Нереальная гидрохимия

Нереальная гидрохимия

            Любые характеристики речной воды включают в себя гидрохимические показатели. Выводы о загрязнении рек зависят от результата сопоставления средней концентрации с избранным стандартом. Так, избрав рыбохозяйственный стандарт (ПДКр), исследователь оценивает воду грязной.

            Но, применив к той же воде нормы питьевого качества (ПДКс), он обнаруживает, что эта «грязная» вода пригодна для питья. Кстати, на IV Международной конференции «Реки Сибири» нам демонстрировали карту, где Енисей показан грязным, начиная с истока. Реальна ли эта карта? Да, карта реальна, пока качество воды определяется сравнением со стандартом ПДКр, но практически она показывает только наличие превышения над ним, а причина превышения состоит не только в антропогенном воздействии.

Стандарт ПДК или ПДКб?

            Рыбохозяйственный стандарт - это ПДК, установленная вне зависимости от особенностей гидрохимического режима реки. Соберём в один массив все результаты гидрохимических наблюдений, выполненных за все годы наблюдений в створе реки (речь идёт о непосредственных результатах измерений, а не о средних величинах). Распределим эти данные по некоторым интервалам и получим частоты повторения их за период наблюдений. График частот показан на рис.1.

 

Рис. 1. Частоты повторения концентраций в выделенных интервалах. Концентрации даны прямым жирным шрифтом, частоты – обычным курсивом. 4,3 – естественная норма, мг/л; 2,5 - 5,2 – интервал оптимальных концентраций для гидробионтов мг/л. 48,75 – средняя частота.

Разумно полагать, что интервал концентраций (2,5-5,2 мг/л), наблюдавшихся в створе реки c не менее, чем средней частотой, представляет собой вариант оптимальной характеристики среды для всех гидробионтов, а наиболее часто наблюдаемые концентрации (в среднем 4,3 мг/л) характеризуют норму естественного фона. Предельная бассейновая норма (ПДКб) не может превышать величину 5,2 мг/л. Таким образом, расположение последовательности концентраций по убывающей величине должно быть таким: максимальное значение, ПДКб, естественная норма, ПДКб (для свободного кислорода), минимальное значение. В этой иерархии нет места ни стандарту ПДКр, ни стандарту ПДКс.
 

Средняя концентрация по сечению водотока

Рассмотрим результаты измерения расходов воды и массотоков. Известно, что расход воды измеряют опосредствованно. Для этого измеряют площадь сечения и скорость течения, а результаты перемножают.

Рис. 2. Сечение водотока имеет две прибрежные струи одинакового сечения. B – ширина канала по верху. b – ширина по низу. Н - глубина. 1-3 – номера струй

В гидрометрии принято при измерении скорости течения в одной точке на вертикали располагать вертушку на 0,6 глубины воды. Согласно основному закону водотоков, массотоки пропорциональны расходам воды. Поэтому отбираем пробы воды тоже из точек измерения скоростей течения (рис. 2).

Результаты измерений и расчётов помещены в табл. 1.

Таблица 1. Расчёт расходов воды, массотоков и средних концентраций

Номер

Струи

Формула

Площадь

Скорость

Течения

Расход струи

Концент-рация

Поток вещества

1

F=H2/2

H2/2

1

H2/2

4

2H2

2

F=bH

3H2

1

3H2

1

3H2

2

F=H2/2

H2/2

1

H2/2

1

H2/2

Итого

 

 

 

4 H2

6

5,5 H2


Таблица даёт возможность не расписывать ход расчёта. В результате средняя концентрация из трёх результатов измерения составила: Сср = 6 : 3 = 2 мг/л, а средне взвешенная - Ссрвз = 5,5Н2 : 4Н2 = 1,4 мг/л. Разница составляет 43 процента к результату расчёта по струйной теории.

Примерно такая ситуация была обнаружена в 2007 г. при анализе данных гидрометеослужбы в р.Енисей, когда концентрации многих веществ выше Красноярска оказались больше концентраций их в речной воде ниже города. Всему виной оказалась струя реки Маны (рис. 3), которая попала в сечение выше города, а ниже города её уже не было. В нашем примере расход струи составил 1/8 общего расхода, а в реальном случае только 1/18 от расхода в р. Енисей. Результат более впечатляющ.

Рисунок 3. Устье р. Маны и её струя в р. Енисее (Google-карта)

Совсем не средняя «средняя концентрация»

             Государственная система наблюдения и контроля предлагает для практического использования свод средних концентраций по створу реки за год. Это результат суммирования концентраций вещества в разных расходах воды. В аналитической гидрохимии такие действия не допускаются. Покажем, к чему это приводит.

Использовав известные расходы воды в реке в сутки каждого отбора проб и предположив, что концентрация вещества и расход воды изменяются линейно, мы рассчитали средние за год концентрации вещества через массотоки, что соответствует правилам аналитической химии. В период с ноября по март, когда служба мониторинга не вела наблюдений за рекой, расход воды и концентрация вещества приняты равными нулю. Они не измерены, поэтому при расчёте средне приведённой концентрации были игнорированы верхние и нижние произведения расхода на нуль. Игнорированы и нулевые значения концентрации при расчёте средней. Эта таблица (как и рис. 1 и 3) заимствована, вместе с частью текста, из моей книги «Предельно допустимый расход массы вещества в сточных водах (методическое пособие)», находящейся в подготовке к печати, и сюда включена как рисунок вместе с номером 1.2.
 

Результаты вычислений показывают, что величина средней концентрации выше концентрации, рассчитанной по потоку массы на 70%. Результат расчета средней концентрации может совпадать с результатом расчёта приведённой только при неизменном расходе воды в период между отборами проб. Но такой речной сток в течение года никогда не возникает.

Описание искажения информации дано только за счёт применения неверных методов обработки первичных данных, инициированных понятием «смешение». Советую основательно подумать о приёмах устранения ошибок от нереальной гидрохимии, намереваясь использовать при расчётах, связанных с оценкой качества воды или нормированием нагрузки на реки, официально выданные средние концентрации веществ за прошлые годы по створам реки.

Грядущий переход к струйному принципу потребует научного поиска решений множества задач, неудовлетворительно решаемых существующими методами и необходимых для превращения нереальной гидрохимии в реальную. Здесь даны только подсказки общей формы о возможных вариантах решения отдельных задач. После реализации подсказок, сравнение годовой средне приведенной концентрации с бассейновой ПДКб (тоже средней в принятом интервале) будет характеризовать действительное отклонение качества воды от естественного состояния. Но причиной может оказаться сумма антропогенного воздействия с колебаниями массотоков, связанными с вековыми колебаниями речного стока.

г. Красноярск, 19 апреля 2011 г.

Знаменский В.А. 
Заслуженный мелиоратор РСФСР. Ветеран водного хозяйства.
e-mail: vit.znamenskii @ gmail.com
 

Примечания:

  • Пользователь (посетитель, читатель) не имеет права публиковать абзацы текста, иллюстрации и иную информацию, извлечённую из статьи, без явного указания заимствования с полной ссылкой на оригинальную публикацию: Знаменский В. А. Нереальная гидрохимия.: Информационный портал Экодело.орг, 19 апр. 2012 г.
  • Издатель не вправе ничего изменять в тексте и оформлении статьи после публикации.

Комментарии материала:

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Другие материалы

Чем заменить идеологию смешения
Методику разработки норматива допустимого воздействия на водный объект (НДВ) можно рассматривать, как попытку устранить кризис идеологии смешения. Идеолог смешения И.Д. Родзиллер дважды советовал мне отказаться от изучения масс веществ. «Убивает не масса, - повторял он, - убивает концентрация». Но авторы методики НДВ как бы отказались...
Кризис идеологии смешения.
Когда наши потомки увидят пустыню, в которую мы превратили Землю, какое оправдание они найдут для нас? Айзек Азимов   Назовем системой управления совокупность законов, наставлений, правил и структуры органов, связанных с воздействием на речную воду и с оценкой результатов такого воздействия. Система управления должна...
Активисты Общероссийского народного фронта в Москве добиваются ликвидации несанкционированной свалки, обнаруженной в поселении Краснопахорское и занесенной на интерактивную карту свалок проекта ОНФ «Генеральная уборка». «На данный момент администрация района уже установила, что территория, на которой обнаружены залежи мусора: строительные материалы, пластиковые пакеты с различными отходами и даже кассовые аппараты, является частной, – рассказал эксперт регионального отдел...
Малые реки Новосибирска, являющиеся притоками Оби, озёра и болота составляют водную систему города. Речные водотоки являются воздуховодами, зелёными коридорами и осуществляют сток воды. Болота играют средообразующую функцию, выделяют кислород, поддерживают уровень влажности. Водоёмы города вместе с прибрежной зелёной зоной чрезвычайно важны для экологического благополучия города. Они являются местом рекреации для жителей мегаполиса. Многие из них, являясь ценными природными территориями, сохраня...
Проблемы и возможности осуществления мегапроектов  в "Эпоху ПиП" Для стран Евразийского континента, да и мира в целом, рамочным процессом, все больше влияющим на многие аспекты развития и использования ресурсов, является заявленная в 2013 году Китаем Инициатива «Пояс и путь»(ПиП), состоящая из «Экономического пояса Шелкового пути» и «Морского шелкового пути XXI века». Выдвижение Инициативы ПиП в 2013 г. было вызвано как социально-экономической и...
Понимание и оценка современного состояния гео- и экосистем невозможны без знания истории их развития. Как подчеркивал Л. С. Берг, «ландшафты не есть нечто неизменное во времени… понять данный ландшафт можно лишь тогда, когда известно, как он произошел и во что со временем превратился» (цит. по: [ 14, с. 3]). В полной мере это относится и к озёрным комплексам, как одним из важнейших компонентов ландшафтной структуры Западно-Сибирской равнины и субарктических регионов Сибири....
Катунь – судоходная река Республики Алтай и Алтайского края. Берёт начало на леднике Геблера. Катунского хребта, на южном склоне г. Белухи. При слиянии с р. Бией образует Обь.  Почти весь бассейн Катуни расположен в горах Алтая. Река относится к алтайскому типу, с высоким растянутым (2-3 месяца) весенне-летним половодьем и низкой осенне-зимней меженью. В годовом цикле почти всегда выражены две волны половодья: первая в конце апреля – начале мая, обусловленная таянием снега в пре...

Другие материалы

06.10. | Гость | Статью | Комментариев: 1
09.09. | Гость | Статью
  •  
  • Страница 1 из 42
  • ››
В группе: 1,942 участников
Материалов: 671

Объединение гражданского общества в деле сохранения рек Сибири и Дальнего Востока, обсуждение социально-экологических проблем бассейнов рек.

В группе "Реки Сибири и Дальнего Востока" обсуждаются актуальные вопросы, связанные с сохранением экосистем речных бассейнов, антропогенным воздействием на реки Сибири и других регионов мира, развитием движения в защиту рек.. Приводятся данные о состоянии рек, результаты оценки воздействия на реки проектов хозяйственной деятельности, предлагаются подходы...

Фотогалерея

Интересные ссылки

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

Активность на сайте

сортировать по иконкам
2 недели 1 день назад
Екатерина Алтайская
Екатерина Алтайская аватар
Приливы и отливы-результат опрокидыван­и­я водоворотов

Смотрели: 2,860 |

Добрый день, уважаемые форумчане! Я пишу статьи про ФККО, на самые злободневные темы. Предлагаю вам ознакомиться с последними материалами о...

2 года 47 недель назад
Юсуп Хизиров
Юсуп Хизиров аватар
Приливы и отливы-результат опрокидыван­и­я водоворотов

Смотрели: 2,860 |

Отзывы на гипотезу:­­

Викизнание: Обсуждение: Приливы_и_отлив­­ы
http:/.../goo.gl/JTHKlX
Википедия: Обсуждение: Прилив и...

2 года 47 недель назад
Юсуп Хизиров
Юсуп Хизиров аватар
Приливы и отливы-результат опрокидыван­и­я водоворотов

Смотрели: 2,860 |

Стоячие волны, и волны убийцы, полагаю ­результат деятельности водоворотов.
http:/.../goo.gl/vC3a3j
https:/.../goo.gl/nR1WNZ...

2 года 47 недель назад
Юсуп Хизиров
Юсуп Хизиров аватар
Приливы и отливы-результат опрокидыван­и­я водоворотов

Смотрели: 2,860 |

Причиной вертикальньного перемещения ок­еанических вод также является прецессия ­водоворотов. В природе нет суеты и если ­прецессия водоворо...

2 года 47 недель назад
Юсуп Хизиров
Юсуп Хизиров аватар
Приливы и отливы-результат опрокидыван­и­я водоворотов

Смотрели: 2,860 |

Схема движения приливной волны, по пери­­метру Североантлантического­ планетарно­г­о водоворота (съемка со­ спутника)
...

размешен 19.10.18 | Тип: Статью

Благодаря активности местных жителей и привлечения к проблематике экологов и СМИ информация о массовом негативном воздействии открытой угледобычи в Кузбассе в т.ч. и на реки Сибири, получила...

размешен 17.10.18 | Тип: Статью

Случаи экстремально высокого загрязнения воздуха в Москве чрезвычайно редки, заявили эксперты Общероссийского народного фронта в сфере экологии на заседании круглого стола, посвященного теку...

размешен 16.10.18 | Тип: Новость

16 октября 2018 год

...
размешен 16.10.18 | Тип: Статью

Малые реки Новосибирска, являющиеся притоками Оби, озёра и болота составляют водную систему города. Речные водотоки являются воздуховодами, зелёными коридорами и осуществляют сток воды. Боло...

размешен 16.10.18 | Тип: Статью

Любые процессы, связанные с производством, характеризуются не только преобразованием ресурсов и получением нужных веществ, но и образованием побочных продуктов. В большинстве случаев эти про...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал