Анализ данных мониторинга показателей качества родниковых вод

Тема работы, несомненно, является актуальной, поскольку всё большая часть городского населения использует в питьевых целях родниковую воду, не задумываясь о качестве данной воды. Поэтому, оценивая уровень загрязнения и прогнозируя качество родниковой воды, можно не только предсказать, но и предотвратить возможные неблагоприятные воздействия на объекты окружающей среды в местах выхода родников, и, соответственно, сберечь здоровье населения.

Целями научно-исследовательской работы являлись:
1) осуществление выявления точек выхода процесса формирования качества родниковой воды из стабильного состояния с помощью критериев обнаружения,
2) рассмотрение возможных причин обнаруженных отклонений для прогнозирования качества и выявление возможностей по его управлению в обозримый период времени.

Указанные цели решались на основе анализа показателей качества родниковых вод (по данным 2003 - 2015 гг.) с построением контрольных карт (КК) Шухарта и Т2 Хотеллинга, а также получением регрессионных и корреляционных зависимостей между химическими и физическими показателями, характеризующими состав родниковых вод, от времени. В работе в качестве объектов мониторинга и наших исследований являлись 3 родника: два из них находятся в городе Иваново, а один в городе Кохма (спутник г. Иваново). Мониторинг родников проводился ежемесячно в течение 12 лет. Контроль качества осуществлялся по следующим показателям: обобщённые, общее содержание металлов, содержание анионов и катионов. Анализ полученных данных осуществлялся в несколько этапов. Первым этапом обработки полученных данных являлись построение и анализ Х - R контрольных карт Шухарта. Вторым этапом работы являлось проведение регрессионного и корреляционного анализа экс¬периментальных данных. Третьим этапом работы являлось анализ и построение многомерных КК Т2-Хотеллинга. На основе полученных данных мониторинга можно значительно снизить риски заболеваемости у населения при употреблении воды из рассматриваемых источников, путём разработки и оперативного проведения соответствующих мероприятий организационного и технического характера.

Затем была сопоставлена динамика значений комплексного показателя загрязнения родниковых вод с параметрами риска для здоровья и экологического риска (для урбанизированных экосистем). А именно:
1. Оценены значения комплексного показателя загрязнения родниковых вод и вероятности нанесения экологического ущерба от найденных уровней воздействия по данным наблюдений за показателями качества. Построены соответствующие диаграммы.
2. Рассчитаны и проанализированы математические ожидания ущербов для и от всех анализируемых рисков.
3. Проанализированы параметры риска с точки зрения необходимости осуществления первоочередных мероприятий по тем или иным поллютантам.

Согласно результатам выполненного анализа было обнаружено, что на многомерных КК Т2 Хотеллинга на всех графиках были обнаружены систематические скачки осенью 2010 г. и весной 2011 и 2012 гг., связанные с весенним половодьем и осенними паводками, а также использование полиномиальных трендов, описывающих сезонную зависимость содержания различных компонентов от времени, в силу малых объёмов выборок не представляется возможным.

Суслов М. И.