Спосіб прогнозування вмісту основних іонів та біогенних елементів у воді природних водойм

Спосіб прогнозування вмісту основних іонів та біогенних елементів у воді природних водойм, що передбачає розрахунковий метод визначення по 3 66855 С. 217.], тобто величиною загальної твердості (Н), 2+ та вмістом Са , що виражені в мг-екв: 2+ 2+ Mg =12,15 (Н-Са ) мг/л. При доволі простому розрахунку даний спосіб має недоліки. Розрахунок іонів магнію припустимий лише для вмісту магнію у воді, а для інших хімічних елементів даний спосіб не може бути застосованим. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити спосіб прогнозування вмісту основних іонів та біогенних елементів у воді природних водойм (ПЕП-8), який може бути використаним для розрахунку одночасно багатьох гідрохімічних показників. У назві корисної моделі є абревіатура ПЕП-8, що означає «прогнозування екосистемних показників», а цифра «8» означає, що будуть прогнозуватись показники основних іонів та біогенних елементів у воді природних водойм. Для зручності, в подальшому замість вищезгаданого словосполучення буде використовуватися ПЕП-8. Згідно із запропонованим способом прогнозування вмісту основних іонів та біогенних елементів у воді природних водойм шляхом розрахунку вмісту одного показника за допомогою визначеній хімічним методом концентрації другого показника у воді природних водойм з використанням запропонованих кутових та поправних коефіцієнтів. Технічне рішення щодо розробки способу прогнозування вмісту основних іонів, мінерального фосфору та загального заліза у воді природних водойм ґрунтується на результатах досліджень. 4 На основі багаторічних досліджень (1990-2008 pp.) у Інституті рибного господарства НААНУ була проведена статистична обробка гідрохімічних показників складу води природних водойм для виявлення між ними коефіцієнта кореляції. Встановлений позитивний зв'язок між показниками з коефіцієнтом кореляції. Це дало можливість проведення досліджень методом варіаційної статистики за допомогою пакету прикладних програм «Statistica 6.0» з урахуванням особливостей біологічних об'єктів. Проведений кореляційний аналіз дозволяє у подальшому проводити розрахунки величини певного показника у воді природних водойм. Для вказаних розрахунків використовується формула: Мо=К×Мв+В, де Мо - концентрація гідрохімічного показника у воді природних водойм, що обчислюється; К - кутовий коефіцієнт для рівняння лінійної регресії між двома показниками; Мв - концентрація гідрохімічного показника у воді природних водойм, який визначають хімічним методом; В - поправний коефіцієнт. Величини К та В розраховані і зведені в таблиці для кожного показника у воді. Похибка між розрахованою величиною та визначеним хімічним методом знаходиться в межах 10-30 %. Кутові та поправні коефіцієнти використовують з таблиці. Таблиця. Кутові (К) та поправні (В) коефіцієнти для рівняння лінійної регресії між двома показниками у воді природних водойм, що визначенні хімічним методом та обчислюються. Показник, визначений хімічним методом (Мв) 2+ Са , мг/л 2+ Mg , мг/л + + Na +К , мг/л НСО3 , мг/л Показник, що обчислюється (Мо) 2+ Mg , мг/л НСО3 , мг/л Загальна твердість, мг-екв/л 2+,3+ Fe , мгFe/л НСО3 , мг/л 2SO4 мг/л Загальна твердість, мг-екв/л NO2 мгN/л 3PO4 , мгР/л Загальна твердість, мг-екв/л Загальна твердість, мг-екв/л NO2 , мгN/л Окис-ть перман., мгО/л Загальна твердість, мг-екв/л рН Сl , мг/л Мінералізація Окислюваність перманганатБіхроматна окислюваність, мгО/л на, мгО/л Визначивши хімічним методом концентрацію у 2+ воді кальцію (Са ), можна розрахувати величини 2+ показників: Mg , НСО3 загальної твердості та 2+,3+ Fe . 2+ При визначенні хімічним методом катіону Mg 2у воді розраховуються: НСО3 , SO4 загальна тве Кутовий (К) коефіці- Поправний (В) коєнт ефіцієнт -0,04 16,39 -0,67 223,81 0,006 3,59 0,001 0,21 -1,36 205,26 0,59 19,46 0,09 2,58 -0,0004 0,03 -0,002 0,17 -0,02 4,24 -0,003 4,64 -0,0001 0,04 0,03 18,39 -0,007 4,33 -0,0001 7,81 0,88 35,46 рдість та NO2 + + При визначенні у воді Na +K - розраховують: 3PO4 та загальну твердість. При визначенні у воді НСО3 - розраховують: загальну твердість, NO2 та перманганатну окислюваність. 5 66855 При визначенні у воді Сl - розраховують загальну твердість. При визначенні у воді мінералізації - рН. 2При визначенні у воді SO4 - розраховують загальну твердість. При визначенні у воді перманганатної окислюваності - розраховують біхроматну окислюваність. Приклад 1. Хімічним методом було розраховано концентрацію мінералізації у воді природної водойми, яка була на рівні - 377,4 мг/л. Для прогнозування вмісту рН у воді природної водойми проводимо наступні розрахунки. МpH=-0,0001×377,4+7,81=7,8 При хімічному визначенні значення рН було на рівні - 7,1. Як бачимо різниця між показниками була близько 10 %, що є допустимим. Приклад 2. Хімічним методом було розраховано концентрацію перманганатної окислюваності у воді природної водойми, яка була на рівні - 20,0 мгО/л. Для прогнозування вмісту біхроматної оки Комп’ютерна верстка А. Крулевський 6 слюваності у воді природної водойми проводимо наступні розрахунки. МБіхроматна окислюваність=0,88×20,0+35,46=53,06 мгО/л При хімічному визначенні значення біхроматної окислюваності було на рівні 49,96 мгО/л. Як бачимо різниця між показниками була близько 6 %, що є допустимим. Контрольні розрахунки показали, що визначені хімічним та розрахунковим методом концентрації гідрохімічних показників у воді природних водойм відрізняються у незначній мірі. Розроблений спосіб прогнозування вмісту основних іонів та біогенних елементів у воді природних водойм є доцільним та необхідним у моніторингових дослідженнях, а також у рибоводних та іхтіологічних дослідженнях, коли визначення концентрацій гідрохімічних показників у воді є оцінкою екологічного стану природних водойм. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601