Комплексная оценка качества сточных вод по показателям токсичности и химического состава в системе экологического мониторинга на примере предприятий машиностроительного комплекса

• Автор: Лисовенко, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Обзор литературы. Современные представления о сточных водах как экологическом факторе негативного антропогенного воздействия на окружающую среду
1.1. Вода, как природный ресурс
1.2. Антропогенное загрязнение гидросферы
1.2.1. Виды негативного антропогенного воздействия на водоемы, ухудшение качества водных ресурсов
1.2.2. Загрязнение водных объектов сточными водами, отводимыми из точечных источников
1.2.3. Состав и свойства сточных вод на предприятии
1.2.4. Загрязнение водных объектов от рассредоточенных источников сточных вод
1.2.5. Вторичное загрязнение водных объектов
1.2.6. Влияние сточных вод на экосистемы водных объектов
1.3. Нормирование качества вод
1.4. Система нормирования качества сточных вод
1.5. Контроль качества сточных вод
1.5.1.Гидрохимический анализ
1.5.2. Биологические методы исследования качества вод
1.5.3. Биотестирование как один из основных элементов экологического контроля
1.6. Математические методы в экологическом контроле и нормировании
1.6.1. Элементы теории нечетких множеств в решении задач экологического мониторинга
1.6.2. Детерминационный анализ и некоторые аспекты его применения в экологическом контроле
Глава 2. Материалы и методы исследований
2.1. Материалы исследований
2.2. Методы биологического тестирования
2.2.1. Тест с использованием инфузорий Paramecium caudatum Ehrenberg
2.2.2. Тест с использованием ракообразных Ceriodaphnia affinis Lillijeborg..
2.3. Статистические методы анализа
2.3.1. Анализ зависимостей между параметрами токсичности и показателями химического состава сточных вод
2.3.2. Детерминационный анализ
2.3.3. Функция желательности

Глава 3. Алгоритмы применения функции желательности для комплексной оценки качества сточных вод
3.1.Алгоритм применения функции желательности для оценки качества сточных вод по химическому составу
3.2 Алгоритм применения функции желательности для оценки токсичности сточных вод
3.3. Квалификационная оценка качества сточных вод
Глава 4. Комплексная оценка качества сточных вод по показателям химического состава с применением функции желательности
4.1. Определение приоритетных загрязняющих веществ в сточных водах
4.2. Динамика качества сточных вод
4.3. Ранжирование выпусков сточных вод по комплексной оценке их качества
Глава 5. Комплексная оценка качества сточных вод по показателям токсичности с применением функции желательности
5.1. Общая характеристика токсичности сточных вод выпусков РФЯЦ-ВНИИЭФ и ЭМЗ «Авангард»
5.2. Токсичность сточных вод выпусков РФЯЦ-ВНИИЭФ
5.3. Токсичность сточных вод выпусков ЭМЗ «Авангард»
Глава 6. Анализ зависимостей между показателями химического состава и параметрами токсичности сточных вод
6.1. Корреляционный анализ силы связи химического состава сточных вод и их токсичности
6.2. Регрессионный анализ зависимости параметров токсичности сточных вод от их химического состава
6.3. Дискриминантный анализ зависимости степени токсичности сточных вод от их химического состава
6.4. Детерминационный анализ связи химического состава сточных вод и их токсичности
6.5. Взаимосвязь комплексных показателей качества сточных вод по параметрам токсичности и химическому составу, полученных с применением функции желательности
Заключение
Выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Важность разностороннего контроля и оценки качества промышленных сточных вод диктуется необходимостью установления их влияния на экосистемы водоемов. В большинстве случаев такой контроль проводится по перечням химических показателей сточных вод, определяемых исходя из технологических процессов, в результате которых образуются сточные воды (Жмур, 2003). Однако в том случае, если сточные воды имеют многокомпонентный состав, одного химического контроля недостаточно для оценки их опасности для биологических организмов. В этом случае возникает необходимость токсикологического контроля с целью оценки комбинированного действия загрязняющих веществ сточных вод на водные экосистемы (Крайнюкова, 1988; Жмур, 1997; Филенко, 2008; Hermers et al., 1984; Van Loon, Hermens, 1995). Несмотря на то, что токсичность сточных вод определяется их компонентным составом, выявление зависимостей между степенью токсичности сточных вод и концентрациями загрязняющих веществ в них представляется нетривиальной статистической задачей и представляет особую сложность для сточных вод многокомпонентного состава. Установление таких связей требует применения мощных инструментов многомерного статистического анализа, например, детерминационного. В свою очередь, полученные результаты имеют прогностическое значение, дают возможность разрабатывать рекомендации по нормированию сброса загрязняющих веществ и принимать управленческие решения, направленные на сокращение вредного антропогенного влияния на водные экосистемы.
Цель работы: разработка и верификация системы комплексной оценки качества сточных вод по показателям токсичности и химического состава с применением обобщенной функции желательности и методов математической статистки на примере предприятий машиностроительного комплекса.
Задачи исследования:
1. Разработать и обосновать алгоритм применения обобщенной функции желательности для сжатия информации в процедуре оценки качества сточных вод по их химическому составу.
степени токсичности загрязненных природных вод. Биотестирование открыло широкие возможности для оценки качества воды на количественной основе, т.к. оно дало возможность получать конкретные цифры, характеризующие степень токсичности водной среды для гидробионтов (Бейм, 1986).
Биотестирование как элемент экологического мониторинга направлено, прежде всего, на изучение процессов, возникающих в экосистемах под влиянием антропогенного воздействия (Терехова, 2009(6); Barata, Baird, Markich, 1998). Кроме того, биотестирование нашло широкое применение в решении санитарно-гигиенических проблем, прежде всего, в обосновании нормативов ПДК, т.к. сама процедура экспериментального установления ПДК является классическим биотестированием (Гелашвили и др., 1999). Биотестирование применяется для мониторинга почв и донных осадков, для оценки опасности производственных отходов, для контроля использования токсичных материалов и лекарственных веществ, а также качества биопрепаратов и продуктов питания. Биотестирование производится при проведении экологической экспертизы новых технологий и материалов, проектов очистных сооружений, реконструкции и технического перевооружения предприятий (Крайнюкова, 1988; Филенко, 1989; Патин, 1991; Жмур, 1997; Максимюк, Телишевская, 1997; Самохвалов и др., 1997; Семенов, 1997; Терехова, 2009(a)).
В биотестировании базовым является понятие тест-объекта, под которым понимают чувствительный биологический элемент, способный реагировать на внешние воздействия (изменение параметров среды обитания). В данном контексте тест-объекты могут быть представлены ферментными системами, рецепторным аппаратом, изолированными органеллами, клетками, тканями и отдельными органами многоклеточного организма, целостными организмами (одно- или многоклеточными) одного или нескольких биологических видов (биоценозы). В качестве уточняющей дефиниции вводится понятие тест-организма, под которым понимается таксономическая характеристика тест-объекта (Виноходов и др., 1997; Гелашвили и др., 1999).
В качестве тест-организмов были предложены живые объекты разных таксо-