Система дистанційного моніторингу Каховського водосховища

 

    Дослідження що  здійснюються в лабораторії виконуються  у відповідності з нормативними  дослідницькими та власними процедурами. 

    Оскільки не  існує єдиного показника, який  характеризував би весь комплекс  характеристик води, оцінка якості  води ведеться на основі системи  показників.

Таблиця 2.2.2.

Загальні хімічні показники якості води та методи їх отримання:

1. Розчинний кисень. Лабораторне отримання кисню засновано на розкладанні багатих їм, але порівняно нетривких речовин. Звичайно застосовується хлорат калію («бертолетова сіль»), розпадається при нагріванні на хлорид калію і кисень.
2. БСК визначається як кількість кисню, яка витрачається на біохімічне окислення в одиниці об’єму органічних речовин за певний період часу. В практиці визначають на протязі 5 діб – БСК5. Чим більше у воді органіки, тим вище окисленість і більше БСК.
3. Феноли. Вміст фенолів у воді може визначатися метаболізмом гідробіонтів і біохімічною трансформацією органічних речовин.
4. Нафтопродукти. Екстракційно-спектрофотометричне визначення та флуориметричний метод.
5. Амонійний іон. На сьогоднішній день основною методикою виконання вимірювань (МВВ) масової концентрації аміаку та іонів амонію є метод капілярного електрофорезу.
6. Нітрити. Нітрити у воді визначаються за допомогою реактиву Грісса, що представляє суміш альфанафтіламіна і сульфаниловой кислоти воцтовокислого розчині.
7. Марганець і Залізо. Проводиться   калориметричним способом  за допомогою фотоелектрокалориметра КФК-3
8. Цинк. Дітізований метод.

9) Нітрати. Спектрофотометричний  метод визначення нітратів з  реактивом Грісса та потенціометричний.

10) Свинець. Плюмбоновий метод.

2.2. Відбір та  підготовка проб

    Місце відбору проб залежить від поставленого завдання. Проби води відбирають у маловодні і багатоводні періоди.

    Відбір проб  може бути регулярним та нерегулярним. Проба має бути характерною  для місця відбору, а обсяг  залежить від кількості досліджуваних  компонентів та обраної методики  аналізу.

    Проби води  відбирають у склянку з поліетилену  чи боросилікатного скла «пірекс». Посуд попередньо миють синтетичними миючими засобами, розчином хлоридної кислоти, скляний – хромовою сумішшю, після чого споліскують спочатку водопровідною, а потім дистильованою водою.

   На місці пробо  відбору визначають температуру  води, наявність та характер водної  рослинності, стан і забруднення  берегів, замученість дна, прозорість  води, запах, наявність осаду.

       Перед  відбором проб посудину 2-3 рази  промивають водою, яку беруть  для досліджень. Проби відбирають  з однакової глибини. Відібрану  пробу аналізують впродовж 2-3 годин  після відбору. В іншому випадку  її зберігають у холодильнику  чи консервують.

    Рекомендовано,  щоб окремі проби використовувались  для хімічних, мікробіологічних, і  біологічних аналізів, тому що  методики для збирання й обробляння  різні.

   При пробах на  місці кожна проба буде виражати  якість води тільки в той  момент і на тому місці, з  якого вона взята. Дана проба  рекомендована якщо потік води, з якого будуть відбирати проби  не однорідний, якщо значення  параметрів не однорідні.

   Періодичні проби  залежать від часу, об’єму, потоку. Перші проби відбирають з використанням  механізму відліку часу, де проба  качається в контейнери протягом  визначеного періоду часу. Другий  тип проб – коли зміни у  критеріях якості води і об’ємній  швидкості потоку не знаходяться  у взаємозв’язку. Третій –  у постійні інтервали часу  відбирають проби різних об’ємів  залежно від потоку.

   Також виділяють  безперервні взяті за встановлених  та змінних об’ємних швидкостей  потоку, серійні за профілем глибини  й площі, складені та проби  великого об’єму.

   Обладнання для  пробо відбирання повинне забезпечувати  тривкість до критичних температур, до поломки, легкість запечатування  і повторного відкриття, розмір, форму, масу, доступність, вартість.

   Треба дотримуватись  застережних заходів для того, щоб запобігти замороженню проб, особливо для визначень натрію, хлориду, pH. Для світлочутливих матеріалів треба використовувати світло поглинальне скло. Скляний посуд придатний для органічних хімічних сполук і біологічних видів.

  Поліетиленовий посуд  придатний для звичайного відбирання  проб для визначення хімічних  та фізичних параметрів.

   Для органічних  домішок, що забруднюють у мікрокількостях посуд для проб повинен бути скляним.

   Вмістилища для  проб мікробіологічної експертизи  повинні бути зі скла або  пластмаси гарної якості і  без токсичних речовин, протистояти  високим температурам.

   Найпростішим обладнанням  для взяття проб фізичних чи  хімічних характеристик – це  ківш, яку занурюють у товщу  води і виймають після наповнення. Були розроблені й високоавтоматизовані  пробовідбірники – зонди обладнані  контрольно-вимірювальними пристроями.

   Більшість проб  для біологічного аналізу направляють  в лабораторію. Для проб необхідним  є широкогорлий посуд, виготовлений  із пластмаси чи скла.

  Проби на характеристику  радіоактивності потрібно відбирати  в пластиковий посуд, попередньо  очищений мийним засобом, промитий  водою і розведений азотною  кислотою.

  Проби придатні для  визначення розчинених газів  треба отримувати за допомогою  обладнання, що відбирає пробу  витісненням води, швидше ніж  повітря з пробовідбірника.

   Після відбору  на бутилі з пробами наліплюють  ярлики, на яких позначають звідки  взята вода і разом із супроводжувальними  бланками направляють в лабораторію,  де реєструють у журналі. У  день доставки проби визначають  окисність, азот амонійний і  нітритний, залізо, марганець, розчинений кисень.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РОЗДІЛ 3 ІНТЕРПРЕТАЦІЯ  РЕЗУЛЬТАТІВ МОНІТОРИНГУ

3.1 Статистичний  аналіз результатів

     Для аналізу  статистичних даних існує широкий  спектр різноманітних засобів.  Для проведення нескладного аналізу  використовується статистичні функції  як середнє арифметичне, медіана,  мода тощо. Для більш глибокого  аналізу застосовується гістограми, ранжування даних, проведення регресійного аналізу тощо.

     Для аналізу  даних найчастіше використовують  такі статистичні функції, як  середнє арифметичне, середнє  геометричне, максимальне та мінімальне  значення та інші.

     Статистичними  характеристиками змінності множини  вимірювань є дисперсія і стандартне  відхилення.

     Дисперсією  є середнє арифметичне з квадратів  відхилень значень випадкової  величини, що спостерігається від  їх середнього арифметичного  значення

,                                         (3.1.1)

де середнє арифметичне  значення дорівнює

                                                       (3.1.2)

     Стандартне  відхилення це квадратний корінь  з дисперсії. Велике стандартне  відхилення вказує на те, що  значення надто розкидані відносно  середнього, а мале – на те, що значення зосереджені навколо  середнього.

                                                                            (3.1.3)

     На основі  моніторингових спостережень за  якістю води річки Унава був проведений статистичний аналіз результатів за трьома показниками і оформлений у вигляді таблиць.

 

 

 

 

 

Таблиця 3.1.1

Статистичний  аналіз результатів моніторингових спостережень за якістю води в р. Унава ( за показником БСК)

Код створу	26п-4	26п-5	27п-1
Відстань від гирла,км	32,1	21,3	5,4
Значення БПК,мг/л:
разові х	2,55	10,2	8
	5,66	5,99	6,6
	-	7,9	8,34
	-	4,4	2,82
	-	6,16	4,9
	-	7,2	6,1
	-	-	5,54
середні арифметичні х	4,1	6,97	6,04
мінімальні Хmin	2,55	4,4	2,82
максимальні Хmax	5,66	10,2	8,34
Дисперсія σ²	2.41	3,25	2,8
Стандартне відхилення σ	1,55	1,8	1,67
Кількістьспостережень n	2	6	7

Таблиця 3.1.2

Статистичний  аналіз результатів моніторингових спостережень за якістю води в р. Унава ( за показником розчинений кисень)

Код створу	26п-4	26п-5	27п-1
Відстань від гирла,км	32,1	21,3	5,4
Значення О2,мг/л:
разові х	10,3	13,5	13,1
	12,1	10,8	12,9
	9	6,8	7,9
	8,5	14,2	14
	9,32	9,65	6,55
	-	-	-
	-	-	-
середні арифметичні х	9,8	10,99	10,89
мінімальні Хmin	8,5	6,8	6,55
максимальні Хmax	12,1	14,2	14
Дисперсія σ²	1,62	7,006	7,62
Стандартне відхилення σ	1,27	2,64	2,76
Кількістьспостережень n	5	5	5

 

 

 

 

Таблиця 3.1.3

Статистичний  аналіз результатів моніторингових спостережень за якістю води в р. Унава ( за показником нітрати)

Код створу	26п-4	26п-5	27п-1
Відстань від гирла,км	32,1	21,3	5,4
Значення нітрати,мг/л:
разові х	50,7	55,5	41,3
	42	39,7	50,4
	39,5	34,8	31,4
	40,6	43,4	44,7
	45,2	30,4	40,3
	-	-	-
	-	-	-
середні арифметичні х	52,72	40,76	41,62
мінімальні Хmin	39,5	30,4	31,4
максимальні Хmax	50,7	43,4	50,4
Дисперсія σ²	99,54	73,62	38,55
Стандартне відхилення σ	9,97	8,5	6,2
Кількістьспостережень n	5	5	5

 

 

3.2 Оцінка екологічного  стану досліджуваної території

     Під екологічною оцінкою якості вод розуміють віднесення води до певного класу, категорії згідно з екологічною класифікацією на підставі аналізу значень показників її складу і властивостей. Екологічна оцінка якості вод дає інформацію про воду як складову водної екосистеми, життєве середовище гідро біонтів і важливу частину природного середовища людини.

    Методи і способи  оцінки якості поверхневих вод  та ступеня їх забрудненості  за гідрохімічними показниками  численні і різноманітні. Це обумовлено  завданнями оцінки, кількістю та  якістю вихідної інформації, способами  узагальнення аналітичного матеріалу  та цілим рядом інших факторів.

     Оцінка стану Каховського водосховища проводиться за 2-ма методиками.

1. Метод інтегральної оцінки якості води.

З метою встановлення рівня якості води водних об’єктів проводиться  триступенева класифікація за ознаками повторюваності випадків забруднення, кратності перевищень нормативів, а також з врахуванням характеру забруднення.

Перший ступінь класифікації оснований на встановлення міри стійкості забруднення. Як міра стійкості забруднення використовується загально поширена в гідрохімічній практиці величина повторюваності випадків перевищення ГДК