CC BY
92
Гидрология
Yevgen V. Obukhov, Doctor of Economic Sciences. Professor Hydrology of Land Department. Odessa State Environmental University; 15 Lvovskaya, Odessa, Ukraine 65016; [email protected]
Elena S. Koryagina, master of hidrology, engineer Odessa State Environmental University; 15 Lvovskaya, Odessa, Ukraine 65016; [email protected]
УДК 551.579
Е.И. Кетова, А.Б. Китаев
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ РЕК ИНЬВЫ И КУВЫ В РАЙОНЕ ГОРОДА КУДЫМКАРА ПО ИНДЕКСАМ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ
Рассмотрены и изучены химические показатели качества воды реки Иньвы и Кувы в пределах центра Коми-Пермяцкого округа Н города Кудымкара за десятилетний период наблюдений (2002-2012 гг.). Дана комплексная оценка степени их загрязненности.
Ключевые слова: река; качество воды; загрязнение.
Вода, как и воздух, является жизненно необходимым источником для всех известных организмов. Россия относится к странам, наиболее обеспеченным водой. Однако состояние ее водных объектов нельзя назвать удовлетворительным. Антропогенная деятельность приводит к их загрязнению.
Основными источниками химического загрязнения водных объектов являются:
17 сбрасываемые сточные воды, образующиеся в процессе эксплуатации энергетических, промышленных, химических, медицинских, оборонных, жилищно-коммунальных и других
предприятий и объектов;
35
17 захоронение радиоактивных отходов в контейнерах и емкостях, которые через определенный период времени теряют герметичность;
17 аварии и катастрофы, происходящие на суше и в водных пространствах;
17 атмосферный воздух, загрязненный различными веществами, и другие.
Загрязнение воды обусловливает подавление функций экосистем, замедляет естественные процессы биологической очистки пресных вод, а также способствует изменению химического состава пищи.
Практически впервые рассмотрены и изучены химические показатели качества воды реки Иньвы и Кувы в пределах центра Коми-Пермяцкого автономного округа Н города Кудымкара (рис. 1) за десятилетний период наблюдений (2002-2012 гг.). Дана комплексная оценка степени их загрязненности. Исходная информация была предоставлена сотрудниками Окружного (Коми-Пермяцкого) филиала ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Пермском крае» [2]. Е.И. Кетова принимала непосредственное участие в отборах проб воды и их анализе. Исследование качества воды рек проводилось по следующим показателям: нефтепродуктам, взвешенным веществам, водородному показателю, растворенному кислороду, биохимическому потреблению кислорода (БПК5), СПАВ, гидрокарбонатам, натрию и калию, магнию, кальцию, хлоридам, меди, сульфатам, аммонию, фосфатам, нитритам, нитратам, фтору, железу, щелочности, жесткости, окисляемости и по химическому потреблению кислорода (ХПК).
В работе проведен расчет комбинаторного индекса загрязненности воды согласно методике, представленной в РД 52.24.643-2002 [1]. С помощью этого расчета оценивается степень загрязненности по комплексу загрязняющих веществ, устанавливается класс качества воды.
5* Кетова Е.И., Китаев А.Б., 2013
Кетова Екатерина Ивановна, магистр кафедры гидрологии и охраны водных ресурсов Пермского государственного национального исследовательского университета; Россия 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15; [email protected]
Китаев Александр Борисович, кандидат географических наук, профессор кафедры гидрологии и охраны водных ресурсов Пермского государственного национального исследовательского университета; Россия 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15; [email protected]
Гидрология
Комбинаторный индекс загрязненности воды может рассчитываться для любого створа либо пункта наблюдений за состоянием поверхностных вод, для участка либо акватории водного объекта, для водных объектов в целом, речных бассейнов, гидрографических районов и т.д. По мере укрупнения объекта изучения возрастает относительность расчетных характеристик. Это обстоятельство относится не столько к комбинаторному индексу, сколько к любому из показателей, характеризующих однозначно сложные и крупномасштабные природные системы. Однако, несмотря на это, их информативность и репрезентативность при наличии достаточного объема информации высока.
ЮРННР
¿я*”-!
йГяыа
1 -рай&а "Сшяегем&аж*
2 - аляж "Елаоимирские .пески"
$ - мест? хупшшя 2а анади&я&м "Парна 4 4 - ача&вЯаМ с&оружекия, быме сброса
V: ¿слопве! с&яруже.ч.ия? шаже с$рос&
^ боа
1 - ли? тнраштхяох.
2 - месте кувашая "Лысая г&р& "
3 - городской, иляж
!т \ X * 1 й
Рис. 1. Схема мест отбора проб воды на химический и микробиологический анализ в реках Иньва и Кува в пределах г. Кудымкара
До начала расчетов устанавливается период обобщения информации, зависящий от целей оценки и достаточности объема исходных данных. Комбинаторный индекс загрязненности воды может
Гидрология
рассчитываться для любого периода времени: суток, декады, месяца, квартала, гидрологического сезона, полугодия, года, любого многолетнего периода при наличии достаточного числа проб.
Расчет значения комбинаторного индекса загрязненности и относительная оценка качества воды проводятся в 2 этапа: сначала по каждому изучаемому ингредиенту и показателю загрязненности воды, затем рассматривается одновременно весь комплекс загрязняющих веществ и выводится результирующая оценка.
По каждому ингредиенту за расчетный период времени для выбранного объекта исследований определяются следующие характеристики. Повторяемость в случае загрязнения, т.е. частота обнаружения концентраций, превышающих ПДК:
а. п ../ п.. * 100%, (1)
где п'и - число результатов анализа ингредиентов, превышающих ПДК;
п,, - количество химических показателей, используемых для определения комбинаторного индекса загрязненности воды.
По значению повторяемости определяют характер загрязненности воды по устойчивости загрязнения в соответствии с табл. 1. По значению повторяемости рассчитывается частный оценочный балл по повторяемости 8<щ. Определение баллов проводится с применением линейной интерполяции.
Таблица 1
Классификация воды водных объектов по повторяемости случаев загрязненности [1]
Повторяемость, % Характеристика загрязненности воды Частный оценочный балл по повторяемости, Saij Доля частного оценочного балла, приходящаяся на 1% повторяемости
[і; ю) Единичная [і; 2) 0,11
Г10; 30) Неустойчивая Г2; 3) 0,05
Г30; 50) Характерная ГЗ; 4) 0,05
[50; 100) Характерная 4 -
Среднее значение кратности превышения ПДК рсрц рассчитывается только по результатам анализа проб, где такое превышение наблюдается. Результаты анализа проб, в которых концентрация загрязняющего вещества была ниже ПДК, в расчет не включают. Расчет ведется по формуле
|Зср,^=Е|Зщ/п,у, (2)
где = С,г, / ПДК! - кратность превышения ПДК по ¿-му ингредиенту в ^м результате химического анализа для _]-го створа; С^ - концентрация ¿-го ингредиента в ^м результате химического анализа для j-го створа, мг/дм3.
По значению средней кратности превышения ПДК и данным табл. 2 рассчитывается частный оценочный балл по кратности превышения 8Ру. Определение баллов проводится с применением линейной интерполяции.
Таблица 2
Классификация воды водных объектов по кратности превышения ПДК [1]
Кратность превышения ПДК Характеристика уровня загрязненности Частный оценочный балл по кратности превышения ПДК, Доля частного оценочного балла, приходящаяся на единицу кратности превышения ПДК
(і;2) Низкий [і; 2) 1,00
Г2; 10) Средний [2; 3) 0,125
[10; 50) Высокий ГЗ; 4) 0,025
[50; да] Экстремально высокий 4 0,025
Обобщенный оценочный балл 8у по каждому ингредиенту. Он рассчитывается как произведение частных оценочных баллов по повторяемости случаев загрязненности и средней кратности превышения ПДК:
8 = 8а * 8[5 (3)
Гидрология
Обобщенный оценочный балл дает возможность учесть одновременно значения наблюдаемых концентраций и частоту обнаружения случаев превышения ПДК по каждому ингредиенту. Значение обобщенного оценочного балла по каждому ингредиенту в отдельности может колебаться для различных вод от 1 до 16. Большему его значению соответствует более высокая степень загрязненности воды.
Затем определяются комбинаторный индекс и удельный комбинаторный индекс загрязненности воды по следующим формулам:
^ = 2^, (4)
где Sj - комбинаторный индекс загрязненности воды в _]-ом створе; Ы, - число учитываемых в оценке ингредиентов;
= (5)
где - удельный комбинаторный индекс загрязненности воды в _]-ом створе.
Удельный комбинаторный индекс загрязненности воды также используется для оценки уровня загрязненности и является весьма удобной и показательной характеристикой. Его использование обязательно, если расчеты проводили по разному числу ингредиентов.
Анализ полученных результатов оценки комбинаторного индекса загрязненности воды реки Иньвы в пределах города Кудымкара позволил сделать следующие выводы.
По значению комбинаторного индекса загрязненности, равному 90,81, вода реки Иньвы за десятилетний период в черте города Кудымкара по комплексу изучаемых ингредиентов характеризуется как «грязная» и относится к 4-му классу качества. Классифицируя воду реки Иньвы за данный период по удельному комбинаторному индексу воды, равному 3,78, можно отметить, что вода характеризуется как «грязная» и относится к 4-му классу разряда «а».
Превышение ПДК в воде за десятилетний период наблюдалось по 18 ингредиентам химического состава воды из 24 определяемых показателей. Значение комбинаторного индекса загрязненности воды по отдельным результатам анализа колебалось от 1,33 до 14,16%, что свидетельствовало о значительной комплексности загрязнения воды реки Иньвы в черте города.
Для некоторых загрязняющих ингредиентов (сухому остатку, БПК5, хлоридам, сульфатам, аммонию, фосфатам, нитритам, нитратам и щелочности) в течение десятилетнего периода характерна единичная загрязненность, так как значения частных оценочных баллов повторяемости находятся в интервале (1;2). Для других загрязняющих ингредиентов (нефтепродуктов, pH, растворенного кислорода, жесткости) характерна неустойчивая загрязненность. Подтверждением этого являются значения частных оценочных баллов повторяемости, которые находятся в интервале (2;3). Оставшимся ингредиентам (взвешенным веществам, СПАВ, магнию, кальцию, железу, окисляемости) присуща характерная загрязненность, так как частные оценочные баллы повторяемости находятся в интервале (3;4). Согласно классификации воды по повторяемости случаев загрязненности загрязненность воды по всем рассматриваемым ингредиентам за десятилетний период по реке Иньве в черте города Кудымкара определяется как «неустойчивая». Наибольшую долю в общую оценку степени загрязненности воды вносили нефтепродукты, взвешенные вещества и жесткость.
Анализируя полученные результаты по расчету комбинаторного индекса загрязненности воды реки Кувы, в пределах города Кудымкара можно сделать следующие выводы.
По значению комбинаторного индекса загрязненности, равному 54,20, вода реки Кувы за десятилетний период в черте города Кудымкара по комплексу изучаемых ингредиентов характеризуется как «грязная» и относится 4-му классу качества. Оценивая воду реки Кувы по удельному комбинаторному индексу загрязненности, равному 3,19, можно отметить, что вода характеризуется как «грязная» и относится к 4-му классу разряда «а».
Превышение ПДК в воде за десятилетний период наблюдалось по 5 ингредиентам химического состава воды из 24 определяемых показателей. Значение комбинаторного индекса загрязненности воды по отдельным результатам анализа колебалось от 4,60 до 12,68%, что свидетельствовало о значительной комплексности загрязнения воды реки Кувы в черте города.
Всем загрязняющим ингредиентам (взвешенным веществам, СПАВ, кальцию, железу и жесткости) в течение десятилетнего периода присуща характерная загрязненность, так как частные оценочные баллы повторяемости находятся в интервале (3;4). Согласно классификации воды по повторяемости случаев загрязненности, загрязненность воды по всем рассматриваемым ингредиентам за десятилетний период по реке Куве в черте города Кудымкара определяется как
Гидрология
«характерная». Наибольшую долю в общую оценку степени загрязненности воды вносили СПАВ, железо и жесткость.
Вода рек Иньвы и Кувы в черте города Кудымкара за десятилетний период (2002-2012 гг.) по комбинаторному индексу загрязненности характеризуется как «грязная» и относится к 4-му классу качества, по УКИЗВ вода характеризуется как «грязная» и относится к 4-му классу разряда «а».
Авторы выражают признательность главному врачу Окружного (Коми-Пермяцкого) филиала ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Пермском крае» Т.А. Шилкиной, а также сотрудникам этого учреждения: Г.Г. Радостевой, Е.О. Кетовой, Н.Н. Греку Н за предоставленную ими исходную информацию для настоящего исследования.
Библиографический список
1. РД 52.24.643-2002. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. Ростов/н/Д, 2002.
2. Фондовые материалы Окружного (Коми-Пермяцкого) филиала ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Пермском крае». Кудымкар, 2002Н2012.
Ye.I. Ketova, A.B. Kitaev
ASSESSMEN________________A QUALITY OF INVA AND KUVA RIVERS \_______________________V^MKAR
CITY ON POLLUTION INDEX
Considered and studied chemical indicators of water quality of the rivers Inva and Kuva within Kudymkar H center of Komi-Permyak autonomous Okrug over a 10-year observation period (2002-2012). Presents a comprehensive assessment of the extent of their pollution.
Key words: river; water quality; pollution.
Yekaterina I. Ketova, Master of Department of Hydrology and Water Resources Protection, Perm State University; 15 Bukireva, Perm, Russia 614990; [email protected]
Alexandr B. Kitaev, Candidate of Geography, Professor of Department of Hydrology and Water Resources Protection, Perm State University; 15 Bukireva, Perm, Russia 614990; [email protected]
