Теорія і методи аналізу регіональних гідрохімічних систем (стр. 48 )

Таке ж саме незначне збільшення на прогнозні рівні характерне і для жорсткості води, що формується за рахунок кальцію і магнію, які для даного регіону характеризуються переважно природним походженням (вилуговування грунтів та порід). Тільки у створі №6 (р. Устя - м. Рівне) жорсткість води (Нзаг.) збільшиться до 2005 р. на 10% і складатиме 7,05 мг-екв/дм3. Вода з такою жорсткістю не допускається до застосування для господарсько-побутових та питних потреб.

Більш суттєво зростуть концентрації хлоридів і сульфатів (табл.7.7). Найбільше зростання хлоридів відмічається для створів №1, 10, 11 - відповідно на 24, 23 та 21%. Найбільше зростання сульфатів відмічається у створах №6 та 7. Слід відзначити, що до 2005 р. концентрації цих іонів будуть значно нижчі сучасних ГДК, які обежують вміст хлоридів до 350, а сульфатів до 500 мг/.

ТАБЛИЦЯ 7.7

НА ІНШОМУ ФАЙЛІ

Особливої уваги дістали результати прогнозу вмісту біогенних речовин. Тенденція зростання вмісту амонійного азоту така, що концентрація в багатьох створах наблизиться до ГДК (2,0 мг/ дм3), а у створі №6 (р. Устя) вже у 1995 р. досягне ГДК, а у 2005 р. перевищить її в 2,6 раза. Буде відмічатися зростання концентрацій амонійного азоту під впливом зростаючої кількості скидів стічних вод. Найбільший приріст концентрації цього іона очікується у 2005 р. у створах № 11, 2, 10 відповідно на 43,5, 31,6, 39,8 %. Пояснюється це тим, що у зв`язку із зростаючим антропогенним навантаженням річки за рахунок скидів стічних вод суттєво знизиться розбавляюча здатність річки (приблизно у 2 рази в порівнянні із сучасним періодом). Погіршиться самоочисна здатність річки, що і призведе до підвищення стійкості сполучень амонійного азоту в річковій воді та зростання його концентрацій.

Результати прогнозу концентрацій NO3- показують, що під час прогнозного періоду його вміст буде збільшуватись, однак не досягне величини ГДК, яка складає 45 мг/дм3 . Найбільші прогнозні концентрації NO3- будуть спостерігатися у створах № 1 та №2, що знаходяться у верхів`ї р. Горинь. Високі концентрації нітратів тут пояснюються переважно підземним живленням даної ділянки річки.

Хоча прогнозні концентрації не викликають хвилювання, слід все ж таки звернути увагу на небезпечні тенденції, що намітились і проявляються у різкому зростанні нітратів у створах № 3, 6, 8, 9, 10, 11, 12 (табл.7.7). У створі №3 (р. Вілія) до 2005 р. зростання буде складати 60,4%. Це відбудеться за рахунок зростаючого на 164% об`єму скидів стічних вод та зменшеної у 3 рази розбавляючої здатності річки. Тими ж причинами пояснюється різкий приріст концентрацій (42-58% у створах №8-12. У створі №6 (р. Устя) ситуація трохи інша. Збільшення концентрацій тут на 36,2% обумовлено не збільшенням об`єму скидових вод, а високим вмістом нітратів у стічних водах, різних підприємств, в тому числі і ВО “Азот”.

У відповідності з нормативами [192, 194] величина БСК5 у воді призначеної для господарсько-побутового та питного водопостачання не повинна перевищувати 3 мг/ дм3, а для культурно-побутових цілей - 6 мг/. За результатами прогнозу (табл. 7.7) видно, що по всіх створах навіть у сучасний період величина БСК5 перевищує 3 мг/ дм3, тобто не придатна для питного водопостачання без попередньої підготовки. У деяких створах за цим показником вода не придатна навіть для культурно-побутових цілей, наприклад для купання. Це створи № 6 і 7 (р. Устя).

Прогноз величини перманганатного окислення води показав незначне її збільшення від 0 до 12,6%. В цілому це відповідає дійсній картині динаміки забруднення, оскільки ВО характеризує легкоокислювальні органічні речовини у воді.

Викликають хвилювання результати прогнозу концентрацій синтетичних поверхнево-активних речовин (СПАР).

Величина СПАР, як токсикологічного показника якості води не повинна перевищувати 0,1 мг/. В даному випадку відрізняється перевищення ГДК по СПАР у створах № 6 (р. Устя) та №8 (р. Стубла) відповідно у 3,8-4,7 та 2,1-5,4 рази. По багатьох створах до 2005 р. очікується значне зростання концентрацій СПАР ( 23-59%). Збереження тенденції, що намітилась, є загрозою для водної екосистеми р. Горинь та її притоків.

Вміст хрому, одного з характерних важких металів - антропогенних забруднювачів, за прогнозними даними не досягне ГДК (0,05 мг/ дм3). Однак у створі №10 (р. Случ) та №6 (р. Устя) буде спостерігатися інтенсивне зростання концентрацій цього токсичного металу. До 2005 р. приріст складатиме відповідно 28 та 53%, причому у воді р. Устя концентрації його досягнуть величини 0,026 мг/ дм3, що складає більш ніж 0,5 ГДК.

Прогноз концентрацій заліза показує незначний приріст його у часі. Тільки у створі №6 він збільшиться на 26% . При збереженні таких темпів зростання й надалі він швидко може піднятися до рівня ГДК (0,5 мг/ дм3). Гранично-допустимий вміст загального фосфору у воді до цього часу не встановлено, однак, відомо, що підвищений вміст даної речовини викликає інтенсифікацію гідробіологічних процесів, які дають поштовх антропогенному евтофуванню природних вод, що являє собою велику небезпеку для водних об`єктів. Найбільше зростання концентрацій фосфору відмічається у створах №6 (на 44%), №8 (на 21%), №11 (на 23%) та №13 (на 31%). Найбільші його концентрації відмічені для створів №6 та №7, які знаходяться під впливом скидів стічних вод м. Рівне у річку Устя.

В цілому, підводячи підсумок аналізу отриманих балансовим методом рзультатів прогнозу, слід відзначити, що найбільшу небезпеку для забруднення вод досліджуваного регіону являють нітрати, СПАР, амонійний азот, загальний фосфор та хлориди. Середній приріст концентрацій цих речовин по басейну р. Горинь складатиме відповідно 28,3, 28,2, 18,7, 15,1, 11,4%. Тенденція росту забруднення річок басейну хімічними речовинами найбльш чітко виражена у створах №11 (р. Случ), №10 (р. Случ), №6 (р. Устя), №3 (р. Вілія). Середній приріст концентрацій всіх прогнозних речовин складатиме по цих створах відповідно 19,96, 19,3, 18,5, 16,2%.

Таким чином, наведені у даному розділі результати показують можливість реалізації деяких класичних підходів для прогнозування параметрів гідрохімічних систем. Завдяки виконаному прогнозу вказано конкретні створи та ділянки водозбору, що потребують невідкладного проведення природоохоронних заходів, перш за все підвищення очистки стічних вод та припинення їх скидів. Перелік найбільш небезпечних для забруднення хімічних речовин, виявлених у результаті прогнозних розрахунків, може бути використаний при плануванні та проведенні робіт по очищенню стічних вод, при виборі методів та технологій очистки промислових і комунально-побутових стічних вод.

Результати даних досліджень, виконаних нами, представлені в повному об’ємі у науково-технічному звіті [307], загальну характеристику чинників формування хімічного складу вод у басейні р. Горині подано в публікації [308].

ВИСНОВКИ

1. 1.З метою поглибленого вивчення просторово-часової направленості та причинної обумовленості речовинно-енергетичних потоків та фізико-хімічних процесів у поверхневих водах, які формують їх хімічний склад та обумовлюють придатність для різних видів водокористування і функціонування водних екосистем було виконано обґрунтування, розробку, апробацію та прикладне застосування науково-теоретичних та методологічних засад дослідження хімічного складу природних вод як гідрохімічних систем – аналогів відкритих природних геосистем цілісно-функціонального типу.

2. В рамках теоретичного обґрунтування даного напрямку гідрохімічних досліджень в роботі були вирішені наступні задачі:

- виконано дефініцію гідрохімічної системи, виходячи з концепцій багатофакторності формування хімічного складу природних вод та функціональних геосистем, розвинутих в другій половині XX століття;

- здійснено графічну та математичну формалізацію гідрохімічної системи;

- описано основні властивості та функції гідрохімічних систем серед яких: поліструктурність, мінливість та стійкість, перенесення речовин та енергії у поверхневих водах;

- досліджено три типи структурованості гідрохімічних систем: речовинно-агрегатна, процесно-функціональна, просторова (горизонтальна та вертикальна);

- узагальнено характеристику речовинно-агрегатного та компонентного складу гідрохімічної системи на сучасному етапі еволюції природних вод;

- описано типові процесно-функціональні структури гідрохімічних систем;

- розроблено класифікацію рівнів горизонтальних структур гідрохімічних систем, яка охоплює охоплює широкий діапазон їх розмірностей – від мікро - до макрорівня, диференціюючи їх на 6 рівнів з урахуванням відповідності розмірностей річкових басейнів, в межах яких функціонують гідрохімічні системи. геосистемній класифікації;

- розроблено класифікацію рівнів вертикальної структури функціонування гідрохімічної системи: зона стікання поверхнево-схилових вод (1 рівень), зона стікання атмосферних вод мікрорівчаковою мережею (2 рівень), зона стікання інфільтраційних вод в руслову мережу (3 рівень), зона стікання грунтових вод у водостоки (4 рівень) та зона руслового стоку (5 рівень), які діляться на тимчасові (1-3 рівень) та постійні (4 і 5 рівні);

- виконано типізацію гідрохімічних систем як процесно-функціональних речовинно-енергетичних структур гідрологічних об’єктів; виділено такі основні типи структур: гідрохімічні системи текучих вод ( річок, струмків) та стоячих вод (озера, водосховища) а також басейнові, руслові, акваторіальні та перехідні гідрохімічні системи;

- описано основні параметри горизонтального і вертикального перенесення хімічних речовин в заданих межах гідрохімічної системи;

- встановлено, що гідрохімічна система (ГХС) є своєрідною формою існування і руху матерії в певних просторово-часових рамках, тому динамічний стан системи в різних його проявах є її природною властивістю; динамічність ГХС визначається динамічністю її структури, утвореної елементами системи та зв’язками між ними, а основною причиною динамічності гідрохімічної системи як системи відкритого типу є нестабільність зовнішніх факторів, які її формують.

- виявлено циклічний характер розвитку ГХС як закономірну мінливість у часі форм існування та концентрацій хімічних речовин у водному середовищі, що обумовлюється циклічністю природних факторів, інтегральною характеристикою впливу яких на параметри ГХС є водний стік;