Главная База знаний "Allbest" Экология и охрана природы Комплексная оценка экологического состояния водного объекта по интегральным показателям и индексам

Комплексная оценка экологического состояния водного объекта по интегральным показателям и индексам

Применение интегральных показателей и индексов для оценки экологического состояния водных объектов. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. Расчет индекса оценки трофического состояния водоема.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 25.04.2011
Размер файла 2,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

По каждому учитываемому ингредиенту или показателю загрязненности ряд наблюдений проверяется на «характерность», «типичность» данных [36]. Концентрации, соответствующие уровням высокого загрязнения и экстремально высокого загрязнения, в расчеты включают при условии надежности получения этих данных.

При проведении расчетов комплексных показателей с целью сравнительной оценки качества воды в различных пунктах наблюдений, на различных участках водных объектов, либо различных водных объектах используются материалы равной репрезентативности, т. е. должны быть идентичными перечень учитываемых ингредиентов, число взятых для рассмотрения результатов анализа; их полнота, распределение в течение рассматриваемого периода времени и т.д.

Техника расчета показателей комплексной оценки

Предварительная оценка степени загрязненности воды водных объектов с помощью коэффициента комплексности загрязненности воды

С помощью коэффициента комплексности загрязненности воды оценивается комплексность загрязненности воды в пробе, створе, пункте, водотоке и т. д. Расчет значения коэффициента комплексности загрязненности воды К проводится сначала для каждого результата анализа по формуле:

(1.14)

где Kfj - коэффициент комплексности загрязненности воды в f-м результате анализа для j-го створа;

N'fj - количество нормируемых ингредиентов и показателей качества воды, содержание или значение которых превышает соответствующие им ПДК в f-м результате анализа для j-го створа;

Nfj - общее количество нормируемых ингредиентов и показателей качества воды, определенных, в f-м результате; анализа для j-го створа.

Оцениваемый временной интервал характеризуется средним значением коэффициента комплексности Kj:

(1.15)

где nkj - число результатов химического анализа воды, для которых рассчитаны значения коэффициента комплексности в j-м створе за k-й период времени.

Для учета распространенности случаев высокого и экстремально высокого уровней загрязнения проводятся аналогичные расчеты коэффициентов комплексности загрязненности воды по значениям концентраций, соответствующих высокому и экстремально высокому уровням загрязнения (Приложение 2).

Расчет коэффициента комплексности высокого уровня загрязнения воды осуществляется по формуле:

(1.16)

где KВЗfj - коэффициент комплексности высокого уровня загрязнения воды для f-го результата химического анализа в j-м створе;

N'ВЗfj - количество нормируемых ингредиентов и показателей качества воды, содержание или значение которых превышает соответствующие им критерии высокого загрязнения.

Расчет коэффициента комплексности экстремально высокого уровня загрязнения воды осуществляется по формуле:

(1.17)

где KЭВЗfj -коэффициент комплексности экстремально высокого уровня загрязнения воды для f-го результата химического анализа в j-м створе;

N'ЭВЗfj -количество нормируемых ингредиентов в показателей качества воды, содержание или значение которых превышает соответствующие им критерии экстремально высокого уровня загрязнения.

Коэффициент комплексности загрязненности воды используется непосредственно при интерпретации результатов расчета для характеристики водного объекта. Он является очень простой, но в то же время вполне достоверной характеристикой антропогенного воздействия на качество воды. Чем больше значение К, тем большая комплексность загрязненности присуща воде, тем хуже ее качество и тем большее влияние на формирование качества воды оказывает антропогенный фактор.

Увеличение коэффициента комплексности загрязненности свидетельствует о появлении новых загрязняющих веществ в воде анализируемого водного объекта. Рост значений Квз и Кэвз указывает как на то, что превышение ПДК наблюдается по более широкому перечню ингредиентов, так и на то, что уровень его весьма значителен.

Абсолютные значения К, Квз и Кэвз могут применяться для анализа современного состояния загрязненности воды водных объектов, выявления тенденции его изменения в многолетнем плане и для сравнения между собой уровней загрязнения воды различных водных объектов.

При использовании коэффициента К для сравнения степени загрязненности воды водных объектов необходимо соблюдать условие практического равенства числа учитываемых в расчете коэффициента ингредиентов и показателей загрязненности. Допускаемая при этом разница не должна превышать 30 %.

Коэффициенты комплексности загрязненности могут применяться как самостоятельно, так и в сочетании с другими оценками излагаемого метода.

По значению условного коэффициента комплексности для одного значения ПДК (1 ПДК) выбирается метод оценки степени загрязненности воды водного объекта. Если обнаруживается незначительная комплексность загрязненности воды водного объекта (К < 10 %), обусловленная загрязнением единичными ингредиентами, то проводится подробное дифференцированное их обследование. При обнаружении более высокой комплексности (К > 10 %) применяется метод комплексной оценки качества воды по значению комбинаторного индекса загрязненности воды.

На основе коэффициентов К, Квз и Кэвз выделяются категории воды водных объектов по комплексности загрязненности (Приложение 3).

Водные объекты, для воды которых значения Квз соответствуют II и III категориям загрязненности воды, а значения Кэвз -- I, II и III категориям загрязненности воды, целесообразно использовать при подготовке «Приоритетных списков водных объектов, требующих первоочередного осуществления водоохранных мероприятий».

Категории воды, определенные по К, Квз и Кэвз имеют различный и физический смысл, поэтому пользоваться ими следует параллельно. Эти характеристики взаимно дополняют друг друга. В случае если категории не совпадают, качество воды надо рассматривать с разных сторон -- в режиме хронического загрязнения, наблюдаемого большую часть времени года по К и дополнительно в режиме «аварийных», либо «чрезвычайных ситуаций» по К, Квз и Кэвз.

Комплексная оценка степени загрязненности воды водных объектов с помощью комбинаторного индекса загрязненности воды

С помощью комбинаторного индекса загрязненности воды оценивается степень ее загрязненности по комплексу загрязняющих веществ, устанавливается класс качества воды.

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.

До начала расчетов устанавливается период обобщения информации, зависящий от целей оценки и достаточности объема исходных данных. Комбинаторный индекс загрязненности воды может 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 проводится 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:

1. Повторяемость случаев загрязненности , т. е. частота обнаружения концентраций, превышающих ПДК:

(1.18)

где n'ij -- число результатов анализа по i-му ингредиенту в j-м створе за рассматриваемый период времени, в которых содержание или значение их превышает соответствующие ПДК;

nij -- общее число результатов химического анализа за рассматриваемый период времени по i-му ингредиенту в j-м створе.

По значению повторяемости определяют характер загрязненности воды по устойчивости загрязнения в соответствии с приложением Е. По значению повторяемости рассчитывается частный оценочный балл по повторяемости Saij. Определение баллов проводится с применением линейной интерполяции.

2. Среднее значение кратности превышения ПДК 'ij, рассчитанное 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:

(1.19)

где -- кратность превышения ПДК по i-му ингредиенту в f-м результате химического анализа для j-го створа Cifj -- концентрация i-го ингредиента в f-м результате химического анализа для j-го створа, мг/дм3.

По значению кратности превышения ПДК определяют уровень загрязненности воды в соответствии с Приложение 5. По значению средней кратности превышения ПДК'ij и данным таблицы Приложение 5 рассчитывается частный оценочный балл по кратности превышения S'ij. Определение баллов проводится с применением линейной интерполяции.

3. Обобщенный оценочный балл Sij по каждому ингредиенту. Он рассчитывается как произведение частных оценочных баллов по повторяемости случаев загрязненности и средней кратности превышения ПДК:

(1.20)

где Saij -- частный оценочный балл по повторяемости случаев загрязненности i-м ингредиентом в j-м створе за рассматриваемый период времени;

Sij - частный оценочный балл по кратности превышения ПДК i-го ингредиента в j-м створе за рассматриваемый период времени.

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.

(1.21)

где Sj -- комбинаторный индекс загрязненности воды в j-м створе;

Nj - число учитываемых в оценке ингредиентов.

(1.22)

где S'j удельный комбинаторный индекс загрязненности воды в j-м 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 равному числу ингредиентов.

Выделение критических показателей загрязненности воды

Критическим показателем загрязненности считается такой показатель, для которого Sij > 9, т. е. когда наблюдается устойчивая либо характерная загрязненность (Приложение 4) высокого или экстремально высокого уровней загрязненности (Приложение 5) и вода по своему качеству оценивается как «очень грязная» и «экстремально грязная».

Для анализа состояния загрязненности используется перечень и число критических показателей загрязненности (КПЗ) воды F.

Классификация качества воды по степени загрязненности

Классификация качества воды по степени загрязненности осуществляется с учетом следующих данных: комбинаторного индекса загрязненности воды, числа КПЗ воды, коэффициента запаса, количества учтенных в оценке ингредиентов и показателей загрязненности.

Коэффициент запаса k рассчитывается по формуле:

(1.23)

где F -- число критических показателей загрязненности воды.

Коэффициент запаса k вводится далее в градации классов качества воды дополнительно к комбинаторному индексу загрязненности воды для ужесточения оценки в случае обнаружения концентраций, близких или достигающих уровней высокого или экстремально высокого загрязнения. Его значение уменьшается с увеличением числа КПЗ: от единицы при отсутствии КПЗ до 0,9 при одном КПЗ и т. д.

Коэффициент запаса рассчитывается при F < 5.

Определение классов качества воды проводится на основе произведения указанных величин и последующего подбора соответствующей ему градации класса следующей классификации:

Таблица 8

1-й класс

2-й класс

3-й класс

разряд «а»

разряд «б»

4-й класс

разряд «а»

разряд «б»

разряд «г»

разряд «д»

5-й класс

- 1 • Nj •k

- (1 • Nj •k;2 • Nj •k]

- (2 • Nj •k;4 • Nj •k]

- (2 • Nj •k;3 • Nj •k]

- (3 • Nj •k;4 • Nj •k]

- (4 • Nj •k;11 • Nj •k]

- (4 • Nj •k;6 • Nj •k]

- (6• Nj •k;8 • Nj •k]

- (8 • Nj •k;10 • Nj •k]

- (10 • Nj •k;11 • Nj •k]

- (11 • Nj •k;)

- условно чистая;

- слабо загрязнённая;

- загрязнённая;

- загрязнённая;

- очень загрязнённая;

- грязная;

- грязная;

- грязная;

- очень грязная;

- очень грязная;

- экстремально грязная.

Число учитываемых ингредиентов или показателей загрязненности воды вводится в градации классов с целью достижения независимости установления класса качества воды от этой величины.

Для более детальной оценки качества воды 3-й и 4-й классы разбиты соответственно на 2 и 4 разряда.

В случае когда F > 6 и к < 0,4, воду без расчетов относят к 5-му классу и оценивают как «экстремально грязная».

В практической работе для определения класса качества воды рекомендуется использовать рабочие формы классификации: условное разделение воды на классы по степени загрязненности (Приложение 6); условное разделение воды на классы и разряды по степени загрязненности (Приложение 7).

Рекомендации по использованию метода комплексной оценки

Методика комплексной оценки степени загрязненности воды водных объектов может быть использована как в целом, так и по отдельным ее смысловым звеньям. Комбинаторный и удельный комбинаторный индексы загрязненности воды используются для однозначной оценки степени загрязненности воды водных объектов комплексом загрязняющих веществ в цифровом выражении. Росту степени загрязненности воды соответствует увеличение значений индексов.

Классы качества воды, их качественные (словесные) характеристики используют для однозначной качественной оценки степени загрязненности воды водных объектов комплексом учитываемых ингредиентов и показателей качества воды.

В качестве оценочных показателей для смыслового анализа загрязненности воды целесообразно использовать частные оценочные баллы отдельных загрязняющих веществ по кратности превышения ПДК Sij, повторяемости случаев загрязненности

Sаij соответствующие им качественные характеристики загрязненности (Приложение 4 и 5).

Данный метод может быть применен для комплексной оценки современного состояния загрязненности воды водных объектов. Используя его, можно охарактеризовать:

· створ, пункт, участок или акваторию водного объекта, объект в целом, речной бассейн и т. д.;

· конкретный период времени: сутки, месяц, квартал, гидрологический сезон, год, многолетний период и т. д.

Метод комплексной оценки может быть использован для решения различных задач сравнения. Он позволяет осуществлять по комплексам загрязняющих веществ:

· оценку изменения степени загрязненности либо качества воды водного объекта, его бассейна на отдельных участках, в различных створах по течению реки за конкретный сезон, год, многолетний период;

· сравнение степени загрязненности отдельных рек, речных бассейнов и регионов между собой за конкретный временной интервал;

· ранжирование водных объектов по степени загрязненности воды и качеству вод, а также установление наиболее загрязненных из них;

· сравнение степени загрязненности и качества воды водных объектов по определенному набору показателей, установленному в каждом конкретном случае (например, по группе веществ, характеризующих общесанитарное состояние воды и т.д.);

· сравнение степени загрязненности воды водных объектов различными веществами, выделение приоритетных загрязняющих веществ.

При неодинаковой изученности водных объектов сравнение степени их загрязненности между собой за определенный период времени можно проводить, используя удельный комбинаторный индекс загрязненности воды.

Данный метод дает возможность по предложенным комплексным показателям изучить тенденции, динамику степени загрязненности либо качества воды водного объекта в створе, пункте, участке или водном объекте в целом.

Комплексные показатели могут быть использованы для решения различных задач анализа, оценки, классификации, картографирования, прогнозирования загрязненности поверхностных вод при решении различных задач в области охраны поверхностных вод.

Использование комплексных оценок для любых целей определяется надежностью их получения. Точность рассчитываемых комплексных оценок в значительной степени зависит от обеспеченности исходной информацией. При наличии 8 и более определений каждого учитываемого химического вещества комплексные оценки достаточно адекватно отражают ситуацию на
водном объекте. При более низкой разрешающей способности сети наблюдений (число определений менее 8) рассчитанные показатели характеризуют качество воды с меньшей достоверностью и должны использоваться как ориентировочные.

1.3.3 Индекс оценки трофического состояния водоёма (ITS)

Научно-методические основы данной методики расчета региональных экологических нормативов разработаны д.т.н., проф. Неверовой-Дзиопак Е.

Известны следующие градации степени трофности в зависимости от биотического баланса (табл. 1.9).

Таблица 9

Трофическое состояние водного объекта в зависимости от биотического баланса органических веществ

Трофическое состояние

Биотический баланс

Соотношение скоростей продукции и деструкции органических веществ

Дистрофное

Олиготрофное

Эвтрофное

Отрицательный

Нулевой

Положительный

нпрод/ ндестр<1

нпрод/ ндестр?1

нпрод/ ндестр>1

Между основными выделяют промежуточные состояния: ультраолиготрофное (между дистрофным и олиготрофным) и мезотрофное (между олиготрофным и эвтрофным).

Наиболее надежным показателем трофического состояния водных объектов, в том числе, Невской губы и восточной части Финского залива, может служить «Index of trophical state» - ITS, который рассчитывается по формуле:

, (1.24)

где pHi - pH, измеренное за определённый период,

[O2] - О2, в процентах насыщения,

n - количество измерений,

а - коэффициент, определяемый по формуле:

. (1.25)

В результате расчётов, полученные значения сравниваются с приведёнными в таблице 10, что позволит сделать выводы о трофическом состоянии водоёма.

Таблица 10

Продукционно-деструкционный баланс

Экологическое состояние

ITS

Отрицательный П<Д

Дистрофное

< 5,7 ± 0,3

Ультраолиготрофное

6,3 ± 0,3

Нулевой П=Д

Олиготрофное

7,0 ± 0,3

Положительный П>Д

Мезотрофное

7,7 ± 0,3

Эвтрофное

> 8,3 ± 0,3

2. КАЧЕСТВА ВОДЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

2.1 Описание объектов исследования

Для сравнения индексов качества водных объектов, были проведены расчёты для трёх различных типов водных объектов:

· Река Славянка (Ленинградская область);

· Финский Залив: акватория у маяка Толбухин (участок подводного отвала), акватория судопропускных сооружений С-2;

· Нижнее Суздальское озеро (г. Санкт-Петербург).

2.1.1 Река Славянка

В рамках программы мониторинга состояния загрязнения вод и донных отложений р. Славянки на территории г. Санкт-Петербурга в период сентябрь-ноябрь 2008 года ФГУ «Балттехмордирекция» были проведены исследования химического и физико-химического состояния вод р. Славянка от границы с Ленинградской областью до устья. Всего было намечено 13 рабочих станций наблюдения.

Таблица 11

Координаты расположения станций наблюдения на р. Славянка

№ станции

Координаты (WGS-84)

Широта

Долгота

1

5990,081'

3031,238'

2

5949,305'

3031,984'

3

5948,714'

3031,963'

4

5948,450'

3031,522'

5

5947,963'

3030,831'

6

5947,674'

3030,687'

7

5945,033'

3030,272'

8

5942,39'

3027,860'

9

5941,628'

3027,687'

10

5941,481'

3027,480'

11

5941,039'

3027,078'

12

5940,737'

3026,694'

13

5939,595'

3025,392'

Рисунок 2.1. Схема расположения станций наблюдения на р. Славянка

Река Славянка - река равнинного типа в Гатчинском районе Ленинградской области и Санкт-Петербурге. Славянка протекает по Прибалтийской возвышенности и берёт своё начало из ряда канав в заболоченной низине в 9 км юго-западнее города Павловска. Она впадает в Неву у района Рыбацкое. На устьевом участке глубина достигает 1,5 м, течение слабое.

На всём протяжении принимает ряд притоков:

· Ручей Тызьва

· Ручей Тярлевка

· Река Новая

· Ручей Кузьминка.

· Ручей Безымянный

· Река Чёрная

Река испытывает значительную антропогенную нагрузку. На всём протяжении в неё осуществляют сброс сточных вод 18 предприятий-водопользователей:

1. ФГУП «СКТБ «Технолог»» - 3 выпуска сточных вод, Советский пр., д. 33а

2. ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» - общесплавной выпуск ВД-5, п. Металлострой на территории садоводства, 2 дождевых выпуска в г. Павловске по ул. Садовой д.2а и Песчаный пер. (у моста)

3. ГУП Учреждение УС-20/5 п. Металлострой, 1-й проезд, д.1

4. ДГУП ЗМЗ-2 ФГУП УС-4 Советский пр., д.49

5. ОАО «Новая сила» п. Металлострой

6. ФГУП «122 Электромеханический завод» в руч. Безымянный, приток р. Славянка, п. Металлострой, ул. Центральная, д1а

7. ФОЗТ «Автоколонна 1989» - Петро-Славянка, д.7

8. ЗАО «ДОЗ-5» - Ул. Караваевская, д59

9. ЗАО СП «СЛТ-металл»

10. ЖБИ-1 ПО «Баррикада» - Ул. Тепловозная, д.32

11. ОАО «Завод металлоконструкций» - ул. Караваевская, д. 57

12. ОАО «Карготранс-Царское Село» г. Пушкин, новая прорезка, 1.

13. ОАО «Металлоптторг»

14. ООО «ТВК «Лесное»» сброс в р. Чёрная, приток р. Славянка

15. ООО «СИБ-Центр» - п. Металлострой, ул. Центральная, 1б

16. ЗАО «Завод высокочастотных установок» - в руч. Безымянный, п. Металлострой, дорога на Металлострой, 9

17. ООО «УИМП» в руч. Безымянный - п. Металлострой, дорога на Металлострой, 9

18. ООО «Рекон» - п.Петро-Славянка, д.2

В ходе обследования реки, даже визуально, было отмечено бедственное состояние объекта. По берегам, в непосредственной близости от русла, располагаются свалки мусора, выходы труб, через которые идёт сброс сточных, явно загрязнённых вод, по самой реке плавают последствия «освоения и урбанизации» прилегающей территории: алюминиевые банки, пластиковые бутылки, упаковка от пищевых продуктов.

Первичный химический анализ проб, отобранных по всей длине реки, также указал на высокую степень загрязнённости данного водного объекта. Полный перечень полученных результатов приведён в Приложение 8.

При анализе временных особенностей распределения гидрохимических параметров (в период с сентября по ноябрь 2008 г.) в точках контроля качества природных водах р. Славянка необходимо учитывать гидрометеорологические условия на момент отбора проб, в частности, разбавляющую роль атмосферных осадков, которая могла сказаться на результатах гидрохимического опробования водного объекта в сентябре - октябре. Кроме того, недостаточная репрезентативность результатов может быть связана также с паводковыми явлениями, сопутствовавшими отбору проб в ноябре месяце.

Во всех точках опробования в указанном временном диапазоне отмечается увеличение содержания в поверхностных водах растворенного кислорода вследствие снижения температуры воды и сезонного изменения параметров гидродинамического и гидробиохимического режимов водотока.

Также зафиксировано заметное снижение содержания в природных водах р. Славянка биогенных элементов, что вполне закономерно, учитывая величину рекреационного и хозяйственного (земли совхозов) потенциалов исследуемого района, и связано с окончанием летнего сезона. Ту же тенденцию подтверждает снижение содержания в составе природных вод ионов алюминия и сульфатов, очевидно, в связи с уменьшением расхода питьевой воды в системах централизованного водоснабжения поселков. Разница в концентрациях ионов алюминия и сульфатов на отдельных участках может объясняться особенностями гидродинамического режима водотока и сорбционной способностью донных осадков в отношении ионов алюминия, в то время как сульфаты сохраняют хорошую миграционную способность в водном потоке.

При сравнении полученных результатов с ПДК видно, что превышение есть практически по всем показателям. Наибольшее превышение ПДК - по биогенным загрязнителям - азотная группа, фосфаты (на что также указывает высокое значение БПК5) и по тяжёлым металлам - алюминий, марганец, железо; что свидетельствует как о значительном биогенном и техногенном загрязнении. Источниками загрязнений могут являться Павловский парк, находящийся в районе станции 10, сельскохозяйственные поля, стоки с которых попадают в Славянку практически на всём её протяжении, коммунально-бытовые стоки, стоки с промышленных предприятий, необорудованных свалок, расположенных по берегам и т.д.

Для получения представления о влиянии данных загрязнителей на состояние реки, необходимо провести расчет интегральных показателей качества водного объекта.

2.1.2 Финский залив

Финский залив (финск. Suomenlahti, эст. Soome laht) -- залив в восточной части Балтийского моря, омывает берега Финляндии, России и Эстонии.

Длина 390 км, ширина у входа 70 км. Глубина от 100 м у входа в залив до 5 м и менее в восточной части (т. н. Невская губа). Площадь Финского залива -- 29,5 тысячи квадратных километров. Финский залив мелководен. Средняя глубина его -- 38 метров, максимальная глубина 115 м, глубина Невской губы -- 2,5 -- 6 метров. По дну Невской губы для прохода судов прорыт фарватер. Большая часть территории расположена в пределах Предглинтовой равнины, террасированной в результате деятельности Литоринового моря. Море начало отступать примерно 3800 лет назад, оставляя на месте своего прежнего дна прибрежные террасы.

Берег залива в основном отлогий с песчаными дюнами и береговыми валами. У самого берега мелкие пески. Западная, повышенная его часть, носящая название Ижорской возвышенности (до 168 м), ограничивает с юга бассейн Финского залива. Отличительная ее черта -- почти полное отсутствие рек и озер. В пределах Кургальского полуострова сформирован особый рельеф, обусловленный Курголовским плато, спускающимся к морю уступами, также служившими берегами древнему Литориновому морю.

В связи с большим притоком пресной воды из рек, особенно из Невы, вода залива имеет очень небольшую соленость (с 0,2 до 5,8 ‰ у поверхности и с 0,3 до 8,5 ‰ у дна). Залив замерзает с конца ноября до конца апреля (в тёплые зимы может не замерзать круглый год).

Острова:

· Берёзовые острова.

· Кокор

· Нерва

· Сескар

· архипелаг Большой Фискар

· Котлин (Невская губа)

· Рондо

· Соммерс

· Гогланд

· Мощный

Северо-восточная часть залива образует т. н. Выборгский залив, юго-восточная часть делится на Нарвский залив и «губы» -- Лужскую и Копорскую. Часть залива между островом Котлин и дельтой реки Нева называют Невская губа [10].

Невская губа (иное название Маркизова лужа), восточная часть Финского залива. В вершину Невской губы несколькими рукавами впадает река Нева. В дельте Невы находится город Санкт-Петербург.

Невская губа ограничена: на востоке песчаным баром реки Нева, на западе линией Лисий Нос -- Кронштадт -- Ломоносов. Площадь водного зеркала до создания Комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений принималась равной 329 км2. Дно преимущественно песчаное и плоское.

С остальной частью Финского залива Невская губа сообщалась через два пролива у острова Котлин, именуемых Северными и Южными Воротами. Ширина Северных Ворот 9-10 км, Южных -- 5-7 км. В настоящее время поперек Финского залива по линии Горская -- Кронштадт -- Бронка возводится трасса Комплекса защитных сооружений.

Если линию защитных сооружений принять за современную западную границу губы, то площадь водного зеркала губы при уровне, близком к ординару, составит 380 км2, а объем водной массы 1,2 км3. Длина губы в указанных границах 21 км, наибольшая ширина 15 км. Средняя естественная глубина губы около 3,0 м.

На подходах к Комплексу защитных сооружений (с востока и с запада) имеются многочисленные естественные и искусственные преграды. Как сам Комплекс защитных сооружений, так и преграды на подходах к ней затрудняют водообмен между губой и солоноватыми водами Финского залива, препятствуют вторжению ветровых волн из залива в губу.

Судопропускное отверстие в Северных Воротах на сегодняшний день временно перекрыто. В Южных Воротах трасса Комплекса защитных сооружений проходит по западному краю Ломоносовской отмели. Судопропускное отверстие в Южных Воротах имеет ширину около 900 м и среднюю глубину около 8,0 м. [20].

В августе 2008 года ФГУ «Балтийская дирекция по техническому обеспечению надзора на море» были проведены гидрохимические исследования в районе Северных Ворот у Судопропускных сооружений и в районе подводного отвала у маяка Толбухин к северо-западу от острова Котлин. Координаты станций наблюдения указаны в таблицах 12 и 13.

Таблица 12

Координаты станций наблюдения в районе подводного отвала у маяка Толбухин.

№

Наименование

Координаты (WGS-84)

1

Э1_к

60o02'08”

29 o 27'59”

2

Э2_к

60 o02' 08”

29 25'49”

3

Э4_к

60 o02'35”

29o 27'26”

4

Э5_к

60 o03'08”

29 o28' 00

5

Э6_к

60 o03'37”

29o 28' 07”

Таблица 13

Координаты станций наблюдения в районе строительства судопропускных сооружений С-2.

№

Наименование

Координаты (WGS-84)

1

ЛК_1м

60 o 01'17”

29o50'09.5”

2

ЛК_2м

600 01'29"

29050'45"

3

ЛК_3м

600 01'41"

29049'45"

4

ЛК_4

60 o 01'48”

29o50'26”

Рисунок 2.2. Схема расположения станций наблюдения в Финском Заливе

Измерялись одновременно 5 химических показателей состава воды: ионы аммония (NH4), нитрат-ионы (NO3), нитрит-ионы (NO2), фосфат-ионы (РO4), растворенное железо (Fe); и 3 химико-физических: концентрация ионов водорода (рН), концентрация растворённого кислорода, температура воды. Для более полного химического анализа были отобраны пробы воды, которые были доставлены в ФГУ «ЦЛАТИ по Северо-Западному ФО».

Результаты гидрохимических исследований Финского залива представлены в Приложение 11.

2.1.3 Нижнее Суздальское озеро

Комплекс озёр сформировался примерно 4 - 5 тыс. лет назад, что может означать их относительную молодость.

Суздальские озёра - наиболее крупные природные озёра в Санкт-Петербурге. Находясь на урбанизированной территории (урбанизация по данным Института озероведения в среднем равна 56,7%), они постоянно испытывают антропогенное влияние.

Суздальские озера являются уникальными озерами, т.к. имеют высокую прозрачность вод. Эти водоемы относятся ко 2-ой категории водопользования, используются для рекреационных целей, купания спорта и отдыха населения.

Нижнее Суздальское озеро - озеро ледникового происхождения, расположено в северной части района. Имеет общую площадь 1450 кв. м, в черте городской застройки (в пределах района) - 0,6 кв. км. Ширина озера - 677 м, глубина достигает 8 м.

Рисунок 2.3. Схема расположения точек наблюдений в Нижнем Суздальском озере

В 2007 году в рамках учебной практики студентов СПбГПУ, а также студентов СПбГТУРП и Международного экологического клуба аспирантов, студентов и школьников Балтийско-Ладожского региона были проведены гидрохимические исследования группы Суздальских озёр и в частности Нижнего Суздальского озера. Исследования проводились в 3 этапа с июня по август 2007 года.

Результаты исследований представлены в Приложение 12.

Исследования проведённые на Нижнем Суздальском, подверженном на протяжении многих десятилетий существенному антропогенному воздействию, показали высокую степень загрязнения водоема органическим веществом, что является следствием поступления в озеро хозяйственно-бытовых сточных вод. Высокое содержание биогенных элементов, в первую очередь, фосфора и азота, свидетельствуют о развитии в озере процесса антропогенного эвтрофирования.

Одним из главных источников загрязнения озера, особенно его северной части, является его основной приток - р. Старожиловка. Установлено, что с водами реки в озеро поступает существенное количество биогенных элементов (фосфора и азота), причем в основном в неорганических, биологически доступных формах, а также сульфатов, хотя поступление этого иона за последние годы снизилось. Основными источниками поступления биогенных и загрязняющих веществ в воду р. Старожиловки являются расположенные в северной часта ее водосбора сельхозугодья, не возделываемые в настоящее время, населенные пункты (пос. Парголово и дер. Заманиловка) и автомагистрали, в первую очередь, КАД. Кроме того, существенная часть биогенных и загрязняющих веществ поступает в озеро за счет поверхностного и грунтового стоков со стороны новой грунтовой дороги на северо-западном берегу, проложенной в связи со строительством жилого массива «Новая Скандинавия»; с территорий, занятых частными постройками с приусадебными участками, подходящими непосредственно к урезу воды; со стороны Выборгского шоссе; возвышенностей на восточном берегу озера; в результате рекреации, особенно в южной части побережья.

2.2 Расчёт индекса загрязнения воды (ИЗВ)

Расчёты индексов ИЗВ проведёны по формуле (1.13)

Результаты расчёта ИЗВ реки Славянки

Таблица 14

Результаты расчётов индекса ИЗВ реки Славянка за сентябрь 2008 года

Место отбора

Превышение над ПДК

ИЗВ

Класс качества воды

Растворённый кислород

БПК5

Нитрит-ионы

Раств. формы железа

Алюминий

Марганец

р.Славянка 1

6,0

3,3

4,6

2,5

12,8

13,0

7,8

VI

р.Славянка 2

12,0

4,5

3,9

3,4

9,3

22,0

р.Славянка 3

6,0

2,9

4,5

2,5

12,3

15,0

Среднее

8,0

3,5

4,3

2,8

11,4

16,7

р.Славянка 4

6,0

2,7

5,0

2,9

12,3

14,0

7,5

VI

р.Славянка 5

12,0

2,9

5,6

3,9

9,8

11,0

р.Славянка 6

12,0

2,6

5,6

3,8

11,8

11,0

Среднее

10,0

2,7

5,4

3,6

11,3

12,0

р.Славянка 7

6,0

4,4

6,3

2,9

9,8

12,0

7,8

VI

р.Славянка 8

6,0

1,9

4,2

2,9

16,0

10,0

р.Славянка 9

6,0

1,5

2,9

3,0

7,3

38,0

Среднее

6,0

2,6

4,5

2,9

11,0

20,0

р.Славянка 10

6,0

1,9

2,8

3,0

7,8

16,0

6,7

VI

р.Славянка 11

6,0

2,1

2,9

3,1

7,0

19,0

р.Славянка 12

6,0

1,4

3,1

3,4

7,0

8,6

р.Славянка 13

6,0

4,0

2,2

3,3

8,0

30,0

Среднее

6,0

2,3

2,8

3,2

7,4

18,4

Таблица 15

Результаты расчётов индекса ИЗВ реки Славянка за октябрь 2008 года

Место отбора

Превышение над ПДК

ИЗВ

Класс качества воды

Растворённый кислород

БПК5

Нитрит-ионы

Раств. формы железа

Алюминий

Марганец

р.Славянка 1

6,00

2,1

10,6

2,7

4,0

11,3

5,7

V

р.Славянка 2

6,00

2,6

10,4

2,6

3,3

10,2

р.Славянка 3

6,00

2,3

3,6

2,6

5,3

10,3

Среднее

6,00

2,3

8,2

2,6

4,2

10,6

р.Славянка 4

6,00

1,7

3,6

3,1

4,0

9,4

4,6

V

р.Славянка 5

6,00

2,0

3,4

2,9

4,3

10,4

р.Славянка 6

6,00

2,3

1,4

2,6

3,8

9,3

Среднее

6,00

2,0

2,8

2,9

4,0

9,7

р.Славянка 7

6,00

1,9

1,4

1,3

7,0

4,6

3,2

IV

р.Славянка 8

6,00

0,4

1,4

1,3

3,3

3,6

р.Славянка 9

6,00

0,7

1,4

1,3

4,8

4,6

Среднее

6,00

1,0

1,4

1,3

5,0

4,3

р.Славянка 10

6,00

0,6

3,0

1,2

5,0

4,5

3,4

IV

р.Славянка 11

6,00

1,8

1,4

1,2

5,3

3,9

р.Славянка 12

6,00

0,4

1,2

0,6

6,8

5,7

р.Славянка 13

6,00

0,7

1,2

0,6

6,8

5,7

Среднее

6,00

0,86

1,70

0,90

5,94

4,95

Таблица 16

Результаты расчётов индекса ИЗВ реки Славянка за ноябрь 2008 года

Место отбора

Превышение над ПДК

ИЗВ

Класс качества воды

Растворённый кислород

БПК5

Нитрит-ионы

Раств. формы железа

Алюминий

Марганец

р.Славянка 1

6,00

2,9

2,8

3,6

10,9

23,0

8,0

VI

р.Славянка 2

6,00

4,2

4,4

3,2

6,1

22,0

р.Славянка 3

6,00

3,7

3,0

3,5

10,4

22,0

Среднее

6,00

3,6

3,4

3,5

9,1

22,3

р.Славянка 4

6,00

3,0

4,0

3,8

16,1

23,0

8,9

VI

р.Славянка 5

6,00

2,8

2,4

4,3

7,8

21,0

р.Славянка 6

6,00

3,9

3,2

4,3

9,8

33,0

Среднее

6,00

3,2

3,2

4,1

11,2

25,7

р.Славянка 7

6,00

4,5

5,2

4,4

2,3

28,0

6,7

VI

р.Славянка 8

6,00

2,7

4,6

2,8

4,5

18,0

р.Славянка 9

6,00

0,9

2,0

2,1

2,8

17,0

Среднее

6,00

2,7

3,9

3,1

3,2

21,0

р.Славянка 10

6,00

0,9

1,6

2,1

5,5

20,0

6,6

VI

р.Славянка 11

6,00

2,7

2,4

2,0

1,8

19,0

р.Славянка 12

6,00

2,7

3,0

2,2

4,6

13,0

р.Славянка 13

6,00

3,0

4,4

1,4

5,0

36,0

Среднее

6,0

2,3

2,9

1,9

4,2

22,0

Графически результаты расчётов индекса ИЗВ изображены на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Значение индекса ИЗВ р. Славянки в 2008 году

Для расчётов выбраны 6 показателей, среднее значение превышения над ПДК которых было максимальным. Помимо биогенных показателей, в расчете были учтены и концентрации тяжёлых металлов в воде - алюминия и марганца.

Из расчетов индекса ИЗВ за сентябрь 2008 года следует, что река Славянка относится к VI классу качества вод, что характеризует её как «очень грязную». Наибольшее значение индекса ИЗВ наблюдается в станциях 7, 8, 9 в районах попадания в реку сточных вод с предприятий посёлка Металлострой.

Наименьшие значения характерны для станций 10, 11, 12, 13, то есть для территории Павловского парка, где практически нет источников техногенного загрязнения, привносящего большой вклад в величину значения ИЗВ, но имеющиеся биогенные элементы и принесённые течением тяжёлые металлы в сумме дают значение ИЗВ более 6, что по-прежнему позволяет отнести водоем к VI-му классу качества воды.

В октябре значения индекса заметно снизились. Это произошло вследствие снижения концентраций тяжёлых металлов - марганца и алюминия. В сентябре отношение концентраций веществ к ПДК в среднем по всей реке составляло - алюминий 10,275, марганец - 16,775; в октябре - 4,785 и 7,7875 соответственно, в результате чего реку можно было классифицировать как «грязную» (станции 1 - 6) и «загрязнённую» (станции 7 - 13). Снижение концентрации веществ могло произойти вследствие увеличения количества атмосферных осадков в октябре месяце, в результате чего произошло разбавление вод реки Славянки.

По результатам ноябрьской съёмки можно отметить повышение индекса ИЗВ выше значений сентября до VI класса качества воды - «очень грязная», по всем станциям наблюдения. При сравнении таблиц 10, 11 и 12 можно сделать вывод, что на увеличение значения индекса ИЗВ повлияло увеличение концентрации марганца, которая превысила значение ПДК в 22,75 раз.

Анализируя результаты расчётов индекса за всё время наблюдений, также можно заметить смещение максимальных значений ИЗВ. В сентябре - октябре максимальные значения отмечались на станциях 1 - 3, что возможно было вызвано накопительным эффектом поступающих загрязнений, сносимых течением реки ближе к устью. В ноябре же, максимум сместился в область станций 4 - 6, возможно вследствие увеличения концентрации веществ, поступающих со сточными водами промышленных предприятий, осуществляющих сброс в области данных станций, а также возможно вследствие сезонных гидрометеорологических условий, характерных для ноября - увеличение количества атмосферных осадков, паводковые явления, приводящие к росту поступающих загрязнений в результате смыва с берегов водотока как естественных биогенных, так потенциально опасных антропогенных веществ.

Результаты расчёта ИЗВ Финского Залива

Таблица 17

Результаты расчётов индекса ИЗВ Финского Залива.

Дата

Место отбора

Превышение над ПДК

ИЗВ

Класс качества воды

Раств. кислород

БПК5

Нитрит-ионы

Раств. формы железа

Медь

Цинк

Марганец

1

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

11.08

2008

Э1_к

6,00

0,83

0,96

5,75

1,60

2,29

0,29

2,85

IV класс

Э2_к

6,00

0,78

0,96

6,30

2,15

2,04

0,46

Э4_к

6,00

0,68

0,69

5,50

2,15

2,04

0,46

Э5_к

6,00

0,63

1,61

4,90

1,35

1,79

1,38

Э6_к

6,00

0,78

1,38

5,10

1,35

1,79

1,38

Среднее

6,00

0,74

1,12

5,51

1,72

1,99

0,79

11.08

2008

ЛК_1м

6,00

0,68

0,38

6,00

1,65

4,15

0,95

3,04

IV класс

ЛК_2м

6,00

0,68

0,56

6,35

1,65

4,15

0,95

ЛК_3м

6,00

0,53

0,31

5,45

1,85

1,99

1,08

ЛК_4м

6,00

0,68

0,31

5,20

1,85

1,99

1,08

Среднее

6,00

0,65

0,39

5,75

1,75

3,07

1,02

25.08

2008

Э1_к

6,00

0,70

3,25

5,50

1,50

2,35

0,80

3,03

IV класс

Э2_к

6,00

0,73

3,38

4,90

1,50

2,35

0,80

Э4_к

6,00

0,72

3,31

4,95

1,55

0,73

0,81

Э5_к

6,00

0,73

3,44

5,20

1,55

0,73

0,81

Э6_к

6,00

0,62

3,31

4,75

2,35

0,91

1,44

Среднее

6,00

0,70

3,34

5,06

1,69

1,41

0,93

25.08

2008

ЛК_1м

6,00

0,68

0,29

5,15

2,35

0,91

1,44

2,70

IV класс

ЛК_2м

6,00

0,70

0,44

5,60

2,10

0,54

1,01

ЛК_3м

6,00

0,70

0,46

5,65

2,10

0,54

1,01

ЛК_4м

6,00

0,70

0,25

5,75

1,90

0,77

1,15

Среднее

6,00

0,70

0,36

5,54

2,11

0,69

1,15

Рис. 2.5. Значение индекса ИЗВ в Финском Заливе в 2008 году

Из представленных выше расчётов и графика видно, что представленные участки Финского залива относятся к IV классу качества воды, что характеризует их как «загрязнённые». На значение индекса, прежде всего, повлияли высокие концентрации тяжелых металлов и низкое содержание растворённого кислорода. Это могло стать последствием взмучивания донных отложений в результате проведения масштабных гидротехнических работ по дноуглублению в районе судопропускных сооружений и работ, связанных с намывом территории в дельте Невы в рамках проекта по строительству порта «Морской Фасад». На значение индекса ИЗВ в районе подводного отвала у маяка Толбухин также повлияли концентрации тяжёлых металлов и растворённого кислорода, вызванные проведением работ по свалке грунтов с участков проведения дноуглубительных работ.

Результаты расчёта ИЗВ Нижнего Суздальского озера

Таблица 18

Результаты расчётов индекса ИЗВ Нижнего Суздальского озера

Дата

Место отбора

Превышение над ПДК

ИЗВ

Класс

качества

воды

Раств.

кислород

Кальций

Хлорид

Сульфаты

Нитриты

Аммоний

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

июнь

Оз. Нижнее Суздальское 1

6,00

0,53

0,30

0,59

0,25

0,50

1,37

III класс

Оз. Нижнее Суздальское 2

6,00

0,39

0,45

0,72

0,38

0,46

Оз. Нижнее Суздальское 3

6,00

0,38

0,26

0,17

0,66

1,20

Оз. Нижнее Суздальское 4

6,00

0,36

0,25

0,48

0,43

0,46

Оз. Нижнее Суздальское 5

6,00

0,36

0,43

0,69

0,25

0,30

Сред-нее

6,00

0,40

0,34

0,53

0,39

0,58

июль

Оз. Нижнее Суздальское 1

6,00

0,45

0,23

0,48

1,13

0,24

1,48

III класс

Оз. Нижнее Суздальское 2

6,00

0,37

0,26

0,32

1,13

2,12

Оз. Нижнее Суздальское 3

6,00

0,37

0,24

0,27

0,94

1,72

Оз. Нижнее Суздальское 4

6,00

0,35

0,24

0,26

0,63

0,42

Оз. Нижнее Суздальское 5

6,00

0,36

0,27

0,25

1,13

0,20

Среднее

6,00

0,38

0,25

0,31

0,99

0,94

август

Оз. Нижнее Суздальское 1

6,00

0,36

0,24

0,68

0,23

0,48

1,33

III класс

Оз. Нижнее Суздальское 2

6,00

0,35

0,30

0,60

0,26

0,44

Оз. Нижнее Суздальское 3

6,00

0,35

0,27

0,08

0,39

0,68

Оз. Нижнее Суздальское 4

6,00

0,34

0,26

0,70

0,24

0,50

Оз. Нижнее Суздальское 5

6,00

0,36

0,22

0,71

0,25

0,54

Среднее

6,00

0,35

0,26

0,55

0,27

0,53

Рис. 2.6. Значение индекса ИЗВ в Нижнем Суздальском озере в 2007 году

Полученные значения ИЗВ свидетельствуют о том, что данный водный объект относится к III классу качества воды и характеризуется как «умеренно загрязнённый». В водоёме имеются превышения ПДК по нескольким параметрам, что уже свидетельствует о неблагоприятной обстановке. Также при расчёте индекса использовались значения растворённого кислорода, взятые с поверхностного слоя водоёма, и не учитывались изменения концентрации по глубине. Следовательно не нашли отражения окислительные процессы происходящие у дна водоёма где активно накапливаются донные отложения.

2.3 Расчёт комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям

Для того чтобы дать комплексную оценку степени ее загрязненности по результатам химического анализа воды реки Славянки за 2008г. была составлена выборочная таблица исходных данных, в которую были занесены результаты анализа за весь рассматриваемый период по всем створам (приложение 8, 9, 10). Выборку делают по тем ингредиентам, которые должны учитываться в комплексной оценке. В данном случае Nfj=17.

Расчёт коэффициента комплексности загрязненности на примере створа Славянка 1.

Коэффициент комплексности загрязненности воды К рассчитывается по результатам химического анализа каждой пробы воды. Полученный при этом вариационный ряд значений К характеризует исследуемый период наблюдений за состоянием загрязненности воды водного объекта в конкретном пункте наблюдений.

С целью достижения сопоставимости результатов расчета коэффициента К при характеристике рассматриваемого временного интервала для вычислений используются результаты анализа с одинаковым либо близким числом ингредиентов, определяемых в процессе химического анализа проб воды. Опытным путем установлено, что в результатах анализа различие по количеству учитываемых при расчете К ингредиентов не должно превышать 30 %. В конечном итоге получают вариационный ряд значений коэффициента комплексности К, который дает наглядное представление о том, как варьирует комплексность загрязненности воды в течение изучаемого периода.

Для каждого результата анализа (для каждой пробы воды) определяют число ингредиентов из суммы всех учитываемых, по которым есть данные. В 2008г. в пробах воды за 4 сентября, 29 октября, 12 ноября было определено содержание 17 веществ. Разность между количеством учитываемых и определенных ингредиентов во всех пробах воды не превышает 30 %, что позволяет перейти непосредственно к расчету коэффициента комплексности К.

Таблица 19

Обработка гидрохимическая информация о загрязненности воды реки Славянки в створе 1 за 2008 г.

Дата

Общее количество нормируемых ингредиентов, по которым имеются данные, N

Количество ингредиентов, содержание которых выше ПДК, N'

Коэффициент комплексности загрязненности воды, K %

04.09.2008

17

10

59

29.10.2008

17

9

53

12.11.2008

17

9

53

В результате химического анализа, сделанного 4 сентября, определено 17 ингредиентов (Nfj= 17). По 10 из них наблюдались превышения ПДК (N'fj =10). Следовательно,

В результате химического анализа, проведенного 29 октября и 12 ноября Nfj = 17, N'fj =9 и аналогично

Kfj = 53%.

Аналогично проводят расчет по результатам анализа по всем остальным створам.

Вода реки Славянки в створе 1 обладала в течение всего анализируемого периода высокой комплексностью загрязненности. Большое число определенных ингредиентов являлось загрязняющими. Как правило, это были тяжёлые металлы (алюминий, марганец), аммонийный и нитритный азот, нефтепродукты, фенолы, соединения железа, меди, цинка, никеля. Анализ загрязненности воды с помощью К показал, что для оценки степени загрязненности воды реки в этом створе целесообразно использовать комплексный метод, учитывающий одновременно всю совокупность загрязняющих воду веществ.

Расчет комбинаторного индекса загрязненности воды на примере створа 1-го створа реки Славянки.

Наблюдения за химическим составом воды реки Славянки в створе 1 проводили в 2008 г. по 17 ингредиентам. Предварительным обследованием была выявлена высокая комплексность загрязненности воды (Кср = 55 %). Необходимо дать комплексную оценку качества воды реки Славянки в створе 1 за 2008г.

Расчет комбинаторного индекса загрязненности воды проводят в соответствии с техникой расчета, изложенной методических указаниях [33]. Результаты расчета заносят в таблицу 20. По каждому ингредиенту проведены следующие вычисления.

В графу 2 таблицы 20 занесены данные по числу определений.

В графу 3 таблицы 20 помещены данные по числу определений, превышающих ПДК.

На основании данных второй и третьей граф определяется повторяемость случаев превышения ПДК.

Результаты помещаются в графу 4. По значениям повторяемости на основании Приложение 4 определяется частный оценочный балл Sa.

Рассчитывается кратность превышения ПДК в тех результатах анализа, где оно имеет место (графа 6). Затем определяют среднее значение кратности превышения ПДК только по тем пробам, где есть нарушение нормативов (графа 7).

По значениям средней кратности превышения ПДК на основании Приложение 5 определяется частный оценочный балл, который помещается в графу 8. Определение Sвi, как и определение Sai, проводят с учетом линейной интерполяции.

Далее определяют обобщенные оценочные баллы по каждому ингредиенту (графа 9).

Таблица 20

Расчет комбинаторного индекса загрязненности воды загрязненности воды реки Славянки в створе 1 за 2008г.

Ингредиенты и показатели загрязненности

ni

n'i

Sбij

Sвij

Sij

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Растворённый кислород

3

0

БПК5

3

0

Фенол

3

3

100

4

6,0+3,0+3,0

4

1,33

5,33

Нефтепродукты

3

3

100

4

8,8+10,6+2,8

7,4

2,47

9,87

Медь

3

3

100

4

4,3+3,3+1,6

3,07

1,02

4,09

Раств. формы железа

3

3

100

4

2,5+4,3+3,4

3,44

1,15

4,59

Нитрит-ионы

3

3

100

4

4,5+2,7+3,6

3,64

1,21

4,85

Нитрат-ионы

3

0

Ионы аммония

3

1

33,3

3,2

1,03+0,8+0,9-1,7

1,03

0,34

1,09

ХПК

3

3

100

4

1,5+1,6+1,4

1,51

0,50

2,01

Никель

3

0

Марганец

3

3

100

4

13,0+11,3+23,0

15,77

5,26

21,02

Хлориды

3

0

Сульфаты

3

0

Аллюминий

3

3

100

4

12,8+4,0+10,9

9,20

3,07

12,27

Фосфат-ионы

3

3

100

4

2,6+2,0+2,3

2,31

0,77

3,08

АПАВ

3

0

Значения обобщенного оценочного балла помещены в графу 9 таблицы 20.

Значения комбинаторного индекса загрязненности воды S1 в створе 1 определяются как сумма обобщенных оценочных баллов по каждому ингредиенту:

S1 = 5,33 + 9,87 + 4,09 + 4,59 + 4,85 + 1,09 + 2,01 + 21,02 + 12,27 +

+ 3,08 = 68,20.

Вычисляется удельный комбинаторный индекс загрязненности воды S'1 :

По значениям обобщенных оценочных баллов и условию Sбij ? 9 находят число КПЗ: F=3.

Вычисляют коэффициент запаса k:

k = 1-0,1*3 =0,7.

Определяется класс загрязненности воды.

По таблице Приложение 7 подбирают градации класса качества воды, в пределах которых находится значение комбинаторного индекса загрязненности воды Sj. Пределы определяют по формуле

L = kNx, (2.1)

где k -- коэффициент запаса;

N -- число ингредиентов, взятых для расчета Sj;

х -- натуральное число, возрастающее от 1 до 11 в зависимости от класса и разряда.

В данном примере kN = 0,7 * 10 = 7; значения, соответствующие классу «4» разряду «в» х = (8; 10). Тогда L = (56,0; 70,0). Значение комбинаторного индекса загрязненности, равное 68,20, попадает в данные пределы градаций, поэтому воду реки Славянки в створе 1 в 2008г. по комплексу изучаемых ингредиентов характеризуют как «очень грязную» и относят к 4-му классу разряду «в».

Более простой способ определения класса качества воды -- по значению УКИЗВ (6,82) и числу КПЗ (3), согласно Приложение 7. В графе, соответствующей значению КПЗ 3, находим градацию значений УКИЗВ, в которую входит его значение 6,33, и соответствующие им класс (4 «в») и качественную характеристику -- «очень грязная».

Пример краткой интерпретации полученных комплексных показателей

Превышение ПДК в воде реки Славянки в створе 1 наблюдалось по 10 ингредиентам химического состава воды из 17 определяемых показателей. Значение коэффициента комплексности загрязненности воды по отдельным результатам анализа колебалось от 53 до 59 %, в среднем составляя 55%, что свидетельствовало о высокой комплексности загрязнения воды реки Славянки в створе 1 в течение исследуемого периода.

Для всех загрязняющих ингредиентов (таблица 14) в период исследования характерна устойчивая загрязненность, что подтверждается наибольшими значениями частных оценочных баллов по повторяемости (Sa = 4). Согласно классификации воды по повторяемости случаев загрязненности, загрязненность воды по всем рассматриваемым ингредиентам определяется как „характерная". Уровень загрязненности воды этими ингредиентами довольно высок. По ионам аммония, ХПК, фосфат-ионам наблюдался низкий уровень загрязненности воды. Значения частных оценочных баллов для этих ингредиентов не превышали 0,34: 0,50; 0,77 соответственно. По соединениям меди, железа, нитрит-ионов, фенолов имел место средний уровень загрязненности. Частные оценочные баллы для них составляли соответственно 1,02; 1,15, 1,21 и 1,33. Для нефтепродуктов, алюминия и марганца характерен высокий уровень загрязненности. Частные оценочные баллы по этим ингредиентам составляли соответственно 2,47; 3,07 и 5,26.

Наибольшую долю в общую оценку степени загрязненности воды вносят нефтепродукты, соединения алюминия и марганца. Общие оценочные баллы этих ингредиентов составляют 9,87; 12,27; и 21,02 соответственно, что относит их к критическим показателям загрязненности воды этого водного объекта, на которые нужно обратить особое внимание при планировании и осуществлении водоохранных мероприятий.

Таким образом, степень загрязненности воды реки Славянки в створе 1 в течение исследуемого периода 2008г. характеризовалась как очень грязная, что обусловлено нарушением существующих нормативов по 10 ингредиентам. Из числа последних особо выделяются своим высоким загрязняющим эффектом 3 показателя химического состава воды: нефтепродукты, соединения алюминия и марганца. По каждому из них за рассматриваемый период наблюдалась характерная загрязненность высокого уровня.

Аналогичным образом были проведены расчёты индексов УКИЗВ для Нижнего Суздальского озера и Финского залива. Результаты расчётов представлены в Приложение 1, Приложение 14, Приложение 15.

2.4 Расчёт индекса оценки трофического состояния водоёма (ITS)

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены