Метод комплексной оценки степени загрязненности позволяет однозначно скалярной величиной оценить загрязненность воды одновременно по широкому перечню ингредиентов и показателей качества воды, классифицировать воду по степени загрязненности, подготовить аналитическую информацию для представления государственным органам и заинтересованным организациям в удобной, доступной для понимания, научно обоснованной форме.
Конструктивной особенностью метода комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям является проведение на первом этапе детального покомпонентного анализа химического состава воды и его режима и последующее использование полученных оценочных составляющих на втором этапе для одновременного учета комплекса наблюдаемых ингредиентов и показателей качества воды.
Уровень загрязненности воды данного водного объекта в конкретном пункте наблюдений, определяемый через относительную характеристику, рассчитанную по реальным концентрациям совокупности загрязняющих веществ и соответствующим им нормативам, является первым составным элементом метода комплексной оценки.Частота обнаружения концентраций, превышающих нормативы, являющаяся косвенной оценкой продолжительности загрязнения воды. Она также характеризует меру воздействия загрязняющих веществ на качество водной среды и является следующим составным элементом рекомендуемого метода оценки.
Сочетание уровня загрязненности воды определенными загрязняющими веществами и частоты обнаружения случаев нарушения нормативных требований позволяет получить комплексные характеристики, условно соответствующие «долям» загрязненности, вносимым каждым ингредиентом и показателем загрязненности в общее качество воды.
Вклад отдельных загрязняющих веществ в общую загрязненность воды водных объектов в реальных условиях может определяться тремя возможными вариантами:
1) высокими концентрациями, наблюдаемыми в течение короткого промежутка времени;
2) низкими концентрациями в течение длительного периода;
3) либо другими возможными комбинациями рассматриваемых факторов оценки, учет которых должен вестись не параллельно по двум самостоятельным характеристикам, а одновременно через обобщенный показатель.
Основой дифференцированного способа является оценка качества воды водных объектов по отдельным загрязняющим веществам с использованием статистических приемов.Наиболее информативными комплексными показателями по данному методу являются:
– удельный комбинаторный индекс загрязненности воды (УКИЗВ);
– класс качества воды.Значение УКИЗВ может варьировать в водах различной степени загрязненности от 1 до 16.
Большему значению индекса соответствует худшее качество воды в различных створах, пунктах и т.д.
Полученные расчетные характеристики для малых рек города Перми (рр. Ива, Егошиха, Данилиха, Мулянка) позволили сделать следующие выводы. Значения коэффициента комплексности загрязненности воды р. Ивы изменялись с вероятностью 99,7 % в пределах 46,91 ± 3∙7,14, а доверительные границы составили от 25,48 до 68,34 %. Среднее значение коэффициента комплексности превышает свою ошибку более чем в три раза, что дает основание считать ее достоверной. Вода реки Ива обладала в течение всего анализируемого периода высокой комплексностью загрязненности. Химический состав воды подвержен существенным изменениям в течение года – размах варьирования коэффициента комплексности составил 68,42 %. Анализ загрязненности воды показал, что для оценки степени загрязненности воды реки целесообразно использовать комплексный метод, учитывающий одновременно всю совокупность загрязняющих воду веществ.
Коэффициент комплексности загрязненности воды р. Егошихи изменялся с вероятностью 99,7 % в пределах 40,21 ± 3∙6,37, а доверительные границы составляли от 21,11 до 59,31 %. Среднее значение коэффициента комплексности превышает свою ошибку более чем в три раза, что дает основание считать ее достоверной. Вода реки Егошихи обладала в течение всего анализируемого периода высокой комплексностью загрязненности. Химический состав воды подвержен существенным изменениям в течение года – размах варьирования коэффициента комплексности составил 68,42 %.
Значения коэффициента комплексности загрязненности воды р. Данилихи изменялись с вероятностью 99,7 % в пределах 49,14 ± 3∙7,52, а доверительные границы составляли от 26,57 до 71,71 %. Среднее значение коэффициента комплексности превышает свою ошибку более чем в три раза, что дает основание считать ее достоверной. Вода р. Данилихи обладала в течение всего анализируемого периода высокой комплексностью загрязненности. Химический состав воды подвержен существенным изменениям в течение года – размах варьирования коэффициента комплексности составил 75 %.
Коэффициент комплексности загрязненности воды р. Мулянки за 2009–2012 гг. изменялся с вероятностью 99,7 % в пределах 31,37 ± 3∙3,46, а доверительные границы составили от 20,99 до 41,74 %. Среднее значение коэффициента комплексности превышает свою ошибку более чем в три раза, что дает основание считать ее достоверной. Вода р. Мулянки обладала в течение всего анализируемого периода высокой комплексностью загрязненности. Химический состав воды подвержен существенным изменениям в течение года – размах варьирования коэффициента комплексности составил 56,25 %. Анализ загрязненности воды с помощью К показал, что для оценки степени загрязненности воды реки в этом створе целесообразно использовать комплексный метод, учитывающий одновременно всю совокупность загрязняющих воду веществ.
Комбинаторный индекс загрязненности воды (КИЗВ) – относительный комплексный показатель степени загрязненности поверхностных вод. Выражается безразмерной величиной. Условно оценивает загрязненность воды водного объекта комплексом загрязняющих веществ, относительно учитывает различные комбинации концентраций загрязняющих веществ в условиях их одновременного присутствия. Может определяться по любому числу и перечню ингредиентов. Обязательным условием является наличие для этих ингредиентов предельно допустимых, либо любых других нормативных значений концентраций.
С помощью комбинаторного индекса загрязненности воды оценивается степень ее загрязненности по комплексу загрязняющих веществ, устанавливается класс качества воды.
Расчет показателей КИЗВ и УКИЗВ для малых рек города Перми показал, что для воды р. Ивы они равны соответственно – 130,2; 6,85; для р. Егошихи – 126,34; 6,65; для р. Данилихи – 140,4; 7,39; для р. Мулянки – 86,33; 4,54.
Классификация качества воды, проведенная на основе значений УКИЗВ, позволяет разделять поверхностные воды на 5 классов в зависимости от степени их загрязненности: 1-й класс – условно чистая; 2-й класс – слабо загрязненная; 3-й класс – загрязненная; 4-й класс – грязная; 5-й класс – экстремально грязная. Большей степени загрязненности воды комплексом загрязняющих веществ соответствует больший номер класса.
Выводы. Вода р. Ивы относится к 4 классу качества, разряду «б», качественная характеристика – «грязная». Вода р. Егошихи относится к 5 классу качества, качественная характеристика – «экстремально грязная». Вода р. Данилихи относится к 4 классу качества, разряду «б», качественная характеристика – «грязная». Вода р. Мулянки относится к 4 классу разряду «а», качественная характеристика – «грязная».