З.К. Иофин
Анализ возможностей самоочищающей способности рек

Под самоочищением природных вод понимается восстановление природных свойств воды рек, озёр и других водных объектов, происходящее естественным путем (ресурсами самого водного объекта) в результате протекания физико-химических и биохимических процессов в условиях, свойственных данному водоему.

Для решения многих водоохранных задач необходима обобщенная информация о состоянии водных объектов, позволяющая комплексно оценивать как степень их загрязненности, так и способность к самоочищению. По мере усиления антропогенного воздействия на водные объекты часто соизмеримого (иногда превышающего) с их естественной способностью к самоочищению, возникли новые задачи как в области контроля, так и в управлении водными ресурсами. Стало недостаточно оценивать только качество воды, возникла необходимость анализа функционирования механизмов, обеспечивающих его формирование.

Мы предлагаем свое определение самоочищающей способности на основе химического состава воды.

В любой природной среде соблюдается баланс между приходом и расходом, на этом свойстве основана линейно-корреляционная модель водного баланса З.К. Иофина. Рассматриваемая модель представлена в виде «черного ящика», на входе которой находятся атмосферные осадки, выпадающие на речной бассейн, а на выходе – сток с этого бассейна.

Разработанная линейно-корреляционная модель была применена на реках Кубы, затем на реках России на Валдайской возвышенности. Результаты использования модели были опубликованы в трудах VI Всероссийского гидрологического съезда.

Наши исследования идут с учетом уравнения гидрохимического баланса органической составляющей в речном потоке:

ХПКбихр=ХПКперм+БПКполн+∆ХПК,

где
ХПК6ихр – бихроматная окисляемость;
ХПКперм – перманганатная окисляемость;
БПКполн – биохимическое потребление кислорода;
∆ХПК – трудноокисляемые органические соединения.

При использовании модели в гидрохимическом анализе, нами рассмотрены бихроматная и перманганантная окисляемости, характеризующие содержание органических и минеральных веществ в речной воде. Рассматривая бихроматную окисляемость, мы имеем ввиду, что её составной частью является перманганатная окисляемость. Выполняя еще одно условие линейно-корреляционной модели – образование безразмерных исследуемых величин, приняты величины бихроматной и перманганатной окисляемости, отнесенные к сумме ионов (Σи) – относительная бихроматная окисляемость (β) и относительная перманганатная окисляемость (α).

Нами было исследовано 37 рек (45 водомерных постов). На основе линейно-корреляционной модели построены графики зависимости относительной перманганатной окисляемости и относительной бихроматной окисляемости.

Самоочищающая способность рек от загрязняющих веществ, определяемых при химическом окислении, определяется следующим образом:

S0 = α(l-k)/k

где k – угловой коэффициент зависимости перманганатной от бихроматной окисляемости; α – перманганатная окисляемость (ХПКперм), отнесенная к сумме ионов (Σи).

Вычисленные значения So изменяются для рек Вологодской области в соответствии с таблицей 1.

Данный подход позволяет на основе имеющихся данных химического анализа воды, опубликованных в Водном кадастре, довольно быстро, без особых трудоемких и дорогостоящих мероприятий по проведению соответствующих наблюдений и их обработке, определить самоочищающую способность рек от органических и минеральных веществ. Следует иметь ввиду то, что предлагаемый метод рассматривает вопрос самоочищения воды рек с одной стороны, но все-таки он может являться частью характеристики водного объекта.

Источник: Иофин З.К. Анализ возможностей самоочищающей способности рек / З.К. Иофин, Г.Л. Бритова // Организмы, популяции, экосистемы : проблемы и пути сохранения биоразнообразия : материалы конф. – Вологда, 2008. – С. 110-111.