Теорія і методи аналізу регіональних гідрохімічних систем (стр. 43 )

Вивчення процесів формування хімічного складу дренажно-скидних вод показало, що в цьому типі вод, внаслідок їх безпосереднього контакту із цими речовинами, утворюються сприятливі умови для виносу забруднюючих речовин у завислому та розчиненому станах у прибережну частину заток. Внаслідок фізико-хімічних процесів перетворення розчинених у воді добрив, пестицидів, мінеральних солей з ґрунтового покриву рисових чеків змінюються окислювально-відновні властивості води, погіршується її прозорість, збільшується колірність, мінералізація.

Рис. 6.3.

НА ОКРЕМОМУ ФАЙЛІ

Таблиця 6.6

Результати факторного аналізу дренажно-скидних вод

(забруднюючі речовини)

Ознаки факторів

Фактори та їх внесок,%

І

(28,8%)

ІІ

(17,2%)

Ш

(10,9%)

ІV

(10,2%)

V

(7,3%)

VІ

(5,4%)

Факторні навантаження

Колірність

0,82

Прозорість

0,68

Завислі речовини

0,62

рН

-0,78

Fe

0,64

0,89

0,73

0,74

СПАР

-0,86

Мn

0,78

Cu

0,76

Zn

0,73

P

0,88

Co

0,63

Базагран

-0,88

Пропанід

0,78

3,4 ДХА

0,79

Сатурн

0,78

Ялан

0,58

6.6.3. Донні відклади як вторинний фактор формування ГХС.

Донні відклади у прибережній частині акваторії заток за гранулометричним складом достатньо однорідні. Переважають частинки діаметром від 0,5 до 0,01 мм. Їх частка досягає 85-95%. Але є суттєві відмінності у розподілі органічних речовин у донних відкладах. Органічна речовина зосереджена в основному у тонкодисперсних фракціях діаметром 0,1-0,05 і 0,05-0,01 мм. Розподіл частинок цього діаметру вздовж узбережжя нерівномірний. Найбільша кількість їх накопичується в місцях з повільним водообміном, як правило, на мілині. Саме ці частинки й відіграють основну роль в акумуляції забруднюючих речовин у рекреаційній зоні заток.

Для вивчення процесів акумуляції забруднюючих речовин у донних відкладах за результатами їх лабораторного аналізу було виконано оцінку масиву даних, який характеризує хімічний склад донних відкладів.

Результати факторного аналізу наведені в табл.6.7., а схема взаємозв`язку факторів і ознак, що характеризують протікання фізико-хімічних процесів у донних відкладах, на рис.6. 4. Весь комплекс процесів, що мають місце у донних відкладах, характеризується за допомогою шести факторів.

Перший фактор характеризує проникання у донні відклади з морської води при довготривалому контакті катіонів Са2+, Мо2+, Na+, K+ та аніонів, СІ-, . Накопичення цих іонів пов`язано у великій мірі з вологою, яка акумулюється органікою фракцій 0,05-0,01 мм. Внесок цього фактору оцінюється у 46%.

Таблиця 6.7

Результати факторного аналізу фізико-хімічних властивостей донних відкладів Джарилгацької затоки

Ознаки та фактор

ні навантаження на них

Фактори та їх вклад, %

І

46,3

П

14,2

Ш

9,5

ІV

7,0

V

6,0

VІ

5,0

D 0,5-0,25

-0,57

0,61

D 0,25-0,10

-0,5

-0,65

D 0,10-0,05

0,82

D 0,05-0,01

0,76

Втрати від прожарювання

0,75

Щільність

0,56

Вологість

0,78

Рв

0,89

Cu

0,78

Co

0,48

-0,67

Zn

0,59

Fe

0,96

Mn

0,95

Ni

0,77

0,67

0,49

0,52

0,68

-0,59

K+

0,78

Гумус

0,65

Карбонатність

0,65

Сухий залишок

0,94

Загальна лужність

-0,66

СІ -

0,88

0,96

Ca2-

0,79

Mg2+

0,94

Na+

0,86

рН

0,97

Рис. 6.4.

НА ОКРЕМОМУ ФАЙЛІ

Другий фактор характеризує процеси амоніфікації органіки теригенного походження. Найбільш інтенсивно ці процеси протікають у тонкодисперсних фракціях, які містять максимальну кількість органіки. Хід цього процесу супроводжується значною зміною рН, лужності води (рис.6.4). Його вклад у формування хімічного складу донних відкладів складає 15%.

Третій фактор характеризує накопичення заліза і марганцю в донних відкладах. Ці метали як елементи-гідролізатори при змішуванні морських і дренажно-скидових вод випадають з розчину в осад, утворюючи частинки аморфної структури (флокули), які складені в основному з гідроксидів та гумінових речовин. Маючи властивості реакційноспроможних сорбентів, що приймають участь у видаленні з розчинів інших елементів при їх осадженні або сорбції. Прикладом є Со тісно пов`язаний з вмістом Fe, тобто з третім фактором.

Четвертий фактор характеризує накопичення у дрібних фракціях донних відкладів фосфору, принесенного дренажно-скидовими водами і того, який

П`ятий фактор формує концентрації Zn, , внаслідок руйнування органо-мінеральних комплексів, що містять в собі Zn в умовах аеробної обстановки у мілководних зонах заток.

Шостий фактор зумовлює накопичення в донних відкладах важких металів (Рв, Сu, Ni), що здійснюється у вигляді органо-мінеральних комплексів. Про це свідчать тісні кореляційні зв`язки між вмістом важких металів і гумусу, втратою від прожарювання. В той же час можливе осадження свинцю разом з карбонатними завислими речовинами.

Таким чином, виявлені фактори характеризують процеси осаду та подальшої трансформації речовин, що надійшли у донні відклади. Слід мати на увазі, що при зниженні окислювально-відновного потенціалу морських вод, наприклад, після випадіння інтенсивних злив зі зниженим значенням рН опадів, можлива активізація переходу у воду накопичених металів у донних відкладах мілини заток. Небезпеку являє також скаламучування донних відкладів у період нестійкої, особливо штормової, погоди. Порушення гідродинамічних умов збереження рівноваги стану концентрацій важких металів, токсичних речовин у донних відкладах може призвести до вторинного забруднення водного середовища прибережної акваторії морських заток.

Найбільшу небезпеку в плані вторинного забруднення морських вод мають частинки фракцій 0,05-0,01 мм і менше. Вони складені на 80-90% з органічних речовин. Коефіцієнт кореляції між вмістом органічних речовин і кількістю мулистих частинок фракцій 0,1-0,05 мм склав 0,64, а фракцій 0,05-0,01 мм - 0,83. Частинки фракцій 0,05-0,01 мм мають питому вагу в складі донних відкладів до 54%. Тому вони разом з дрібнішими частинками при скаламучуванні можуть становити загрозу забруднення води.

6.7. Територіальна структура перехідної

гідрохімічної системи

Проведені дослідження, результати яких приведені в попередніх главах показали, що у формуванні якості води Джарилгацької затоки та суміжних з нею прибережних акваторій провідну роль грають процеси змішування морських солоних та дренажно-скидних, більш прісних, але забруднених вод. Серед цих процесів найбільш суттєву роль відіграє розсолення морських вод, осадження мікроелементів, акумуляція біогенних речовин та пестицидів, розклад привнесених органічних речовин. У кожній точці прибережної акваторії формування якості води проходить під одночасним впливом цілого комплексу факторів. Ступінь цього впливу не є постійним як в часі, так і в просторі. Оскільки нами. виконувався факторний аналіз просторових варіаційних рядів, то можна стверджувати про зміни ступеня впливу факторів формування якості води у просторі. Саме за цих умов і наявності реальних даних спостережень за всіма точками і можливе було вивчення основних процесів формування якості води.

Зміни величин показників якості води уздовж прибережної частини акваторії моря під впливом дії, що змінюється, різних, характерних для цієї зони факторів, викликає закономірну необхідність встановлення просторових закономірностей розповсюдження морських вод різної якості та складу. Для цієї мети слугує метод кластерного аналізу, що дозволяє виявити ділянки акваторії, для яких буде зберігатися сталість концентрацій хімічних речовин (з урахуванням природних меж коливань концентрацій, які не викликають суттєвих генетичних змін якісного складу води).Для використання кластерного аналізу необхідно мати певний склад інтегральних показників, для яких є варіаційні ряди по всіх пунктах спостережень в акваторії, яка районується.

Як інтегральний показник нами було вибрано комплексний індекс забрудненості води (КІЗ), розрахований за 6 показниками хімічного складу води [192], який характеризує вміст у морських водах біогенних елементів, важких металів і токсичних речовин (пестицидів), а також узято показники змішування морських і дренажно-скидних вод - коефіцієнти /СІ - і /CI-.

Кластерний аналіз масиву даних, який характеризує зміни вищезазначених показників у всіх морських точках відбору проб, дозволив виділити 11 кластерів або 11 районів, які відрізняються умовами формування якості води. Розподіл точок відбору проб за виявленими кластерами нерівномірний. Так, у перший кластер об`єдналось 35 точок, у другий - 4, у сьомий, дев`ятий та одинадцятий - по три, в п`ятий і десятий - по два, у всі інші по одному пункту. Об`єднання більшості точок спостережень в один район (перший) говорить про однакові умови формування хімічного складу і якості води у цих точках та про незначну зміну трьох розглянутих показників у межах розташування цих точок. Чим менше об`єднано в один кластер-район, тим аномальніші умови формування якості води в цьому районі, викликані дією або дренажно-скидових вод, або навпаки, впливом морських вод на прибережну акваторію (рис.6.5).

Води, віднесені до першого району за умовами формування мають найбільше розповсюдження. Вони характерні для Тендровської затоки, Чорного моря у районі точок 14/1-14/3, і Джарилгацької затоки у точках 12/2, 12/3,12/4, по обидві сторони від скидів ОС-1 і СКР-2 біля сіл Новоросійське і Лиманське, уздовж узбережжя на ділянках с. Красноє - західніше м. Скадовськ, в районі скидів ОС-6, СКР-5 і С-1, а також у “чистій точці” (т.19). Ці води характеризуються як чисті та помірно забруднені з розсолоненням не більше ніж у 1,5-2 рази.

Води другого класу за умовами формування якості характеризуються також як помірно забруднені, але з великих коефіцієнтом розсолонення морських вод. Вони розповсюджені у скидів С-1 (прибережні мілинна частина затоки), )С-1 (перехідна зона у Каланчакському лимані, в місцях скидів ОС-1 і СКР-2, західніше скидів ОС-2 (Чорне море, перехідна зона).

Для пізнання процесів змішування морських та скидових вод значний інтерес викликає районування окремих частин акваторії досліджуваних ділянок. Так у Каланчакському лимані виділено 5 районів, які відрізняються умовами формування якості води.