Риск-ориентированный контроль содержания в воде загрязняющих веществ

Abstract

Анализ и контроль степени загрязнения природной, сточной и другой воды опирается на методы выборочного контроля. При этом, если обоснование объема измерений, необходимых для оценивания контролируемых показателей с заданной точностью или принятия решений о соответствии/несоответствии воды установленной предельно допустимой концентрации (ПДК) с заданной достоверностью достаточно хорошо известны, то вопрос о частоте проведения измерений остается открытым. Решение задачи обоснования частоты измерений, приведенное в данной работе, важно потому, что водный поток является существенно нестационарным от сезона к сезону, в течение месяца и даже в течение недель и дней вследствие природных и техногенных причин. В статье впервые предлагается возможный подход к выбору частоты измерений, основанный на математическом аппарате спектрального анализа. Приведена иллюстрация данного подхода, представляющая собой рабочую методику решения поставленной задачи. Приведенный расчетный пример при наличии необходимой измерительной информации может быть обобщен на проведение анализа изменений загрязняющих воду веществ различной природы (в примере дан расчет частоты измерений, позволяющих корректно выявить еженедельные изменения; аналогично может быть выполнен расчет для случая сезонных изменений). Выбор интервала дискредитации не является самоцелью - он необходим для решения общей задачи оценки соответствия концентрации загрязняющих веществ ПДК. Поэтому материал статьи дополнен задачей обоснования классификации воды при принятии решения об ее соответствии/несоответствии установленным требованиям с учетом степени влияния факта превышения ПДК, возникающего, например, вследствие погрешности измерений оцениваемых значений концентрации.

The quality control of natural water, wastewater and other water is mainly based on the methods of sampling. In this case, the justifications for the measurements volume required for evaluating the monitored indicators with a given accuracy or for making the decisions about compliance / non-compliance of water according to the established maximum permissible concentration (MPC) with a given reliability are well known. However, the question about the frequency of these measurements remains open. The solution to the frequency of measurement problem given in this study is an important one because the water flow is greatly unsteady from season to season, during the month, and even in the weeks and days as a result of natural and man-made causes. This article first proposed a possible approach to the choice of frequency measurement based on the mathematical formalism of spectral analysis. An illustration of this approach as a working method of solving the above-mentioned problem is given. This calculated example along with the necessary measuring data can be generalized to analyze the changes in water pollutants of various nature (in the example, the calculation of the frequency of measurement allowed correctly identifying the weekly changes; similarly, it can be calculated for the case of the seasonal changes). Selecting the discredit interval is not an end in itself - it is necessary for solving the general problem of conformity assessment of MPC pollutants concentration. Therefore, the article is supplemented by justifying the classification of water while making a decision on its compliance to the requirements and taking into the account the degree of influence of exceeding the maximum permissible concentration, for example, due to the measurement error of estimated values ​​of concentration.