Главная  Контакты  Карта сайта  Поиск  Индексный указатель  Географический указатель  Авторский указатель  Подсказка
ДАТА: 29 НОЯБРЯ, ВОСКРЕСЕНЬЕ
Единая система информации об обстановке в Мировом океане. Подпрограмма 10. Федеральная целевая программа «Мировой океан».
 Картинка региона или АРМа
esimo.oceanography.ru Балтийское море / Загрязнение / Вода / Металлы в воде 2003 / 2003-3.1.Загрязнение вод Невской губы металлами (1997-2002) /
 ЗАГРЯЗНЕНИЕ
2003-3.1.Загрязнение вод Невской губы металлами (1997-2002)
Назад Начало Вперед  карта россии  Поиск  Индексный указатель  Географический указатель  Авторский указатель  Подсказка

Год:

Для выявления приоритетных металлов, то есть металлов, в наибольшей степени загрязняющих акваторию Невской губы, была проведена обработка всех данных наблюдений за рассматриваемый период (1997-2002 гг.) по всей акватории губы для столба водной массы поверхность - дно. В качестве критерия (показателя, индикатора), характеризующего уровень загрязнения, был выбран процент проб, в которых содержание данного металла превышало величины ПДК. Результаты анализа показали, что металлы могут быть ранжированы следующим образом (рис. 2):

МЕДЬ > ЦИНК > МАРГАНЕЦ > СВИНЕЦ > КАДМИЙ > НИКЕЛЬ > КОБАЛЬТ

Рисунок 2
Относительное количество отобранных в Невской губе проб, содержание тяжелых металлов в которых превысило ПДК, 1997-2002 гг. (поверхность - дно).

Как следует из приведенных данных, акватория Невской губы в наибольшей степени загрязнена медью (из 1290 проанализированных проб в 1254 пробах зафиксировано превышение ПДК) и цинком (из 700 проанализированных проб в 550 пробах зафиксировано превышение ПДК). В меньшей степени воды Невской губы загрязнены марганцем (из 1292 проанализированных проб в 314 пробах зафиксировано превышение ПДК), свинцом (из 1290 проанализированных проб в 191 пробе зафиксировано превышение ПДК), кадмием (из 1292 проанализированных проб в 58 пробах зафиксировано превышение ПДК), никелем (из 700 проанализированных проб в 24 пробах зафиксировано превышение ПДК) и кобальтом (из 700 проанализированных проб лишь в 4 пробах зафиксировано превышение ПДК).

Для оценки уровней загрязнения металлами различных районов Невской губы был проведен анализ всего массива данных за период 1997-2002 гг. для всей совокупности металлов (медь, цинк, марганец, свинец, кадмий, никель, кобальт). В качестве показателя (индикатора) уровней загрязнения как и в предыдущем случае был выбран общий (для всей совокупности металлов) процент проб, в которых обнаружено превышение ПДК (табл. 3).

Таблица 3
Оценка уровней загрязнения металлами различных районов Невской губы за период 1997-2002 гг. (для всей совокупности металлов и столба воды поверхность - дно)

Приведенные данные для всей совокупности металлов не позволяют выделить наиболее загрязненные районы Невской губы. Действительно, процент проб, в которых зафиксировано превышение ПДК, практически одинаков для всех районов Невской губы и варьирует от 32,6% для Центральной части до 34,9% для Южного курортного района.

В этой связи был проведен покомпонентный (отдельно для каждого металла) анализ уровней загрязнения различных районов Невской губы за весь рассматриваемый период с 1997 по 2002 гг. (табл. 4).

Таблица 4
Процент проб, в которых содержание металла в Невской губе превышало ПДК за период 1997-2002 гг. (покомпонентный анализ для столба воды поверхность - дно)

ПРИМЕЧАНИЕ. В числителе - количество проб с превышением ПДК, в знаменателе - общее количество проб, в скобках - процент проб с содержанием металла более ПДК.

Как следует из приведенных данных, все районы Невской губы в значительной и примерно одинаковой степени загрязнены медью и цинком. Для кадмия, никеля и кобальта также характерно примерно одинаковое загрязнение всех районов губы (расхождение между процентом проб, превысивших ПДК, не превышает 10%). Свинцом в наименьшей степени за рассматриваемый период был загрязнен Северный курортный район (процент проб, превысивших ПДК, составлял 2,9%). Для остальных районов губы был характерен примерно одинаковый уровень загрязнения свинцом (процент проб, превысивших ПДК, варьировал от 13,3% для Южного курортного района до 16,5% для акватории МТП СПб.). Марганцем в наибольшей степени был загрязнен Северный курортный район (процент проб, превысивших ПДК, составлял 40%). Центральная часть, Южный курортный район и акватория МТП СПб. были загрязнены марганцем примерно в равной степени (процент проб, превысивших ПДК, варьировал от 22,9% до 29,4%). Этот анализ следует считать сугубо ориентировочным, так как рассмотренные акватории характеризуются различным количеством станций и, соответственно, различным количеством отобранных и проанализированных проб. Кроме того, регулярные анализы цинка, никеля и кобальта были проведены лишь с 2000 г. по 2002 г., а для остальных металлов - с 1997 г. по 2002 г.

Для выявления межгодовых трендов концентраций металлов из семи рассматриваемых металлов были выбраны медь и цинк. Это обусловлено тем, что, во-первых, эти металлы, как показано выше, являются приоритетными, то есть в наибольшей степени загрязняющими акваторию Невской губы. Во-вторых, для остальных металлов весьма высок процент проб, в которых зафиксированы концентрации этих металлов ниже аналитического нуля (ниже предела чувствительности использованного химико-аналитического метода их определения) (рис. 3). Отмеченное не позволяет провести корректный статистический анализ данных наблюдений.

Рисунок 3
Относительное количество отобранных в Невской губе проб с содержанием металлов ниже аналитического нуля (1997-2002 гг.).

Анализ межгодовых трендов концентраций выбранных металлов (меди и цинка) был проведен в два этапа. На первом этапе была выявлена динамика среднегодовых концентраций металлов для различных районов Невской губы (рис. 4-11).

Рисунок 3
Относительное количество отобранных в Невской губе проб с содержанием металлов ниже аналитического нуля (1997-2002 гг.).

Рисунок 5
Динамика среднегодовых концентраций меди на акватории МТП СПб. Невской губы с 1997 по 2002 гг

Рисунок 6
Динамика среднегодовых концентраций меди в Южном курортном районе Невской губы с 1997 по 2002 гг

Рисунок 7
Динамика среднегодовых концентраций меди в Северном курортном районе Невской губы с 1997 по 2002 гг

Рисунок 8
Динамика среднегодовых концентраций цинка в Центральной части Невской губы с 2000 по 2002 гг

Рисунок 9
Динамика среднегодовых концентраций цинка на акватории МТП СПб. Невской губы с 2000 по 2002 гг

Рисунок 10
Динамика среднегодовых концентраций цинка в Южном курортном районе Невской губы с 2000 по 2002 гг

Рисунок 11
Динамика среднегодовых концентраций цинка в Северном курортном районе Невской губы с 2000 по 2002 гг

Приведенные данные свидетельствуют о том, что за весь период наблюдений среднегодовые концентрации меди для водного столба поверхность-дно для всех районов Невской губы превышали ПДК (ПДКCu = 1 мкг/дм3). При этом наибольшие среднегодовые концентрации меди зафиксированы в 2000 г. в Центральной части, на акватории МТП СПб. и на акватории Южного курортного района. Наибольшая среднегодовая концентрация меди на акватории Северного курортного района отмечена в 2002 г. Для всего периода наблюдений (2000-2002 гг.) и для всех районов Невской губы также характерно превышение среднегодовых концентраций над ПДК для цинка (ПДКZn = 10 мкг/дм3). Наибольшие среднегодовые концентрации цинка на акваториях Центральной части и МТП СПб. зафиксированы в 2002 г., на акватории Южного курортного района - в 2001 г., а на акватории Северного курортного района - в 2000 г.

Для принятия (или отклонения) нулевой гипотезы о равенстве среднегодовых концентраций на втором этапе была проведена статистическая обработка данных наблюдений и выявлены: число определений (N), минимальные (Xмин) и максимальные (Xмак) значения концентраций, среднегодовые значения концентраций (Xср), стандартные ошибки средних (m), стандартные отклонения (S) и коэффициенты вариации (CV) (табл. 5 и 6).

Таблица 5
Статистические характеристики динамики концентраций меди в различных районах Невской губы с 1997 г. по 2002 г.

Эти данные были использованы для статистического анализа методом сравнения двух выборок (Бернстейн, 1968). Для этой цели была использована следующая формула:

X1 - X2

Z = ---------------------------, (1)

(S12 /N1 + S22 /N2)0,5

где статистика Z является приблизительно нормально распределенной со средней, равной 0, и при стандартном отклонении, равном 1, при нулевой гипотезе. X1 и X2 - среднегодовые концентрации металлов для сравниваемых годов наблюдений, S1 и S2 - стандартные ошибки средних, N1 и N2 - количество определений, использованных при оценке среднегодовых концентраций.

Для 95%-го уровня значимости Z = 1,96. Если величина Z, рассчитанная по вышеприведенной формуле, меньше 1,96, то нулевая гипотеза о равенстве среднегодовых концентраций металлов принималась. В противном случае - отвергалась. То есть, если Z > 1,96, то разница между среднегодовыми значениями концентраций металлов рассматривалась как существенная (табл. 7 и 8).

Таблица 6
Статистические характеристики динамики концентраций цинка в различных районах Невской губы с 2000 г. по 2002 г

Таблица 7.
Результаты статистического анализа межгодовых колебаний среднегодовых величин концентраций меди в различных районах Невской губы

ПРИМЕЧАНИЕ. + различие между среднегодовыми концентрациями статистически достоверно, - различие между среднегодовыми концентрациями статистически недостоверно. Для Северного курортного района в 1998 г. объем данных был недостаточен для проведения статистического анализа.

Приведенные данные (табл. 7) свидетельствуют о неравномерных межгодовых уровнях загрязнения медью Центральной части Невской губы, акватории МТП СПб. и Южного курортного района. Так, среднегодовые концентрации меди в Центральной части губы только в 1999 г. статистически достоверно отличались от среднегодовых концентраций меди, зафиксированных в 1997 г., 1998 г., 2000 г., 2001 г. и 2002 г. В 1997 г. среднегодовые концентрации меди статистически достоверно отличались от среднегодовых концентраций меди в 1999 г., 2000 г. и 2002 г. В 1998 г. и 2001 г. эти различия были статистически недостоверны. Статистически недостоверны были также различия между среднегодовыми концентрациями меди в 2000 г. и 2002 г. В отдельные годы отсутствие статистически достоверных различий между среднегодовыми концентрациями меди были выявлены также в Южном курортном районе и на акватории МТП СПб.. Только для Северного курортного района были установлены статистически недостоверные различия среднегодовых концентраций за весь рассматриваемый период. Иными словами, воды Северного курортного района были загрязнены медью примерно в равной степени за период с 1997 г. по 2002 г. (по результатам статистического анализа среднегодовых концентраций).

Таблица 8
Результаты статистического анализа межгодовых колебаний среднегодовых концентраций цинка в различных районах Невской губы

ПРИМЕЧАНИЕ. + различие между среднегодовыми концентрациями статистически достоверно, - различие между среднегодовыми концентрациями статистически недостоверно.

Данные таблицы 8 свидетельствуют о неравномерных межгодовых уровнях загрязнения цинком Центральной части губы и акватории МТП СПб.. Так, статистически достоверные различия межгодовых концентраций цинка в Центральной части губы установлены в 2001 г., в то время как различия межгодовых концентраций цинка в 2000 г. и 2002 г статистически недостоверны. Среднегодовые концентрации цинка в водах акватории МТП СПб.. статистически достоверно различались между 2000 г. и 2002 г. и не различались между 2000 г. и 2001 г. Только для вод Южного курортного района и Северного курортного района зафиксированы статистически недостоверные различия среднегодовых концентраций цинка за весь рассматриваемый период с 2000 г. по 2002 г.

Оценка внутригодовой динамики концентраций меди и цинка была проведена в два этапа. На первом этапе был проведен помесячный анализ первичных данных мониторинга за период с 1997 г. по 2002 г. Анализ показал, что экстремальные (максимальные) значения концентраций, например меди, варьируют по месяцам от года к году. Так, максимальные значения концентраций меди на ст. 12а в водах Северного курортного района зафиксированы в 1997 г. в мае, в 1999 г. - в августе, в 2000 г. - в сентябре, в 2001 г. - в июне и в 2002 г. - в октябре. На ст.11а в водах Южного курортного района максимальные концентрации меди в 1997 г. обнаружены в июне и июле, в 1999 г. - в августе, в 2000 г. - в сентябре, в 2001 г. - в июне и в 2002 г. - в августе.

В связи с изложенным для корректной оценки внутригодовой динамики концентраций меди и цинка были проведены помесячные усреднения среднемесячных концентраций (рис. 12-15 ).

Рисунок 12
Динамика внутригодовых концентраций меди на ст.12а в водах Северного курортного района (помесячные усредненные данные за период 1997-2002 гг.).

Рисунок 13
Динамика внутригодовых концентраций меди на ст. 11а в водах Южного курортного района (помесячные усредненные данные за период 1997-2002 гг.).

Рисунок 14
Динамика внутригодовых концентраций меди на ст. 5 в водах МТП СПб. (помесячные усредненные данные за период 1997-2002 гг., левый столбик - поверхностный горизонт, правый столбик - придонный горизонт).

Рисунок 15
Динамика внутригодовых концентраций меди на ст.30 в водах Центральной части Невской губы (помесячные усредненные данные за период 1997-2002 гг., левый столбик - поверхностный горизонт, правый столбик - придонный горизонт)

Как следует из диаграмм, приведенных на рис.12-15, экстремальные (максимальные) концентрации меди в водах Северного курортного района зафиксированы в августе (7,7 ПДК), в водах Южного курортного района - в сентябре (12 ПДК), на акватории МТП СПб. - в октябре (6,5 ПДК в поверхностном горизонте) и ноябре (9,1 ПДК в придонном горизонте). В Центральной части губы максимальные концентрации меди установлены в феврале (7,2 ПДК в поверхностном горизонте и 8,9 ПДК - в придонном горизонте).

Обращает на себя внимание то, что в придонных горизонтах концентрации меди, как правило, несколько выше, чем в поверхностных горизонтах. Так, среднее отношение концентрации меди в придонных горизонтах Центральной части губы к концентрации в поверхностном горизонте составило 1,37, а для акватории МТП СПб. - 1,28. Однако статистический анализ методом сравнения средних двух выборок показал, что для акватории МТП СПб. различие между концентрациями меди в придонном (N = 12; Xср = 6,75; Sx = 1,35) и поверхностном горизонтах (N = 12; Xср = 5,26; Sx = 0,986), статистически достоверно, а для Центральной части губы - статистически недостоверно.

Результаты оценки внутригодовой динамики концентраций цинка следует рассматривать как сугубо ориентировочные в связи с небольшим объемом данных (2000 г. - 2002 г.). Эти результаты показывают, что максимальные концентрации цинка в водах Северного курортного района зафиксированы в октябре (4 ПДК), в водах Южного курортного района - в июне (2,2 ПДК), на акватории МТП СПб. - в феврале (3,5 ПДК) (поверхностный горизонт) и ноябре (4,1 ПДК) в придонном горизонте, в водах Центральной части - в феврале (4,3 ПДК и 3,5 ПДК) в поверхностном и придонном горизонтах соответственно (рис. 16- 19).

Рисунок 16
Динамика внутригодовых концентраций цинка на ст. 12а в водах Северного курортного района (помесячные усредненные данные за период 2000-2002 гг.).

Рисунок 17
Динамика внутригодовых концентраций цинка на ст.11а в водах Южного курортного района (помесячные усредненные данные за период 2000-2002 гг.).

Рисунок 18
Динамика внутригодовых концентраций цинка на ст.5 в водах МТП СПб. (помесячные усредненные данные за период 2000-2002 гг., левый столбик - поверхностный горизонт, правый столбик - придонный горизонт).

Рисунок 19
Динамика внутригодовых концентраций цинка на ст. 30 в водах Центральной части Невской губы (помесячные усредненные данные за период 2000-2002 гг., левый столбик - поверхностный горизонт, правый столбик - придонный горизонт).


Copyright:
Единая система информации об обстановке в Мировом океане. Динамическое электронное справочное пособие.
Введено в опытную эксплуатацию 01.06.2007
Технология разработана Лабораторией автоматизированных систем ГУ "ГОИН".
Свои вопросы и замечания направляйте разработчикам isys_lab@geocentre.ru. © 1998-2007 ГУ "ГОИН".
Счётчик 88х31 Счётчик 88х31 Счётчик 88х31 Счётчик 88х31 Счётчик 88х31
Банер 232х60 Банер 468х60 Банер 232х60
Банер 114х60 Банер 114х60 Банер 114х60 Банер 114х60 Банер 114х60 Банер 114х60 Банер 114х60 Банер 114х60