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...
8 января исполнилось 111 лет со дня рождения крупного советского орнитолога и организатора движения дружин по охране природы Константина Николаевича Благосклонова. Чтобы предотвратить дополнительные вымирания птиц и млекопитающих должны быть расширены действия по сохранению биоразнообразия. Фейерверки ухудшают качество воздуха и становятся причиной травм людей и животных. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана пр...
24 января 1993 года создан заповедник «Убсунурская котловина». Лесные массивы планеты смягчают последствия изменения климата, больше поглощая, чем  выделяя углерод,   но этот баланс меняется. Экоопасное расползание крупных городов срывает надежды на их устойчивое развитие. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. В...
23 января 1935 года организован Тебердинский заповедник. Китай планирует построить десятки новых электростанций, работающих на угле, и заводы по переработке угля в химикаты, разрушающие климат. Климатические итоги и пять побед экологических активистов в 2020 году. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в России и ми...
От пандемии COVID-19 до глобальных протестов из-за расовой несправедливости, продолжающихся стихийных бедствий и массовой политической активности во всем мире - нет никаких сомнений в том, что это был тяжелый год для мира. Тем не менее, несмотря на все это, постоянные усилия рядовых активистов на переднем крае экологической и социальной справедливости продолжают приносить свои плоды. Читайте дальше, чтобы узнать о пяти победах экологических активистов в 2020 году. Важно...
Интервью с экологами и писателями, рассказы об активистах, истории  гражданских побед и поражений, проблемы настоящего и горизонты будущего.  Подборка лучших статей, опубликованных на сайте ecodelo.org в 2020 году.   Анатолий Лебедев: Сегодня на защите ресурсного криминала уже стоят не банды, как в 1990-е, а вся мощь окрепшего режима О своем литературном и экологическом пути, сибирском и дальневосточном экологическом движение, взаимоотношени...

Другие материалы

30.11. | Гость | Статью
27.07. | Гость | Статью
13.07. | Гость | Статью
10.07. | Гость | Статью
  •  
  • Страница 1 из 45
  • ››
В группе: 1,983 участников
Материалов: 720

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
1 день 38 минут назад
marekadinewelos@gmail.com m...
marekadinewelos@gmail.com marekadinewelos@gmail.com аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 214,228 |

yyy where can i find a shoutbox message? / sells

1 год 30 недель назад
Марина Иванова
Марина Иванова аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 214,228 |

Спасибо за ссылку. Очень пригодилась! ...

4 года 42 недели назад
martaka maminov
martaka maminov аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 214,228 |

Обращайтесь, отличная компания http://www.ecocentrp.ru/about/actions/...

5 лет 2 недели назад
Глеб савельев
Глеб савельев аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 214,228 |

нужна схема пещер с измерениями

5 лет 5 недель назад
Ольга Волобуева
Ольга Волобуева аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 214,228 |

если Вы обладаете информацией , как составить топокарту пещеры, пишите нам. Очень нужна помощь в составлении паспорта объекта

размешен 03.03.21 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 03.03.21 | Тип: Статью

1 марта 2004 года был создан Государственный природный Каратауский заповедник. Коронавирус существенно повлиял на формирование мировоззрения и идентичности молодых людей. У Кузба...

размешен 02.03.21 | Тип: Статью

Заканчивается наш проект «Школьный экоактив. Сохраняем природу вместе. Документальный фильм». Премьера ...

размешен 02.03.21 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 02.03.21 | Тип: Статью

1 марта 1994 года организован Каратал-Жапырыкский государственный заповедник. Экологические организации со всего мира обратились к банкам с просьбой не финансировать 1445-километ...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал