Файл: Проблемы охраны природных и использования сточных вод межведомственный сборник..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 77
Скачиваний: 0
ог,нс/л
Рис. 1. Сезонная динамика pH и растворенного кислорода в воде р. Свислочи: 1 — д. Теребуты; 2 — нижний бйеф
Ofl
0,3
№'2,МПЦЛ
N0'3lNHb,»r Н/л
Рис. 2. Сезонная динамика минеральных форм азота в воде р. Свислочи: 1 — NH4 ; 3 — N 03 5 — NO, (д. Теребуты); 2 — NH4; 4 — N 03; 6 — NO 2 (нижний бьеф)
Рис. 3. Сезонная динамика минерального фосфора в воде р. Свислочи: 1 — Р 04 общин; 2 — Р 0 4 растворен-
ный (д. Теребуты); 3—Р 0 4’ общий; 4 — Р 0 4” растворенный (нижний бьеф)
репный), максимальные величины наблюдались в конце подледного периода (февраль—март). Во время весен него паводка содержание растворенных фосфатов сни жалось до аналитического нуля или не превышало сотых долей мг/л, что обусловлено притоком талых вод, со держащих небольшое количество фосфатов.
Годовой сток растворенных фосфатов в реку под влиянием водохранилища снизился на 61,%, что, веро ятно, связано с переходом их в донные отложения (см.
табл. 1, 2).
Рис. 4. Сезонная динамика растворенного железа в воде р. Свнслочн: 1 — д. Теребуты; 2 — нижний бьеф
Воды Свислочн в течение всего года несут в Осиповичское водохранилище большое количество растворен ного железа (0,82—2,44 мг/л), в редких случаях сни жаясь до 0,20—0,54 мг/л. Наибольшее количество его приходит в водохранилище весной и осенью. Определен ной закономерности в распределении концентраций рас
творенного железа по |
сезонам года не наблюдается |
(рис. 4). |
|
В воде нижнего бьефа водохранилища концентрация |
|
растворенного-железа |
составляла 0,20— 1,75 мг/л. Более |
высокие значения наблюдались в 1знмне-весенний период
(1— 1,75 мг/л), |
осенью количество растворенного желе |
за значительно |
снижается (0,20—0,60 мг/л), что связа |
но, вероятно, с переходом его в донные отложения водо хранилища в виде гидроокиси при значительном насы щении воды кислородом и высоким pH, а также за счет потребления фитопланктоном (см. рис. 4). Годовой сток
26
его из водохранилища сократился на 35%. Максималь-- ное сокращение (на 60%) отмечено в вегетационный пе риод.
Органическое вещество. Динамика бихроматной и перманганатной окисляемое™ на каждом из участков реки представлена на рис. 5. Определенная закономер ность в распределении органического вещества по сезо нам не наблюдалась.
Бихроматная окисляемость воды в створе Теребуты за весь период наблюдений выражалась величиной 21—
Рис. 5.- Сезонная динамика перманганатной и бихроматной окисляемости в воде р. Свнслочп: 1 — ПО; 2 — БО (д. Теребуты); 3 — ПО; 4 — БО (нижний бьеф)
45'мгО/л, иерманганатная — 6,8—23,4 мгО/л. Отноше ние ПО : БО составляло 21—74%. В нижнем бьефе водо хранилища содержание органических веществ было не сколько ниже. Бихроматная окисляемость изменялась от 19,5 до 40 мгО/л, перманганатная — 8—20 мгО/л, отно шение ПО : БО составляло 24—58%- В период открыто го русла, когда в водохранилище создаются наиболее благоприятные условия для процессов самоочищения, содержание органических веществ несколько снижается.
Таким образом, процессы самоочищения в.Осиповичском водохранилище наиболее интенсивно протекают в период открытого русла, когда в результате фотосинтеза и ветрового перемешивания вода значительно обогаща ется растворенным кислородом, стимулирующим эти
?7
процессы, в результате чего годовой сток органического вещества сократился по сравнению с притоком на 10%, азота аммонийного — на 41, растворенных фосфатов — на 61, железа растворенного — на 35%. Годовой сток нитратного азота увеличился примерно в 3 раза.
Литература
1. |
А л е к и н О. |
А. Основы.гидрохимии. Л., 1970. |
|
2. |
А л е к и н О. |
А., Б р а ж н и к о в а |
Л. В. Сток растворенных |
веществ с территории СССР. М., 1964. |
|
||
3. |
К а п л п н В. |
Т., Фе с ей ко Н. Г. |
Загрязнение и самоочище |
ние водоемов. Гидрохимические материалы, т. XV. Л., 1967. |
|||
4. |
С к о п и н ц е в Б. А. О соотношении между кислородом окнс- |
ляемостн, органическим углеродом и общим содержанием органиче
ского вещества в природных водах. Гидрохимические материалы т. XVIII. М., 1950.
А. Г. КУДРЯШОВА
(Белорусский политехнический институт)
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВПК ПРИ ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД
/^/\ААЛЛЛЛАЛАЛАЛЛАЛАЛЛАЛАЛАЛАЛЛЛЛАЛАЛЛЛЛЛЛЛ/'^Л«Л<ЛАЛАЛАЛЛЛЛЛЛААЛЛЛЛАЛ
Процесс биохимического потребления кислорода (БПК) в воде по природе своей является случайным,-за висящим от большого числа различных и, как правило, ие поддающихся точной количественной и качественной оценке факторов. В силу этого практически невозможно, однозначное определение причинно-следственных связей, характеризующих развитие процесса. Изменчивость ве личины ВПК — одного из основных показателей состоя ния водоема и пригодности его в качестве источника водоснабжения — обусловлена как сложностью окисли тельно-восстановительных процессов при химических и биохимических превращениях органического вещества в водоеме, так и существенным влиянием внешних факто ров — метеорологических условий, гидрологического ре жима водоема, изменениями в количестве и составе за-
•грязнений, поступающих в водоемы с хозяйственно-бы товыми и промышленными сточными водами, и т. д.
Неизбежны некоторые отклонения и случайные ошибки при опытных определениях БПК даже при са мой тщательной постановке эксперимента.
При изучении 'подобных «плохо организованных си стем» используются методы сглаживания, аппроксима ции в некоторой ограниченной области эмпирических за висимостей с помощью математических функций, вклю чающих подходящие переменные. Исследование такой сглаженной функции, как правило, позволяет больше узнать о рассматриваемой «истинной» зависимости н оценить отдельные и совместные эффекты изменения переменных.
29
Примером такой аппроксимации является |
широко |
распространенное уравнение [1, 3, 6, 9, 10, 12] |
|
БПК, = БПКп(1 - Ю - *0 , |
(1) |
где БПКг н БПКП — количество кислорода, потреблен ное соответственно за время t и к концу реакции биохи мического окисления; k — константа, характеризующая скорость процесса.
Однако, как неоднократно отмечалось |
в |
различных |
|||
работах (например, |
[9]) п как |
показал |
анализ |
резуль |
|
татов собственных наблюдений |
[7], зависимость |
(1) з |
|||
ряде случаев дает |
результаты, |
заметно |
отличающиеся |
||
от полученных опытным путем. |
|
|
|
|
|
В связи с этим была, предпринята попытка, |
используя |
данные определений БПК при различных сроках экспо зиции, а также данные по некоторым другим характе ристикам качества воды, подобрать математические за висимости, более близко аппроксимирующие результаты опытов и охватывающие большее число воздействую щих факторов. Учитывая случайный характер процесса биохимического потребления кислорода, в работе ис пользовались методы регрессивного анализа н статисти ческой оценки результатов [5]. Основные расчеты вы полнялись на ЭЦВМ «Напри» и «Мннск-22». Работа включала три основных этапа:
1) опытное определение параметров, характеризую щих процесс биохимического потребления кислорода, с использованием методов планирования эксперимента;
2)регрессивный анализ статистической зависимости величины БПК от времени экспозиции проб воды;
3)анализ влияния различных факторов на скорость биохимического потребления кислорода.
Постановка эксперимента по оценке качества воды. При проведении экспериментов ставилась задача опре деления характеристик процесса биохимического по
требления кислорода, а также выделения и оценки доми нирующих. факторов. Исследование качества воды яв ляется типичным случаем, когда эксперимент ведет природа, а исследователю приходится оставаться в роли пассивного наблюдателя, т. е. ограничиваться пассивным экспериментом [8]. Это очевидное положение наложило свой отпечаток на методику планирования эксперимен тов. Программа эксперимента была составлена так, чтсц
бы рандомизировать те систематически действующие факторы, которые трудно поддаются учету и контролю, с тем, чтобы можно было рассматривать их как случай
ные величины и, следовательно, учитывать |
статистиче |
||
ски. Взятие проб воды проводилось в течение |
несколь |
||
ких лет (1970— 1973 гг.) |
из различных |
водоемов в |
|
окрестностях г. Минска, |
в различное время года |
(с мар |
та по ноябрь), со случайными интервалами между опы тами, при различных метеорологических условиях. Одно временно с взятием проб регистрировалась температура воздуха и воды, определялись бихроматная и перманганатная окисляемость, содержание растворенного кисло рода и некоторые другие показатели. Определение зна чений ВПК при различных сроках экспозиции проб воды проводилось в соответствии с рекомендациями сборника «Унифицированные методы анализа вод» [11].
Регрессионный анализ зависимости ВПК от времени экспозиции проб воды. Функции регрессии, как известно, описывают статистическую зависимость изучаемой слу чайной величины от одной или нескольких других вели чии [4]. В простейшем случае статистическая или кор реляционная зависимость проявляется в том, что при изменении одной из величин (в данном случае время экспозиции i) изменяется среднее значение другой (БПК(). При проведении регрессионного анализа необ ходимо решить две основные задачи:
а) установить форму корреляционной связи; б) оценить тесноту (силу) корреляционной связи.
Так как характер зависимости между исследуемыми величинами (t и ВПК) заранее неизвестен и вообще не существуют строгих математических методов, которые «априори» позволили бы выбрать общий вид искомой функции, вид кривой определялся по характеру распо ложения точек на корреляционном поле (рис. 1). Оче видно, что при таком методе выбор общего вида эмпири ческой функции регрессии не является однозначным и возникает необходимость в последующей оценке степени достигнутого приближения эмпирической функции к «истинной».
При нелинейном характере исследуемой зависимости для упрощения вычислительных операций по определе
ний параметров |
функций регрессий ^методом наимень |
ших квадратов |
рекомендуется произвести преобразова- |
31