Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Проблемы охраны природных и использования сточных вод межведомственный сборник

..pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
20.10.2023
Размер:
7.78 Mб
Скачать

Сток растворенных веществ

Приток (д. Теребуты)

Ингредиент

всего

зима

весла

лето

осень

 

 

 

 

 

 

 

 

 

за год,

 

 

 

0/

 

 

 

 

 

т

т

%

т

т

%

т

%

 

/0

0 2 растворенный

1995

344

17

462

23

497

25

692

35

Органическое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вещество

12864

1889

15

4688

36

3237

25

3050

24

Азот:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аммонийный

3576

632

18

1526

43

806

23

612

16

нитратный

565

104

19

148

26

183

32

130

23

Фосфор мппе-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ральнып раст­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воренный

227

49

21

68

30

54

2-1

56

25

Железо раство-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ренное

634

79

12

170

27

63

10

322

51

 

 

 

 

 

 

 

Водный сток,

 

5S8

92

16

196

33

1-12

24

158

27

Величина pH воды реки выше водохранилища со­ ставляла 6,9—7,8, ниже — 7,2—8,5. Наименьшие значе­ ния приходятся на подледный период, максимальные —

на период наиболее интенсивного фотосинтеза (см рис. 1).

. Биогенные элементы. Содержание аммонийного азо­ та на обоих участках реки очень высокое. В створе Теребут его концентрация колебалась в пределах 1,65— 10,37 MaN/л. Максимальные величины наблюдались в пе­ риод ледостава, когда в условиях почти полного отсутст­ вия кислорода тормозятся процессы нитрификации. При­ ток аммонийного азота в водохранилище зимой составлял 18% годового, сток в нижний бьеф — 27%.

В свободное от льда время, особенно в период высоких

температур, концентрация NH4 в воде нижнего участка ре­ ки значительно меньше (0,27 — 3,37 MaN/л), чем верхнего (1,65 9,52 MaN/л), за счет интенсивного развития процес­ сов нитрификации в водохранилище в этот период (рис. 2).

Годовой сток аммонийного азота в нижний бьеф водохранилища сократился на 41% от притока.

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 1

в р. Свислочи,

1972

г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сток (нижний бьеф)

 

 

 

 

всего за год,

зима

 

весна

лето

 

осень

 

 

 

 

1

 

 

 

 

т

т

 

%

т

%

т

%

т

%

 

 

4223

494

 

12

1335

32

963

23

1431

34

11641

2021

 

17

4199

36

2578

22

2858

25

2155

576

 

27

773

37

309

14

497

. 21

2108

278

 

13

1107

52

101

5

617

30

89

19

 

21

31

34

19

22

20

23

413

82

 

20

142

34

57

14

132

32

10йм 3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

604

95

I

16

198

33

141

23

I ,70

28

Динамика нитратного азота в воде р. Свислочи пока­

зывает (см.

рис. 2), что наибольшие изменения в содер­

жании его на обоих участках реки происходят в период открытого русла, причем наибольшие концентрации на­ блюдались в теплый период года.

В створе Теребуты количество ЫОг составляло 0,11 —

0,37

MaN/л,

в нижнем бьефе водохранилища — 0,18 —

0,38

MaN/л. В

подледный период содержание

нитритов в

каждом из участков реки было незначительным

либо сни­

жалось до аналитического нуля, так как в^ это время из-за отсутствия кислорода процессы дальнейшей минерализации (нитрификация) идти не могут и возможен обратный про­ цесс— денитрификация.

В период ледостава содержание NO3 на каждом из участков реки снижалось до аналитического нуля. Вес­ ной и осенью в нижнем бьефе водохранилища его содер­

жание резко возрастает до 6— 10 ма N/л.

В створе Теребуты количество нитратов в этот пери­ од изменялось от 1,4 до 2,7 MaN/л. Приток нитратного азота в водохранилище весной составлял 26% годового,

20

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

2

Изменения в стоке растворенных веществ

в р.

Свислочн, 1972 г.

 

Всего за

год

 

Зима

 

Весна

 

 

Лето

 

Осень

 

Ингредиент

 

 

( Х Н - П )

(III—V)

(VI—VIII)

(IX —XI)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 %

 

« 1 %

т

% т

% т

%

0 2 раство­

 

 

+

150

 

 

 

 

 

 

 

 

ренный

+2228

112

44

+873

189 +466

94

+739

107

Органическое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вещество

—1208

10

+

132

7

—489

10 —659

20

192

6

Азот:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аммоний­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ный

1421

41

56

9

—753

49 —497

62

115

19

’ нитратный

+ 1538 272

+174

169

+959

648 -

82

45

+487

375

Фосфор ми­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неральный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

растворен­

—137

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ный

61

30

62

37

55 —35,5

64

- 3 5 ,7

63

Железо раст­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воренное

—221

35

+

з

3

28

16 6,0

10 —190

59

 

 

 

Водный сток, 106

 

 

 

 

 

 

 

16

з

+ 3 | 4 | + 2

1

 

- 1

0 + 12 8

осенью — 23%, сток из водохранилища — соответствен­ но 52 и 30% (см. табл. 1). Сток из водохранилища в эти сезоны превышал приток весной в 6,5, осенью — в 3,8 раза.

Втеплое время года.концентрация нитратного азота

внижнем бьефе значительно снижается в результате потребления его фитопланктоном, который интенсивно развивается в водохранилище в этот период. Сток ни­

тратов составлял 5%

годового, приток — 32%

(см.

табл.

1). Годовой сток нитратного азота из

водохрани­

лища

примерно в 3 раза превышал его

приток

(см.

табл.

2).

 

 

 

Динамика минерального фосфора в створе Теребуты

показывает (рис. 3),

что определенной закономерности

в распределении концентраций по сезонам года не на­ блюдалось. Колебания в его содержании очень большие (0,12— 1,45 мгР/л), в основном это растворенный фос­ фор (0— 29 мгР/л).

В нижнем бьефе водохранилища концентрация фос­ фатов 0,3—0,9 мгР/л (общий) и 0—0,73 мгР/л (раство-

22

ог,нс/л

Рис. 1. Сезонная динамика pH и растворенного кислорода в воде р. Свислочи: 1 — д. Теребуты; 2 — нижний бйеф

Ofl

0,3

№'2,МПЦЛ

N0'3lNHb,»r Н/л

Рис. 2. Сезонная динамика минеральных форм азота в воде р. Свислочи: 1 — NH4 ; 3 — N 03 5 — NO, (д. Теребуты); 2 — NH4; 4 — N 03; 6 — NO 2 (нижний бьеф)

Рис. 3. Сезонная динамика минерального фосфора в воде р. Свислочи: 1 — Р 04 общин; 2 — Р 0 4 растворен-

ный (д. Теребуты); 3—Р 0 4’ общий; 4 — Р 0 4” растворенный (нижний бьеф)

репный), максимальные величины наблюдались в конце подледного периода (февраль—март). Во время весен­ него паводка содержание растворенных фосфатов сни­ жалось до аналитического нуля или не превышало сотых долей мг/л, что обусловлено притоком талых вод, со­ держащих небольшое количество фосфатов.

Годовой сток растворенных фосфатов в реку под влиянием водохранилища снизился на 61,%, что, веро­ ятно, связано с переходом их в донные отложения (см.

табл. 1, 2).

Рис. 4. Сезонная динамика растворенного железа в воде р. Свнслочн: 1 — д. Теребуты; 2 — нижний бьеф

Воды Свислочн в течение всего года несут в Осиповичское водохранилище большое количество растворен­ ного железа (0,82—2,44 мг/л), в редких случаях сни­ жаясь до 0,20—0,54 мг/л. Наибольшее количество его приходит в водохранилище весной и осенью. Определен­ ной закономерности в распределении концентраций рас­

творенного железа по

сезонам года не наблюдается

(рис. 4).

 

В воде нижнего бьефа водохранилища концентрация

растворенного-железа

составляла 0,20— 1,75 мг/л. Более

высокие значения наблюдались в 1знмне-весенний период

(1— 1,75 мг/л),

осенью количество растворенного желе­

за значительно

снижается (0,20—0,60 мг/л), что связа­

но, вероятно, с переходом его в донные отложения водо­ хранилища в виде гидроокиси при значительном насы­ щении воды кислородом и высоким pH, а также за счет потребления фитопланктоном (см. рис. 4). Годовой сток

26

его из водохранилища сократился на 35%. Максималь-- ное сокращение (на 60%) отмечено в вегетационный пе­ риод.

Органическое вещество. Динамика бихроматной и перманганатной окисляемоена каждом из участков реки представлена на рис. 5. Определенная закономер­ ность в распределении органического вещества по сезо­ нам не наблюдалась.

Бихроматная окисляемость воды в створе Теребуты за весь период наблюдений выражалась величиной 21—

Рис. 5.- Сезонная динамика перманганатной и бихроматной окисляемости в воде р. Свнслочп: 1 — ПО; 2 — БО (д. Теребуты); 3 — ПО; 4 — БО (нижний бьеф)

45'мгО/л, иерманганатная — 6,8—23,4 мгО/л. Отноше­ ние ПО : БО составляло 21—74%. В нижнем бьефе водо­ хранилища содержание органических веществ было не­ сколько ниже. Бихроматная окисляемость изменялась от 19,5 до 40 мгО/л, перманганатная — 8—20 мгО/л, отно­ шение ПО : БО составляло 24—58%- В период открыто­ го русла, когда в водохранилище создаются наиболее благоприятные условия для процессов самоочищения, содержание органических веществ несколько снижается.

Таким образом, процессы самоочищения в.Осиповичском водохранилище наиболее интенсивно протекают в период открытого русла, когда в результате фотосинтеза и ветрового перемешивания вода значительно обогаща­ ется растворенным кислородом, стимулирующим эти

?7

процессы, в результате чего годовой сток органического вещества сократился по сравнению с притоком на 10%, азота аммонийного — на 41, растворенных фосфатов — на 61, железа растворенного — на 35%. Годовой сток нитратного азота увеличился примерно в 3 раза.

Литература

1.

А л е к и н О.

А. Основы.гидрохимии. Л., 1970.

2.

А л е к и н О.

А., Б р а ж н и к о в а

Л. В. Сток растворенных

веществ с территории СССР. М., 1964.

 

3.

К а п л п н В.

Т., Фе с ей ко Н. Г.

Загрязнение и самоочище­

ние водоемов. Гидрохимические материалы, т. XV. Л., 1967.

4.

С к о п и н ц е в Б. А. О соотношении между кислородом окнс-

ляемостн, органическим углеродом и общим содержанием органиче­

ского вещества в природных водах. Гидрохимические материалы т. XVIII. М., 1950.

А. Г. КУДРЯШОВА

(Белорусский политехнический институт)

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВПК ПРИ ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД

/^/\ААЛЛЛЛАЛАЛАЛЛАЛАЛЛАЛАЛАЛАЛЛЛЛАЛАЛЛЛЛЛЛЛ/'^Л«Л<ЛАЛАЛАЛЛЛЛЛЛААЛЛЛЛАЛ

Процесс биохимического потребления кислорода (БПК) в воде по природе своей является случайным,-за­ висящим от большого числа различных и, как правило, ие поддающихся точной количественной и качественной оценке факторов. В силу этого практически невозможно, однозначное определение причинно-следственных связей, характеризующих развитие процесса. Изменчивость ве­ личины ВПК — одного из основных показателей состоя­ ния водоема и пригодности его в качестве источника водоснабжения — обусловлена как сложностью окисли­ тельно-восстановительных процессов при химических и биохимических превращениях органического вещества в водоеме, так и существенным влиянием внешних факто­ ров — метеорологических условий, гидрологического ре­ жима водоема, изменениями в количестве и составе за-

грязнений, поступающих в водоемы с хозяйственно-бы­ товыми и промышленными сточными водами, и т. д.

Неизбежны некоторые отклонения и случайные ошибки при опытных определениях БПК даже при са­ мой тщательной постановке эксперимента.

При изучении 'подобных «плохо организованных си­ стем» используются методы сглаживания, аппроксима­ ции в некоторой ограниченной области эмпирических за ­ висимостей с помощью математических функций, вклю­ чающих подходящие переменные. Исследование такой сглаженной функции, как правило, позволяет больше узнать о рассматриваемой «истинной» зависимости н оценить отдельные и совместные эффекты изменения переменных.

29

Примером такой аппроксимации является

широко

распространенное уравнение [1, 3, 6, 9, 10, 12]

 

БПК, = БПКп(1 - Ю - *0 ,

(1)

где БПКг н БПКП — количество кислорода, потреблен­ ное соответственно за время t и к концу реакции биохи­ мического окисления; k — константа, характеризующая скорость процесса.

Однако, как неоднократно отмечалось

в

различных

работах (например,

[9]) п как

показал

анализ

резуль­

татов собственных наблюдений

[7], зависимость

(1) з

ряде случаев дает

результаты,

заметно

отличающиеся

от полученных опытным путем.

 

 

 

 

В связи с этим была, предпринята попытка,

используя

данные определений БПК при различных сроках экспо­ зиции, а также данные по некоторым другим характе­ ристикам качества воды, подобрать математические за ­ висимости, более близко аппроксимирующие результаты опытов и охватывающие большее число воздействую­ щих факторов. Учитывая случайный характер процесса биохимического потребления кислорода, в работе ис­ пользовались методы регрессивного анализа н статисти­ ческой оценки результатов [5]. Основные расчеты вы­ полнялись на ЭЦВМ «Напри» и «Мннск-22». Работа включала три основных этапа:

1) опытное определение параметров, характеризую­ щих процесс биохимического потребления кислорода, с использованием методов планирования эксперимента;

2)регрессивный анализ статистической зависимости величины БПК от времени экспозиции проб воды;

3)анализ влияния различных факторов на скорость биохимического потребления кислорода.

Постановка эксперимента по оценке качества воды. При проведении экспериментов ставилась задача опре­ деления характеристик процесса биохимического по­

требления кислорода, а также выделения и оценки доми­ нирующих. факторов. Исследование качества воды яв­ ляется типичным случаем, когда эксперимент ведет природа, а исследователю приходится оставаться в роли пассивного наблюдателя, т. е. ограничиваться пассивным экспериментом [8]. Это очевидное положение наложило свой отпечаток на методику планирования эксперимен­ тов. Программа эксперимента была составлена так, чтсц

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ