Эконовости О компании Издания и
проекты
Авторам Реклама Подписка Контакты Архив Полезные
ссылки
       
 
№4, 2024: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы

<< Содержание номера
<< Архив


[RUS] / [ENG]
Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
О возможности использования эмпирической функции распределения для количественной оценки вероятности превышения нормативов по цветности
А. В. Ялалетдинова, к. т. н., доцент,
М. А. Малкова, к. х. н., доцент,
Л. В. Еникеева, к. ф-м. н., доцент,
Е. А. Кантор, д. х. н., профессор,
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
450062, Россия, г. Уфа, ул. Космонавтов, д. 1 A. V. Yalaletdinova ORCID: 0000-0003-0883-1856,
B. M. A. Malkova ORCID: 0000-0002-3570-4062,
L. V. Enikeеva ORCID: 0000-0003-4219-4870,
E. A. Kantor ORCID: 0000-0002-9629-3324,
Ufa State Petroleum Technological University,
1, Kosmonavtov St., Ufa, Russia, 450062
e-mail
[email protected]


Аннотация
Установлено, что характер распределения значений цветности воды в рамках года зависит от сезонности, поэтому для учёта этого фактора дальнейший анализ распределения показателя произведён для каждого месяца. В качестве примера приведён анализ распределений цветности для января, мая, июля и октября. Для каждого месяца выстроены вариационные ряды и рассчитаны эмпирические функции распределения цветности воды. Выявлено, что законы распределения цветности не соответствуют нормальному и логнормальному распределениям, но достаточно точно аппроксимируются полиномами (теоретической функцией распределения). Для полученных полиномов выявлены области определения значений аргумента x, при которых они обладают всеми свойствами функции распределения (непрерывно возрастают на отрезке [0; 1]). Гипотезы о законах распределения цветности, проверенные с помощью критерия согласия Колмогорова, подтвердились. Используемая методология и полученные функции распределения цветности воды дали возможность рассчитать вероятности превышения показателем заданных значений, например, превышения норматива (20 град) для всех месяцев. Так, в январе вероятность того, что превышения норматива не произойдет, составляет 0,792, в июле 0,562, в октябре 0,809, тогда как в мае, вероятность того, что норматив по цветности не будет превышен, составляет 0,091. Знание закона распределения цветности воды, учитывающего сезонные особенности изучаемого процесса, позволяет оценить риски превышения показателем нормативных значений и использовать для принятия решений по обеспечению нормативного качества воды по показателю цветности.
Abstract
We found that the nature of the distribution of water color values within a year depends on seasonality. Therefore, to take into account the above, further analysis of the distribution of the indicator was carried out for each month. The analysis of water color distributions for January, May, July and October is given as an example. Variation series were plotted and empirical water color distribution functions were calculated for each month. It is revealed that the laws of water color distribution do not correspond to normal and log-normal distributions, but are approximated quite accurately by polynomials (theoretical distribution function). For the obtained polynomials, the domains of definition of the values of the argument x, at which they have all the properties of the distribution function (continuously increase on the interval [0; 1]) are revealed. The hypotheses about the laws of water color distribution tested using Kolmogorov–Smirnov test were confirmed. The methodology used and the resulting water color distribution functions made it possible to calculate the probabilities of an indicator exceeding the specified values, for example, exceeding the standard (20 degrees) for all months. Thus, in January, the probability of not exceeding the standard will is 0.792, in July – 0.562, in October – 0.809, while in May the probability of not exceeding the water color standard is 0.091. Knowledge of the law of water color distribution, taking into account the seasonal characteristics of the studied process, allows to assess the risks of exceeding normative values by the indicator and to use it for making decisions on ensuring normative water quality in terms of color.


Ключевые слова
качество воды, цветность воды, эмпирическая функция распределения, теоретическая функция распределения, критерий согласия Колмогорова, вероятность события
Keywords
water quality, water color, empirical distribution function, theoretical distribution function, Kolmogorov–Smirnov test, event probability



References
1. Vozhdaeva M.Yu., Kholova A.R., Vagner E.V., Kantor E.A., Kantor L.I., Trukhanova N.V., Melnitsky I.A. The use of results of expanded monitoring research for the integrated assessment of drinking water according to indices of chemical harmlessness // Gigiena i Sanitariya. 2018. V. 97. No. 2. P. 117–124 (in Russian). doi: 10.18821/0016-9900-2018-97-2-117-124
2. Yalaletdinova A.V., Enikeeva L.V., Vozhdaeva M.Yu., Kantor E.A. Statistical characteristics of the relationship between turbidity and water flow rate caused by releases of the water reservoir // Theoretical and Applied Ecology. 2018. No. 1. P. 33–42 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2018-1-033-042
3. Dolgonosov B.M., Korchagin K.A. Statistical assessment of relationships between water flow in a river and water turbidity in water intakes // Water Resour. 2005. V. 32. P. 175–182. doi: 10.1007/s11268-005-0022-3
4. Dvinskikh S.A., Larchenko O.V., Oskina M.A. Developing a system of environmental indicators reflecting the water management aspects of an enterprise in the light of sustainable development // Theoretical and Applied Ecology. 2023. No. 1. P. 140–147 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2023-1-140-147
5. Yu B., Wang Y., Zhou Q. Human health risk assessment based on toxicity characteristic leaching procedure and simple bioaccessibility extraction test of toxic metals in urban street dust of Tianjin, China // PLoS ONE. 2014. V. 9. No. 3. Article No. e92459. doi: 10.1371/journal.pone.0092459
6. Nagajyoti P.C., Lee K.D., Sreekanth T.V.M. Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: a review // Environ. Chem. Lett. 2010. V. 8. No. 3. P. 199–216. doi: 10.1007/s10311-010-0297-8
7. Poletaeva V.I., Pastukhov M.V. Technogenic impact of wastewater on the hydrochemical composition of the Angara River // Theoretical and Applied Ecology. 2022. No. 3. P. 90–95 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2022-3-090-095
8. Meyer T., Lei Y.D., Wania F. Transport of polycyclic aromatic hydrocarbons and pesticides during snowmelt within an urban watershed // Water Res. 2011. V. 45. No. 3. P. 1147–1156. doi: 10.1016/j.watres.2010.11.004
9. Vieira R., Fernandes J.N., Barbosa A.E. Evaluation of the impacts of road runoff in a Mediterranean reservoir in Portugal // Environ. Monit. Assess. 2013. V. 185. No. 9. P. 7659–7673.doi: 10.1007/s10661-013-3126-2
10. Eirikh A.N., Serykh T.G., Ovcharenko E.A., Podchufarova D.P., Kotovschikov A.V. Chemical composition of the surface water in the Ob River // Theoretical and Applied Ecology. 2022. No. 3. P. 96–102 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2022-3-096-102
11. Dzhamalov R.G., Nikanorov A.M., Reshetnyak O.S., Safronova T.I. The water of the Oka river basin: Chemical composition and sources of pollution // Water and Ecology: Problems and Solutions. 2017. No. 3. P. 114–132 (in Russian). doi: 10.23968/2305- 3488.2017.21.3.114-132
12. Adamovich T.A., Skugoreva S.G., Tovstik E.V., Ashikhmina T.Ya. Study of the chemical composition of water bodies protected area for use as a regional background // Theoretical and Applied Ecology. 2020. No. 1. Р. 89–96 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2020- 1-089-096
13. Slipchenko A.V., Kul'skij L.A., Mackevich E.S. The current state of methods for the oxidation of water impurities and the prospects for chlorination // Himiya i tekhnologiya vody. 1990. V. 12. No. 4. P. 326–346 (in Russian).
14. Bigaliev A.B., Sintyurina A.V., Biyasheva Z.M. On the issue of the pathogenic effect of benzapyrene as an environmental pollutant (review) // Vestnik KazNU. Seriya ekologicheskaya. 2009. No. 1 (24). P. 14–21 (in Russian).
15. Karpukhin M.M., Ladonin D.V. Effect of soil components on the absorption of heavy metals under technogenic contamination // Eurasian Soil Sc. 2008. V. 41. P. 1228–1237. doi: 10.1134/S1064229308110124
16. Kusova I.V., Krasnogorskaya N.N. Physical and chemical processes in the technosphere. Ufa: UGATU, 2008. 234 p. (in Russian).
17. Markusheva T.V., Zhurenko E.Yu., Kusova I.V. Bacteria-degrading phenol and its chlorinated derivatives. Ufa: Gilem, 2002. 108 p. (in Russian).
18. Barsova N., Yakimenko O., Tolpeshta I., Motuzova G. Current state and dynamics of heavy metal soil pollution in Russian Federation – a review // Environ. Pollut. 2019. V. 249. P. 200–207. doi: 10.1016/j. envpol.2019.03.020
19. Soromotin A.V., Kudryavtsev A.A., Efimova A.A., Gerter O.V., Fefilov N.N. The background content of heavy metals in the water of small rivers of the NadymPur interfluve area // Geoecologiya. Engineering geology, hydrogeology, geocryology. 2019. No. 2. P. 48–55 (in Russian). doi: 10.31857/S0869-78092019248-55
20. Dryupina E.Yu., Eyrikh A.N., Eyrikh S.S., Papina T.S. Substantiation of methods of calculation of allowable discharge limits in setting up a water disposal system in big cities (as exemplified by the city of Barnaul) // Ecology and Industry of Russia. 2016. V. 20. No. 2. P. 48–54 (in Russian). doi: 10.18412/1816-0395-2016-2-48-54
21. Chebykin E.P., Sorokovikova L.M., Tomberg I.V., Vodneva E.N., Rasskazov S.V., Khodzher T.V., Grachev M.A. Current state of the Selenga River waters in the Russian territory concerning major components and trace elements // Chemistry for Sustainable Development. 2012. No. 20. P. 613–631 (in Russian).
22. Kasimov N.S., Lychagin M.Yu., Chalov S.R., Shinkareva G.L., Pashkina M.P., Romanchenko A.O., Promakhova E.V. Catchment based analysis of matter flows in the Selenga–Baikal system // Vestnik Moskovskogo Universiteta. Seriya 5, Geografiya. 2016. No. 3. P. 67–81 (in Russian).
23. Kuklin A.P., Tsybekmitova G.Ts. Content of toxic elements in water and macroalgae of the Argun River (Russia) basin water courses // Theoretical and Applied Ecology. 2019. No. 1. Р. 30–35 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2019-1-030-035
24. Harabrin A.V., Harabrin S.V., Kantor L.I., Kantor E.A., Klyavlin M.S. On the change in turbidity, color, permanganate oxidizability and pH of the water of the Ufa River // Bashkirskij himicheskij zhurnal. 2003. V. 10. No. 3. P. 80–81 (in Russian).
25. Kharabrin A.V., Kharabrin S.V., Kantor L.I., Kantor E.A., Klyavlin M.S. Comparison of water quality indicators of the Ufa River in terms of turbidity, color, oxidizability and pH in the sections of urban water intakes // Bashkirskij himicheskij zhurnal. 2003. V. 10. No. 3. P. 82–83 (in Russian).
26. Turikeshev G.T.-G. Brief sketch on physical geography of Ufa vicinities. Ufa: BGPU, 2000. 160 p. (in Russian).
27. Ismagilova R.S., Kuramshina N.G. Geoecological assessment of surface water pollution in the Republic of Bashkortostan // Mezhdunarodnyy zhurnal gumanitarnykh i estestvennykh nauk. 2021. No. 5-2. P. 19–23 (in Russian). doi: 10.24412/2500-1000-2021-5-2-19-23
28. Abdrakhmanov R.F. Hydrogeochemistry of urban areas of the Southern Urals // Geokhimiya. 2019. V. 64. No. 7. P. 733–741 (in Russian). doi: 10.31857/S0016-7525647733-741
29. Ajvazyan S.A., Mhitaryan V.S. Applied statistics and fundamentals of econometrics. Moskva: YuNITI, 1998. 1022 p. (in Russian).
30. Kremer N.Sh. Theory of probability and mathematical statistics. Moskva: YuNITI –DANA, 2009. 551 p. (in Russian).
31. Dolgonosov B.M. Vlasov D.Yu., Dyatlov D.V., Suracheva N.O., Grigoreva S.V., Korchagin K.A. Statistical characteristics of the variability of the quality of water entering the waterworks // Inzhenernaya ekologiya. 2004. No. 3. P. 2–20 (in Russian).
32. Shevchenko M.A. Physico-chemical substantiation of the processes of decolorization and deodorization of water. Kiev: Naukova dumka, 1973. 151 p. (in Russian).
33. Goronovsky I.T. Physical and chemical substantiation of automation of technological processes of water treatment. Kiev: Naukova dumka, 1975. 216 p. (in Russian).




Прикреплённые файлы:




<< Содержание номера
<< Архив

Дата последнего обновления: 11:24:48/27.03.25
   
     
       
 
ИАА "Информ-Экология"


   
     
 
       
 
Министерство природных ресурсов Российской Федерации


   
     
 
       
 
Счётчик


   
     
 
© Designed&Powered by 77mo.ru. 2007. All rights Reserved.