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...
30 лет назад, 20 мая 1992 года в Карелии был образован Национальный парк Паанаярви. В 2021 году четыре ключевых показателя изменения климата — концентрация парниковых газов, повышение уровня моря, теплосодержание океана и закисление океана — установили новые рекорды. В России из-за нехватки импортного сырья возникли проблемы с ветошью. Эти и другие темы в новом выпуске Обзора эконовостей Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проб...
11 мая 1993 года образован Большой Арктический заповедник. Крупные лесные пожары, раздуваемые ураганными ветрами,  бушуют в Сибири и на Дальнем Востоке страны. Общественная организация Экодом запустила кампанию«Передоз» по мониторингу различных мест Беларуси, загрязненных радиоактивными отходами.  Эти и другие темы в новом выпуске Обзора эконовостей Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и...
15 июня 2009 года в Архангельской области создан национальный парк Русская Арктика. ЕСПЧ вынес решение по жалобе российских общественных организаций на закон об иностранных агентах. Наводнения и оползни привели к закрытию всех входов в Йеллоустонский национальный парк в США. Эти и другие темы в новом выпуске Обзора эконовостей Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, чт...
27 июня 1996 года в Хмельницкой области Украины создан Национальный природный парк Подольские Товтры. Кульминацией десятилетней кампании, проводимой тайскими общинами и защитниками окружающей среды, стало решение Кабинета министров Таиланда призвавшего к отмене возглавляемого Китаем проекта по улучшению судоходного канала Лансанг-Меконг, известного как проект “разрушение порогов” Меконга. По решению суда транснациональная химико-фармацевтическая компания Bayer AG должна будет выпла...
21 июня 1882 года, 140 лет назад родился Рокуэлл Кент,  знаменитый американский художник, писатель, путешественник и общественный деятель. Семиокапитализм —одна из метаморфоз капитализма, когда корпорации борются за внимание и эмоции, а потребители не замечают, как становятся донорами чувств. Мангровые заросли и коралловые рифы могут быть экономически эффективными в сокращении прибрежных наводнений. Главные экологические новости в новом выпуске Обзора Международного Социально - эколог...

Другие материалы

23.05. | Гость | Статью
06.05. | Гость | Статью
27.03. | Гость | Статью
27.03. | Гость | Статью
  •  
  • Страница 1 из 46
  • ››
В группе: 1,999 участников
Материалов: 733

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

Активность на сайте

сортировать по иконкам
30 недель 19 часов назад
YВMIV YВMIV
YВMIV YВMIV аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 236,805 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

32 недели 2 дня назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 236,805 |

Thank you, your site is very useful!

32 недели 3 дня назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 236,805 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

1 год 8 недель назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 236,805 |

Возможно вас заинтересует информация на этом сайте https://chelyabinsk.trud1.ru/

32 недели 3 дня назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 2,740 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

размешен 04.07.22 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 02.07.22 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 02.07.22 | Тип: Статью

30 лет назад, 3 июля 1992 года в Казахстане был учрежден Западно-Алтайский государственный природный заповедник.

Конференция ООН по океану, прохо...

размешен 01.07.22 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 01.07.22 | Тип: Статью

2 июля отмечается Международный день собак.

В Москве экоактивистку Ольгу Кузьмину принудительно увезли в психиатрическую больницу, а в Гродно зад...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал