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...
В пятницу завершилась 17 по счету Школа Молодого Экологического Инспектора на Дальнем Востоке. Провели ее сотрудники Амурского филиала WWF России и АмурСоЭС для 6 дружин охраны природы Дальнего Востока. Да, у нас уже шесть дружин (ну, вернее, 5 и одна квазидружинная инициативная группа) - "Барс" (Благовещенск), "Беркут" (Биробиджан), "Болонь" (Амурск), "Нижнеамурская экологическая инспекция" (она же "НЭИ") (Комсомольск-на-Амуре), "Тис"...
 Мастер газовой компрессорной станции Юрий Игоревич Было не оставляет попыток защитить свои права  в  противостояние с администрацией  НК «РН-Краснодарнефтегаз» по вопросу соблюдения экологического законодательства в курортном городе г. Горячий Ключ Краснодарского края.        Мы уже рассказывали о том как  потомственный нефтяник Юрий Игорьевич Было, работая в южном подразделение крупнейшей российской нефтяной компании, несколько...
ООО "НК РН-Краснодарнефтегаз".
Возможно ли покончить с нищетой, остановить климатические изменения и достичь гендерного равенства в ближайшие 15 лет? Мировые лидеры считают, что это возможно. На саммите ООН в сентябре 2015 года ими был утверждён ряд новых глобальных Целей устойчивого развития до 2030 года. Специалист в области социального прогресса Майкл Грин предлагает представить, как могут быть достигнуты эти цели и как это может изменить мир к лучшему. Как вы думаете, мир будет лучше в следующем году? А в следующем д...
Майкл Грин: Мы должны сделать упор на социальное развитие в глобальном масштабе
В 2014 я писал о том, что высыхают  озера, расположенные в лесостепном Приольхонье (средняя часть западного побережья Байкала).  Речь шла о исчезновении многих  небольших водоемов. Почти все они являлись слабоминерализованными (солоноватыми),  играют важную роль в сохранении уникального биоразнообразия. Про пересыхание среднего по размерам озера Цаган-Тырм написал в 2015 г.  Оно было известно своими грязями (местные жители считают их лечебными). От других минерализо...
Только любовь писателя к детям превратила это назойливое и надоедливое существо в положительного героя, ради спасения которого рисковал своей жизнью комар. С наступлением лета от мух никакого покоя нет, особенно в сельской местности. Чуть только начнет светать, они тут как тут. Их жужжание и назойливость любого выведет из терпения. Они не дают нам спать по утрам, а во время еды приходится постоянно отгонять их. Стоит только зазеваться, как мухи сразу же накидываются на варенье, сахар, фрукты, хл...

Другие материалы

09.08. | Гость | Статью
  •  
  • Страница 1 из 44
  • ››
В группе: 1,959 участников
Материалов: 701

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

Коллекция экологических ссылок

«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

размешен 16.08.19 | Тип: Статью

Краевая программа «Усынови заказник» в тесном сотрудничестве с КГБУ «...

размешен 16.08.19 | Тип: Статью

Представим ситуацию: вы проснулись, выглянули в окно и обнаружили, что в вашем дворе, прямо на детской площадке или в п...

размешен 15.08.19 | Тип: Новость

"Союз коренных малочисленных народов Томской области" провел акцию по подержке защиты сибирской тайги от пожаров. Акция была проведена в двух районах области, где компактно прожива...

размешен 13.08.19 | Тип: Статью

Экологическое неблагополучие Байкала наиболее заметно в районе Малого Моря. К примеру, вот что я наблюдал на острове Ольхон.  27 июля у мыса Шаманка – бывшего...

размешен 13.08.19 | Тип: Статью

В пятницу завершилась 17 по счету Школа Молодого Экологического Инспектора на Дальнем Востоке.

Провели ее сотрудники Амурского филиала WWF России и АмурСоЭС...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал