рыбы, изменения климата, водные объекты, риск здоровью населения, метод Хольта -□ □-
УДК 502.5+614.7:556.531
АНАЛ1З ПРИЧИН ВИНИКНЕННЯ НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦ1Й МАСОВОТ ЗАГИБЕЛ1 РИБИ В ХАРК1ВСЬК1Й ОБЛАСТ1
О. В. Рибалова
Кандидат техшчних наук, доцент* Контактний тел.: (057) 392-03-60 E-mail: olga.rybalova@mail.ru
С. В. Белан
Кандидат техычних наук, доцент Контактний тел.: (057) 707-34-57
*Кафедра охорони прац i техногенно-еколопчноТ безпеки Нацюнальний ушверситет цив^ьного захисту УкраТни вул. Чернишевського, 94, м. Хармв, УкраТна, 61002
1. Вступ
Замори риби вщбуваються по всьому свггу. В Укра!ш колосальна кшьюсть промислово! риби та И молодi щорiчно гине у багатьох водоймах.
В Харювськш област масова загибель риби спостер^аеться протягом останшх 10 роюв. Так,
24.03. 2011 у водоймi Уплатшвсь^ сшьсько! ради Близнюювського району було виявлено близько 100 тонн загибло! риби. Головним державним управлшням охорони, використання i вщтворення водних живих ресурмв та регулювання рибальства у Харювськш обласп були розраховаш збитки, заподiянi рибному го-
сподарству внаслщок загибелi водних живих ресурсГв на суму бiльше 10 млн. грн.
За результатами лабораторного обстеження проб води встановлено перевищення нормативiв для водойм рибогосподарського призначення по амотю сольово-му (у 60 разiв), фосфатам (у 64 рази), сульфатах (6,85 рази) та шшим речовинам. Крiм того, вмiст кисню у ставку був удвiчi нижче мтмально! норми.
22.07.2011 року в м. Люботиш в мiсцевому ставку стався масовий мор риби. За даними Державно! еколопчно! Гнспекцц Харювсько! областi 21 липня 2011 року зафжсовано загибель понад 13 тисяч одиниць карася, 165 - товстолобика. Збиток, нанесений рибному господарству, перевищуе 3,8 млн. грн.
10.08. 2012 року у рiчках м. Харкова Лопат та Харковi сплила риба. На думку фахiвцiв ДержсанепГд-станци виною всьому надзвичайно спекотна погода. Спека спровокувала брак кисню у водi i риба почала задихатися.
Таким чином, основними причинами матово! заги-белi риби в останш роки фахiвцi визначають пГдвищен-ня середньорiчно! температури та забруднення водних об'екпв. Тому стаття присвячена надзвичайно акту-альнiй проблемi, яка потребуе негайного вирiшення.
2. Постановка проблеми
Масова загибель риби е одним iз показниюв, що мае найбГльше значення при виникненнi надзвичайно! ситуацГ! на водному об'ектi i демонструе неблагополуч-чя водно! екосистеми та загрози для господарського водокористування.
ПодГ! останнiх роюв св1дчать про то, що на багатьох водоймах Харювсько! областi склалась надзвичай-на ситуацiя в зв'язку з заморами риби, що потребуе термшового проведення дослГджень i з'ясування причин цього явища.
Тому представлен в стати дослГдження змiн клiмату та прогнозування яюсного стану найбiльш забруднено! рiчки в Харкiвськiй областi - рiчки Лопань е дуже актуальним для запобГгання виникнення в по-дальшому надзвичайних екологiчних ситуацiй на во-дних об'ектах.
3. Ан^з останнiх дослiджень i публiкацiй
Досл1дженню причин масово! загибелi риби при-свячено роботи видатних укра!нських та зарубiжних вчених [1-4]. Аналiз випадкiв масово! загибелi риби у водних об'ектах Укра!ни [1] дозволяе визначити основш фактори, що зумовлюють масову загибель риби у водоймах [4]:
- токсикози риби, в тому числГ отруення токсинами водоростей;
- шфекцшш та швазшш захворювання;
- заморнi явища;
- рiзкi перепади температури води у водоймГ;
- недостача або недоступность кормових ресурсiв;
- значнi порушення гiдрологiчного та гiдрохiмiчного режимiв.
Аналiз причин виникнення надзвичайних ситуацiй, як пов'язанi iз загибеллю риби на водосховищах
Харкiвсько! областi показав, що основною причиною цього явища е попршення еколопчного стану водних об'екпв, коливання рiвневого режиму та потеплшня клiмату, що впливае як на пдролопчний, так i на гiдрохiмiчних режими поверхневих вод.
Тому стаття присвячена дослГдженню змiн клiмату в межах Харювсько! областi з визначенням основних тенденцш змiн значень середньорiчних температур повiтря та рiчно! кшькоси опадiв i прогнозу якiсного стану водотоюв басейну рiчки Лопань, що е надзвичайно актуальною задачею при розробщ науково -обгрунтованих заходiв щодо попередження масово! загибелi риби.
4. Постановка завдання та його виршення
Як показуе статистика, близько 90% вах випадкiв загибелi риби в рибгоспах Укра!ни викликано пору-шеннями кисневого режиму, 5% е насл Гдком токсикозiв, i 5% викликано захворюваннями. Найбiльш чутливi до кисню холодноводнi риби: лососевГ сiговi, осетровi, а також окунь, судак, iншi хижi риби. Найменш вимогливi карась, лин, короп. Зона фiзiологiчного комфорту для бшьшосп видiв риб - в1д 70% до 100% вГд нормального насичення. Якщо вмГст кисню нижче, риба прше зростае, менш продуктивно використовуе корми, знижуеться !! фiзiологiчна активнiсть. Падiння кисню нижче допустимого рiвня - сильний стрес, слГдом за яким часто виникають т чи iншi захворювання. При високш температурi води водоростi в водоймi роз-кладаються, поглинаючи велику кшьюсть кисню. До того ж, якщо температура води рiзко змiнюеться з дна водоймища тдтмаеться сiрководень. Це явище стало причиною еколопчно! катастрофи в ставку бГля мГста Люботин.
ПГдвищення температури повiтря, особливо в лггнш перiод приводить до порушеннями кисневого режиму, тому визначення тенденцш змш клiмату е надзвичайно важливою задачею.
На територГ! Харкiвсько! областi розташовано 10 пдрометеоролопчних станцiй: метеостанц1я золочГв, Великий Бурлук, богодухГв, Куп'янськ, Коломак, Крас-ноград, Комсомольське, 1зюм, Лозова та метеостанцГя Харкiв. Аналiз даних метеорологiчних спостережень за останш 60 роюв показуе, що клiмат Харкiвсько! областi на цей час знаходиться в стадГ! змш (рис.1), причиною яких значною мГрою е природт фактори, а також антропогенний тиск на навколишне природне середовище. Щ змГни призводять до екстремальних метеоролопчних г клiматичних явищ, г як насл1док - до несприятливих умов для життя Г дГяльностГ людини, порушення еколопчно! стшкостГ природних екосистем.
АналГз динамГки температури повиря показав, що в щлому за останнГ 60 рокГв виявляеться тенденцГя до незначного зростання середньорГчних температур. За даними метеостанцГй Харювсько! областГ серед масиву даних, представлених на рис. 1 видшеш роки з аномально високим вщхиленням середньорГчних температур повиря вГд середтх багаторГчних, як у бГк пГдвищення, так Г пониження [5].
За останш 30 роюв спостерГгався тГльки один холод-ний рГк. ВГдхилення середньорГчно! температури вГд середнього багаторГчного показника склало 2,4оС. Та-
ким чином, можна спрогнозувати, що при збереженш тенденщ! п1двищення температури повиря на пiвночi Харювсько! областi стане посушливше, а на пiвднi волопше.
Рис. 1. Вiдхилення середньорiчних температур вщ багаторiчного показника за даними метеостанцш Хармвсько! областi
Як було вказано вище, змiни клiмату впливають на гiдрохiмiчний та гiдрологiчний режими водоймищ, що е важливою причиною масово! загибелi риб.
Аналiз яюсного стану рiчок Харювсько! областi показав, що найбшьш забрудненими е водотоки басейну рiчки Лопань [6]:
Рiчка Лопань належить до басейну р.Оверський Донець, що е найбшьшою рiчкою в Харкiвськiй областi, на долю якого припадае 95,9 % вае! забрано! води (335,8млн.м3), 89,3 % використано! п1дземно! води (41,79млн.м3), 83,4 % без повторного використання (159,7 млн.м3), та 74,2 % вах забруднених зворотних вод (14,48 млн.м3) [7]
Для ощнки якiсного стану поверхневих вод обчислюеться потенцiйний ризик здоров'ю населення при рекреацшному використаннi а формулою [6]:
С
РгоЬ = -2 + 3,32^^ ,
(1)
де Сi - концентращя i - ! речовини у водному об'ектг, Сгдк - норматив для води водних об'екив рекреацшного водокористування.
РгоЬ пов'язаний з iмовiрнiстю (ризиком) в1дпов1дно до закону нормального iмовiрнiсного розподiлу
При трактуваннi отриманих величин ризику здоров'ю населення користаються наступною ранго-вою шкалою (табл.1).
Таблиця 1
Залежжсть ваги ефеючв вiд величини ризику здоров'ю населення
Risk Клас Характеристика ризику
<0,1 1 незначний вплив на здоров'я населення
0,1 - 0,19 2 слабкий вплив, граничш хрошчш ефекти
0,2 - 0,59 3 значний вплив, важю хрошчш ефекти
0,6 - 0,89 4 великий вплив, важю гостр1 ефекти
0,9 - 1,0 5 дуже великий вплив на здоров'я на-селення
Ощнка ризику здоров'ю населення дозволяе рангу-вати ризики за окремими забруднюючими речовинами з метою встановлення причини забруднення на основi щентифжащ! найбшьш небезпечних джерел антропогенного впливу на стан довкшля. Динамжа змш ризику здоров'ю населення у басейш рiчки Лопань за 1992, 2003 та 2010 роки представлена на рис. 2.
Ризик здоров'ю населення
/ 1
, 1
к А
1\ а 1
и
ж .У
1992 2003 Роки 2010
□ р.Немишля
□ р.Хармв
□ р.Лопань
Рис.2. Динамка змш ризику здоров'ю населення у рiчках Харювсько! облает
Проаналiзувавши потенцiйний ризик здоров'ю населення по даним аналогичного контролю яюсного стану рiчки Лопань за 1924 - 2010 роки в динамшД ми дшшли таких висновкiв: р. Лопань з 1992 року по 2010 рж вщносилась до 3 класу зi значним впливом на здоров'я населення, у 1924-25 та у 1977 роках вона вщносилась до 4 класу з великим впливом на здоров'я населення, а у 1984 рощ вона належала 5 класу з дуже великим впливом на здоров'я населення.
На основi визначення динамжи зм ш ризику здоров'ю населення при рекреацшному водокористуванш рiчки Лопань за допомогою методу подвшного експоненщального згладжування (метод Хольта) зро-блено прогноз яюсного стану р. Лопань до 2012 року.
Модель Хольта застосовуються для побудови прогнозiв для часових рядiв з урахуванням тренда. Тут ^норуються змши, викликаш випадковими чин-никами, а останшм вих1дним значенням надаеться бiльша вага в порiвняннi з раннiми значеннями. При цьому маеться на уваз^ що ва основнi факто-ри, що впливають на дослщжуваний показник, про-довжують свою дiю на горизонт прогнозування, i певна тенденцш залишиться в силi на найближчий перюд. Подвiйне експоненцiальне згладжування ви-ходить за допомогою подвiйного застосування моделi експоненцiального згладжування, тобто спочатку модель експоненщального згладжування застосовуеться до вихщних даних, а поим до змодельованих зна-чень, отриманих на першому етат. При повторному моделювант можлива змiна константи (1-а).
Основна щея методу полягае в додаванш значення тренду до прогнозовано! моделi експоненцiального згладжування значенню.
В даному випадку прогноз може бути описаний за допомогою формули:
Ур,^(р) = а< +Ь хр , (2)
де а1; i Ь - оцiнки обчислюються для вiдрiзка часу «1»;
at - це середня величина останнього спостережен-ня Yt врiвноваженого за допомогою коефiцiента а та рiвня Yt-1 = at-1 + bt-1 прогнозованого для (t) в (t-1), врiвноваженого (1-а).
Таким чином, ми отримуемо:
5. Висновки
a = axYt[ +(1 -a)xYt-1,
(3)
де bt - це середньо зважена: похибки мiж визначеними р1внями в ' t ' i в 't-1', ур1вноважена за допомогою коефшДента р i нахилом «bt-1 », що обчислюеться для (t-1), ур1вноваженим за допомогою (1 - р ). Таким чином, ми отримуемо:
bt = Px(«t-at-iМ1-P)xbt-i .
(4)
Таким чином, загальний вигляд моделi буде на-ступний:
Yt = (axYt + (1 -a)xYt-() +
+ (px(a-at-4 ) + (1 -P)x(bt-i))
(5)
при 0 <а<1, 0 <р<1.
За допомогою побудованого прогнозу можна поба-чити загальну тенденщю погiршення стану рiчок (рис. 3) i зробити висновок, що сучасний стан басейну рiчки Лопань потребуе негайного впровадження природоо-хоронних заходiв, бо до 2020 року очжуеться досягнен-ня максимального значення ризику здоров'ю населен-ня та продовження випадюв масово! загибелi риб.
-Risk
—Двойное экспоненциальное сглаживание
1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015
За останш роки поширились випадки масово! загибелi риб, що е шдикаторним показником надзвичайно! еколопчно! ситуацГ! на багатьох водо-ймах Укра!ни. Факт масово! загибелi риби та оцiнку !! наслiдкiв потрiбно розглядати не тшьки з точки зору нанесення збитюв рибному господарству, але це свГдчення розвитку деградацiйних процесiв в во-дних екосистемах. НеобхГдно пам'ятати, що бшьшкть водосховищ, в яких спостерГгаеться замор риби, використовуеться також для питного водопостачання населенню.
В статтi показано небезпечш тенденцГ! пГдвищення температури повГтря в Харкiвсько'! областi, що прогнозуе збГльшення випадкiв масово! загибелi риб в зв'язку з попршенням гГдрохГмГчних та пдролопчних умов функцiонування водних об'екпв.
Проаналiзовано потенцiйний ризик здоров'ю на-селення при рекреацiйному використанш водотокГв басейну рГчки Лопань. РГчка Лопань з 1992 року по 2010 рж в1дносилась до 3 класу зГ значним впливом на здоров'я населення, у 1924-25 та у 1977 роках вона вГдносилась до 4 класу з великим впливом на здоров'я населення, а у 1984 рощ вона належала 5 класу з дуже великим впливом на здоров'я населення. РГчки Харюв та Немишля вГдносяться до 3 класу зГ значним впливом на здоров'я населення.
Прогнозування яюсного стану рГчки Лопань методом Хольта на основГ визначення динамжи змши показ-ника ризику здоров'ю населення при рекреацшному водокористувант показало термшовГсть впровадження природоохоронних заходГв з метою запобГгання виникнення надзвичайних ситуацГй.
Рис.3. Прогнозування якюного стану рiчки Лопань методом Хольта на основi визначення динамки змши показника ризику здоров'ю населення при рекреацшному водокористувант
Литература
1. Брагинский, Л.П. Экологическая экспертиза причин массовой гибели рыб. [Текст] / Л.П Брагинский., О.Н. Давидов - К.: Институт зоологии НАН Украины, 1996. - 128с.
2. Ведемейер, Г. Стресс и болезни рыб. [Текст]/Г. Ведемейер, Ф.Мейер, Л.Смит - М.: Легкая и пищ. пром - ть, 1981. - 126с.
3. Справочник по болезням рыб. [Текст] / Под. ред. В.С. Осетрова. - М.: Колос, 1978. - 349 с.
4. Рекомендацп по проведенню дослщжень масово! загибел1 риби при виникненш екстремальних ситуацш на водних об'ектах. [Текст] /О.Г. Васенко, 1.Ю. Бузевич, М.В. Старко, Л.В. Голенчук, - Харюв, УкрНД1ЕП, 1999. - 36с.
5. Фондовые материалы Харьковского областного гидрометеорологического центра за 1945 - 2006 гг.
6. Рыбалова, О.В. Комплексний пщхщ до визначення еколопчного стану басейшв малих р1чок [Текст] / Рыбалова О.В. // Проблеми охорони навколишнього природного середовища та техногенно! безпеки. зб. наук. пр. УкрНД1ЕП. - Вип. ХХХ111 . Харюв. - 2011. - С.88-97.
7. Гриценко, А.В. Сучасний еколопчний стан украшсько! частини р1чки С1верський Донець (експедицшш дослщження). [Текст] / А.В. Гриценко, О.Г. Васенко, А.В. Колюник -Харюв: ВПП «Контраст», 2011. - 264 с.
Abstract
Recently, the cases of mass fish death assumed dangerous proportions that causes great economic losses to the state and demonstrates the unfavorable ecological condition of surface waters of the country. The article analyzes
the causes of fish death in order to anticipate and prevent the emergencies on water. The article shows that the main causes of mass fish death are the increase of average temperature and water pollution. The analysis of the temperature dynamics in Kharkiv region showed that the last 60 years saw the tendency of increase of average annual temperatures that affected the hydrochemical and hydrological conditions of reservoirs. The analysis of the condition of the Loppan' river basin based on the identification of potential risk to public health in the period from 1924 to 2010 showed that the river had been in dangerous condition and required immediate implementation of environmental protection measures. To predict the condition of the Loppan' river basin, the method of double exponential smoothing (Holt's method) was used. The results of the studies are necessary to develop the conservation programs to improve the ecological state of Kharkiv region and to minimize the cases of mass fish deaths.
Keywords: mass fish death, environmental change, water, risk to public health, Holt's method
■a o
Запропоновано модель
фгльтрування з використанням матергалгв з катлярними власти-востями. Розраховано допустимий перепад р1втв ргдини з ргзних ктщв капглярного фгльтру для забезпечен-ня його тривалог ефективног робо-ти. Отримат залежностг дозволя-ють розраховувати основт параметри катлярного фгльтру при заданих характеристикахргдини та властиво-стях твердих часток
Ключовг слова: зневоднення, капгляр, математична модель, тверд1 частки, роздглення фаз
□-□
Предложена модель фильтрации с использованием материалов с капиллярными свойствами. Рассчитан допустимый перепад уровней жидкости с разных концов капиллярного фильтра для обеспечения его продолжительной эффективной работы. Полученные зависимости позволяют рассчитывать основные параметры капиллярного фильтра при заданных характеристиках жидкости и свойствах твердых частиц
Ключевые слова: обезвоживание, капилляр, математическая модель, твердые частицы, разделение фаз
о
УДК 532.63
МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕС1В ФШЬТРУВАННЯ З ВИКОРИСТАННЯМ МАТЕР1АЛ1В З КАП1ЛЯРНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ
Я.В. Радовенчик
Асистент*
Контактний тел.: 093-697-62-71 E-mail: m.gomelya@kpi.ua
А.О. Костриця
Студент Кафедра екологп
Нацюнальний ушверситет «Киево-Могилянська Академiя» вул. Г. Сковороди, 2, м. КиТв, 04655 Контактний тел.: 097-568-21-56 E-mail: kostritsia@gmail.com
В.М. Радовенчик
Доктор техшчних наук, доцент* Контактний тел.: 050-386-27-81 E-mail: dokeco@ukr.net
Л.В. С i р е н к о
Кандидат техшчних наук, доцент* Контактний тел.: 066-705-60-26 E-mail: m.gomelya@kpi.ua
*Кафедра екологп та технологи рослинних полiмерiв Нацюнальний техшчний уыверситет УкраТни «КиТвський
пол^ехшчний шститут» пр. Перемоги, 37, м. КиТв, УкраТна, 03056
