О степени трофности Таганрогского залива Текст научной статьи по специальности «Математика»

Донная система является единственной возможностью проведения радиационного мониторинга зимой, когда для проведения экспедиции необходимо использование ледокола.

Большие разовые затраты на создание стационарной донной системы окупятся в дальнейшем отсутствием необходимости многократного проведения традиционных дорогостоящих морских экспедиций.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Успенский ОТ., Приходько ИМ., Довгун В.А., Чекер А.В. Гидроакустический комплекс контроля надводной и подводной обстановки в акваториях, входящих в зоны экономических Интересов государств («Аква»). Отчет ФГУП НИИ «Атолл», 2003 г.

2. . . -

ства в зимний и весеннее-летний периоды 2002 - 2003гг. («Азимут»). Отчет « », 2003 .

О СТЕПЕНИ ТРОФНОСТИ ТАГАНРОГСКОГО ЗАЛИВА

А.Ю. Копылова, Н.В. Гусакова

Выделяют три степени трофности водоемов: дистрофные водоемы, характеризующиеся превышением скорости деструкции органического вещества над скоростью фотосинтеза Уфип/Удестр <1; олиготрофные водоемы, имеющие сбалансированные скорости продукционно-деструкционных процессов Уфоп/У&стр =1; эвтрофные

,

веществ, т.к. скорости продукции превышают скорости деструкции Уфи„/Удестр>1 [1].

Эвтрофирование водоемов является результатом преобладания процессов продукции над процессами деструкции. Эвтрофирование может происходить естественным путем и в результате деятельности человека. Антропогенное эвтрофирование водоемов влечет за собой ухудшение качества воды, помехи в водоснабжении, осложнение очистки сточных вод, вызывает серьезные проблемы практически во всех видах водопользования [2].

В настоящее время все интегральные показатели состояния водоемов дают только качественную характеристику степени трофности.

Интегральный показатель должен отвечать главному условию - отражать итог

-

количественную характеристику [3].

В данной работе использован количественный показатель трофического со. -щением воды кислородом, возникающей при эвтрофировании водоемов.

Процессы фотосинтеза и деструкции органического веществ приводят к изменению в воде содержания кислорода 02 и углекислого газа С02, т.е.

СО2+Н2О СН2О+О2 . (1)

Согласно закону действующих масс и тому, что концентрация веществ, находящихся в индивидуальных фазах, равна 1, запишем

Уфоп/Удестр кфит [0;]/кдестр[С02] . (2)

Но в водоемах С02 связан строгой количественной зависимостью с концентрацией ионов водорода Н+, т.е. pH воды, которая называется углекислотным равновесием [4]:

СО2 нт^ н++нсо3- ^~*2н++гл2-; . (3)

Изменение содержания углекислого газа С02 в воде может определяться изменением величины pH. Растворенный кислород 02 и углекислый газ С02 являются конечными продуктами процессов фотосинтеза и деструкции органических веществ . -.

Впервые для Таганрогского залива был рассчитан количественный показа:

IА, ЦА,В, |-2В,\л=

Т =

, =1 V, =1 / V, =1 / п

IА

п { п \ ( п \2п

IВ- -{IВ')

I В,

100-

— -

п

у

(4)

где п- число измерении;

A,- содержание ионов водорода при разовом замере;

B, - содержание растворенного кислорода при разовом замере [5].

По данным по pH и растворенному кислороду за 1997 - 2003 гг. значения по-

.1.

1

Показатель трофности за 1997 - 2003 гг. в Таганрогском заливе

п

п

Годы 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Т 8,550 8,324 8,358 7,935 9,301 9,174 8,134

.0 5

I 8

со з:

со -О* I

8 и

10

8

6

4

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Годы

Рис.1. Показатель трофности Таганрогского залива в 1997 - 2003 гг.

Из рис.1 видно изменение трофности Таганрогского залива за последние . 2000

изменение трофности водоема от эвтрофного до мезотрофного. Показатель трофности за 2001 и 2002 годы больше предельного значения (8,3), следовательно, Таган-

рогский залив в эти годы относится к эвтрофным водоемам. В следующем году идет .

На геохимическом барьере Таганрогского залива трансформации биогенных веществ имеют сложные нелинейные характеристики во времени, важно выяснить в какой степени концентрации каждого из биогенов влияют на трофность водоема [7].

Разработана статистическая модель эфтрофирования Таганрогского залива, учитывающая степень влияния концентрации биогенных веществ и влияние каждого из них на трофность.

За основные параметры, определяющие состояние трофности водоема, приняты: концентрации минеральных форм фосфора и азота, интегрирующие поступление их как от внешних, так и от внутренних источников, температуры воды и ско-, .

Ответная реакция водоема регистрировалась по интегральному показателю Т.

За основу была взята модель линейной множественной регрессии, назначение которой состоит в анализе связи между независимыми переменными: концентра, , , , зависимой переменной Т.

Для оценки роли каждого фактора в эвтрофировании и выбора приоритетных проверяли предварительно наличие корреляции между главной зависимой переменной Т и этими факторами на основе базы данных, полученных в результате экологи,

радиотехнического университета и банка данных Азовморинформцентра.

Проведенный корреляционный анализ подтвердил, что факторы являются приоритетными за исключением солености, которая имеет низкий коэффициент корреляции с трофностью и, следовательно, зависимость нелинейная. Эвтрофиро-вание зависит от концентрации биогенных веществ, а также в значительной степени определяется скоростью течения и температурой воды.

Наличие тесной парной корреляции между Т и входными параметрами позволяет использовать в качестве модели эвтрофирования линейное уравнение множественной регрессии [6].

Эмпирическая статистическая модель эвтрофирования Таганрогского залива имеет вид

Т=8,12605+ 0,05446[Р04-]+12,67826[Ы02-]+

(5)

0,00668[Ы03-]+0,01513[(/ - 0,86796[У].

Коэффициент детерминации равен 0,86. Следовательно, данная модель учитывает основные факторы, оказывающие влияние на трофность водоема и объясняет ее изменение на 86%. В остальные 14 % входят факторы и процессы, которые не уч.

2003 ,

10 %.

, -

ность процесса эвтрофирования и состояние биотического баланса вод Таганрогского залива Азовского моря.

Опираясь на полученную модель для Таганрогского залива, будут рассчитаны экологические нагрузки и экологичеки допустимые концентрации нитритов, нитратов и фосфатов, не нарушающие гомеостаза водной экосистемы.

Экологическое состояние водоема, раннее характеризовавшееся только качественно, приобрело теперь количественное выражение. Показатель трофности Таганрогского залива в настоящее время равен 8,134, что позволяет его отнести к мезо-.

Статистическая модель эвтрофирования Таганрогского залива показывает, что наибольшее влияние на степень трофности северо-восточной части Таганрогского залива оказывают нитриты. Влияние солености незначительно, что по-видимому , - , , - , незначительными ее изменениями в период отбора проб. Выяснена отрицательная корреляция со скоростью течения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. : . ... .- .: .

АСВ; СПб.: Химиздат, 1999. - 488 с.

2. Левт АЛ., Худоян АЛ.. Биологические науки. - М.: Наука,1992. - 230с.

3. . ., . . -

чество воды. - Киев: Наукова думка, 1988. - 256 с.

4. Патент РФ №2050128 от 20.12.1995. Петентообразователи Л.И.Цветковой, . . , . . , . . - .

5. Синюков В.В. Развитие морских гидрохимических исследований (Черное, Азовское и Арктическое моря). - М: Наука,1993. - 224с.

6. - . . , -печение охраны поверхностных вод от антропогенного эвтрофирования. Автореферат диссертации д-ра тенх. наук. Санкт-Петербург, 2003. - 46 с.

7. VI Региональная конференция по актуальным проблемам экологии, морской экологии и биотехнологии студентов, аспирантов, молодых преподавателей и сотрудников вузов и научных организаций Дальнего Востока России. Тезисы докладов, Владивосток, 2003.

МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ПРИ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ МОРСКОЙ СРЕДЫ

С. В. Козловский

Применение по назначению гидроакустических средств (ГАС) наблюдения, предназначенных для решения задач экологического мониторинга морской среды,

,

.

К числу взаимодействующих гидроакустических средств относятся как однотипные по назначению, так и разнотипные ГАС - навигационные, рыбопоисковые,

- ; . -тер использования гидролокаторов обусловливает необходимость анализа и, при не, - -.

Под гидроакустической совместимостью ( ГС) будем понимать способность группы гидроакустических средств одновременно и совместно функционировать с заданной эффективностью в поле взаимных гидроакустических помех.

Задача обеспечения ГС относится к общей проблеме обеспечения помехозащищенности ГАС [1], характеризующей способность средства сохранять помехоустойчивость тракта приема в условиях воздействия преднамеренных и непреднаме-. ,

возможно проводить в рамках внутрисистемного проектирования, т.е. с позиции "большой гидроакустической системы", элементом которой является каждое из

.