ЗАПОБІГАННЯ ЗАБРУДНЕННЮ Р.ПІВДЕННИЙ БУГ НІТРОГЕНВМІСНИМИ СПОЛУКАМИ З ВИКОРИСТАННЯМ ШТУЧНИХ-ВОДНО БОЛОТНИХ УГІДЬ

Автор(и)

  • Сергій Михайлович Кватернюк Вінницький національний технічний університет https://orcid.org/0000-0003-1296-8249
  • Святослав Васильович Мандебура Вінницький національний технічний університет https://orcid.org/0000-0001-7952-5974
  • Дмитро Русланович Латуша Вінницький національний технічний університет https://orcid.org/0009-0005-7808-1300
  • Максим Павлович Максименко Вінницький національний технічний університет https://orcid.org/0009-0004-3921-3174
  • Олена Василівна Михальчук Вінницький національний технічний університет

DOI:

https://doi.org/10.31649/2311-1429-2024-2-200-207

Ключові слова:

вода, забруднення, екологічний моніторинг, статистичні дослідження, нітрогенвмісні сполуки, водно-болотні угіддя

Анотація

У роботі досліджено причини виникнення явищ масового цвітіння фітопланктону, заростання водойм певними видами вищих водних рослин у верхній течії р. Південний Буг шляхом  їх співставлення з результатами вимірювань параметрів, отриманих з відкритих ресурсів Державного агентства водних ресурсів України. Проведено статистичну обробку результатів вимірювань нітрогенвмісних сполук за відкритими даними Державного агентства водних ресурсів України та оцінено екологічні ризики. За допомогою програми STATISTICA 12 та власного програмного забезпечення на мові Python було створено діаграми розмаху та гістограми показниками амоній-іонів, біохімічного споживання кисню, завислих (суспендованих) речовин, кисню  розчиненого, нітрат-іонів, нітрит-іонів, сульфат-іонів, фосфат-іонів (поліфосфатів), хлорид-іонів. Для перевірки відповідності нормального закону розподілу застосовано критерії Колмогорова-Смірнова та Ліллієфорса та виявлено, що закон розподілу відрізняється від нормального для всіх досліджуваних показників. Для подальшої обробки даних та побудови діаграми розмаху використано значення медіани і інтерквартільного розмаху. Оцінено ризики перевищення ГДК для всіх постів спостереження за вказаними показниками. Виявлено значні перевищення гранично допустимих рівнів нітрогенвмісними сполуками, зокрема, нижче м. Хмельницький. За рахунок процесів самоочищення, що відбуваються у річці показники  рівнів нітрогенвмісних сполук зменшується до допустимих значень при вимірюваннях у питному водозаборі м. Вінниця, однак при цьому суттєво зростає концентрація фітопланктону. Досліджено кореляційні зв’язки між параметрами забруднення та отримано діаграми розсіювання. З використанням лінійної регресії досліджено кореляційний зв'язок між показаними амоній-іони та нітрат-іони та отримано коефіцієнт регресії r=0,41, що вказує на наявність слабкого зв’язку між вказаними параметрами. Також виявлено слабкий зв’язок між такими параметрами, як нітрат-іони і нітрит-іони (коефіцієнт регресії r=0,26) та кисень розчинений і біохімічне споживання кисню (r=0,21). Природнім механізмом очищення вод забруднених нітрогенвмісними сполуками з сільськогосподарських джерел, які потрапляють у водні об’єкти є природні та штучні водно-болотні угіддя, розмішені у прибережній захисній смузі. Крім очисної функції водно-болотні угіддя особливо важливі для збереження біорізноманіття.

Біографії авторів

Сергій Михайлович Кватернюк, Вінницький національний технічний університет

доктор технічних наук, професор, професор кафедри екології, хімії та технологій захисту довкілля

Святослав Васильович Мандебура, Вінницький національний технічний університет

аспірант кафедри екології, хімії та технологій захисту довкілля

Дмитро Русланович Латуша, Вінницький національний технічний університет

аспірант кафедри екології, хімії та технологій захисту довкілля

Максим Павлович Максименко, Вінницький національний технічний університет

аспірант кафедри екології, хімії та технологій захисту довкілля

Олена Василівна Михальчук, Вінницький національний технічний університет

студентка факультету будівництва, цивільної та екологічної інженерії

Посилання

Kvaterniuk, S. M., Ishchenko, V. A., & Kvaterniuk, O. Y. (2010). Estimation of ecological state of water objects in Vinnytsia on the based on indexes of bioindication by phytoplankton, Visnyk of Vinnytsia Polytechnical Institute, 6, 13–16.

Kvaterniuk, S. M. (2017). Control of Ecological Safety of Sewage with the Help of Multispectral Method and Bioindicationon Phytoplankton, Visnyk of Vinnytsia Polytechnical Institute, 6, 26–33.

Kvaterniuk, S. M, & Petruk, V. G. (2023). Multispectral methods and means of computerized environmental monitoring of water bodies. Vinnytsia: VNTU.

Pogrebennyk, V. D., et al. (2023). Systems of operational control of integral parameters of the water environment. Volume. 1. Mathematical modeling and principles of construction of operational control systems. Zhytomyr: Buk-Druk Publishing House.

Monitoring and environmental assessment of water resources of Ukraine. State Agency of Water Resources of Ukraine (2024). Retrieved from http://monitoring.davr.gov.ua/EcoWaterMon/ GDKMap/Index.

Arndt, S., et al., (2013) Quantifying the degradation of organic matter in marine sediments: a review and synthesis. Earth-science reviews, 123, 53-86.

Vymazal, J. (2010) Constructed Wetlands for Wastewater Treatment, Water, 2(3), 530-549.

Awad, A.M. & H.I. Saleh, (2001) Evaluating contaminants removal rates in sub-surface flow constructed wetland in Egypt, in Wetlands Engineering & River Restoration. -10.

Bastian, R. & Hammer, D. (2020) The use of constructed wetlands for wastewater treatment and recycling, in Constructed wetlands for water quality improvement. CRC Press, 59-68.

Batool, A. and T.A. Saleh, (2020). Removal of toxic metals from wastewater in constructed wetlands as a green technology; catalyst role of substrates and chelators. Ecotoxicology environmental safety. 189, 109924.

Bendoricchio, G., L. Cin, and J. Persson, (2000) Guidelines for free water surface wetland design. EcoSys Bd., 8, 51-91.

Białowiec, A., A. Albuquerque, and P.F. Randerson, (2014) The influence of evapotranspiration on vertical flow subsurface constructed wetland performance. Ecological Engineering, 67, 89-94.

Braskerud, B., (2002) Factors affecting phosphorus retention in small constructed wetlands treating agricultural non-point source pollution. 19(1),41-61.

Brix, H. (2003) Plants used in constructed wetlands and their functions. in 1st International Seminar on the use of Aquatic Macrophytes for Wastewater Treatment in Constructed Wetlands, edit. Dias V., Vymazal J. Lisboa, Portugal.

Brix, H., (1997) Do macrophytes play a role in constructed treatment wetlands? Water Science and Technology, 35(5), 11-17.

Brix, H., (1994) Functions of macrophytes in constructed wetlands. Water Science Technology, 29(4), 71-78.

Carty, A., et al., (2008) The universal design, operation and maintenance guidelines for farm constructed wetlands (FCW) in temperate climates. Bioresource technology, 99(15), 6780-6792.

Coban, O., et al., (2015) Nitrogen transforming community in a horizontal subsurface-flow constructed wetland, Water Research, 74, 203-212.

Crites, R.W., (1994) Design Criteria and Practice for Constructed Wetlands. Water Science and Technology, 29(4), 1-6.

Cui, L., et al., (2015) Removal of nutrients from septic tank effluent with baffle subsurface-flow constructed wetlands. Journal of environmental management, 153, 33-39.

Davis, L., (1995) A handbook of constructed wetlands: a guide to creating wetlands for: agricultural wastewater, domestic wastewater, coal mine drainage, stormwater in the Mid-Atlantic Region. Washington: U.S. Goverment Printing Office.

Dhote, S. and S. Dixit, (2009) Water quality improvement through macrophytes-a review. Environmental monitoring assessment, 152(1), 149-153.

Dong, Y., et al., (2011) Impact of hydraulic loading rate and season on water contaminant reductions within integrated constructed wetlands. Wetlands, 31(3), 499-509.

Dotro, G., et al., (2017) Treatment wetlands: IWA publishing.

Drexler, J.Z., et al., (2004) A review of models and micrometeorological methods used to estimate wetland evapotranspiration. Hydrological processes, 18(11), 2071-2101.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 3

Опубліковано

2025-06-13

Як цитувати

[1]
С. М. Кватернюк, С. В. Мандебура, Д. Р. Латуша, М. П. Максименко, і О. В. Михальчук, «ЗАПОБІГАННЯ ЗАБРУДНЕННЮ Р.ПІВДЕННИЙ БУГ НІТРОГЕНВМІСНИМИ СПОЛУКАМИ З ВИКОРИСТАННЯМ ШТУЧНИХ-ВОДНО БОЛОТНИХ УГІДЬ», СучТехнБудів, вип. 37, вип. 2, с. 200–207, Чер 2025.

Номер

Розділ

ТЕХНОЛОГІЇ ЗАХИСТУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають