Дипломная работа: Оценка экологического состояния вод Сестрорецкого водохранилища и реки Малая сестра по гидробиологическим показателям
КИСС и КИЗ – относительные индексы, ранжирующие станции по шкале, в которой наилучшее по выбранному набору показателей состояние сообщества характеризуется минимальными значениями индексов, наихудшее – максимальными. Кроме значений, характеризующих величины показателей на конкретной станции, рассчитывают их средние значения для всего набора станций. Варьирование величин индексов на отдельных станциях относительно среднего позволяет судить, хуже или лучше обстоят на них дела по сравнению с общей тенденцией.
Вычисление коэффициента ранговой корреляции по Спирмену между значениями КИСС и КИЗ показывает, насколько загрязнение влияет на состояние сообществ зообентоса. Если между значениями этих индексов существует достоверная положительная корреляция, то состояние сообществ донных животных в значительной степени определяется наличием загрязнений (в противном случае оно определяется естественными факторами среды). Индекс экологического состояния по Т.Д. Зинченко и Л.А. Выхристюк. Предложенный способ комплексной оценки речной системы на основе интегрального индекса экологического состояния экосистемы – ИИЭС , дает возможность оценить суммарный эффект воздействия загрязнения на сообщества гидробионтов и на экосистему в целом. Основной подход к построению индекса заключается в следующем:
· выделяется некоторое базовое подмножество измеряемых или рассчитываемых показателей гидрохимического (табл. 3) и биологического (табл. 4) мониторинга;
· каждый показатель делится на диапазоны (с использованием статистических методов или экспертных оценок);
· каждому выделенному диапазону ставится в соответствие оценка в баллах;
· для каждого тестируемого объекта (например, участка реки) индекс определяется как усредненная сумма всех показателей в баллах.
Таблица 3 Градации концентраций химических веществ для вычисления балльной оценки
| Показатели | Размерность | Баллы | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| Пределы изменения концентраций | |||||
| Химическое потребление кислорода (ХПК) | мг О/л | > 60 | 31 - 60 | 20 - 30 | < 20 |
| Азот аммонийный N - NH4 | мг /л | > 2.5 | 0.51 - 2.5 | 0.20 - 0.5 | < 0.20 |
| Азот нитратный N - NO3 | мг /л | > 2.5 | 0.71 - 2.5 | 0.30 - 0.70 | < 0.30 |
| Азот нитритный N - NO2 | мг /л | > 0.1 | 0.021 - 0.1 | 0.005 - 0.02 | < 0.005 |
| Фосфаты P – PO4 | мг /л | > 0.3 | 0.101 - 0.3 | 0.03 - 0.1 | < 0.03 |
| Фенолы | мкг /л | > 10 | 1 - 10 | следы | 0 |
Таблица 4 Градации биологических показателей для вычисления балльной оценки
| Показатели | Размерность | Баллы | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| Пределы изменения показателей | |||||
| Численность макрозообентоса N | экз./м2 | 0 – 500 | 501-1000 | 1001-10000 | > 10000 |
| Биомасса В | г/м2 | 1 - 5.0 | 5.1 - 10.0 | 10.1- 15.0 | > 15.0 |
| Количество видов S | экз. | 0 – 5 | 6 - 10 | 11 - 15 | > 15 |
| Индекс видового разнообразия Шеннона Н | бит/экз. | 0 - 1.0 | 1.1 - 2.0 | 2.1 - 3.0 | > 3.0 |
| Биотический индекс V | - | 0 - 2 | 2 - 4 | 4 - 6 | >6 |
| Индекс Пареле D | - | 0.81 –1.00 | 0.56 - 0.80 | 0.30 - 0.55 | < 0.30 |
ИИЭС учитывает обе основные составляющие качества пресноводной экосистемы (химическую и биологическую), выраженные в относительных единицах (баллах), и рассчитывается как
ИИЭС = ( Bi + Hi ) / (Nb , + Nh ) ,
где Bi – используемые биологические показатели; Hi – используемые гидрохимические показатели; Nh и Nb – количество показателей каждого класса, включенных в расчет.
При составлении списка гидрохимических показателей в основу формирования балльной системы была взята работа О.П. Оксиюк c соавторами. Однако достаточно скупой и специфический перечень принятых ими за основу ингредиентов заставляет задуматься, что авторы сильно недооценивают степень влияния минерализации, тяжелых металлов и др., которые традиционно считаются более опасными, чем предлагаемые показатели.
В число отобранных биологических характеристик включены наиболее широко употребляемые показатели, характеризующие состояние донных сообществ.
Численный пример использования ИИЭС для экологического районирования бассейна равнинной р. Чапаевка, представлен в табл. 5.
Были экспертно оценены числовые диапазоны ИИЭС , соответствующие каждой из зон, опре