Статистический анализ содержания тяжелых металлов в воде на примере реки Миасс Челябинской области

Abstract

Статистические методы являются эффективным инструментом сбора и анализа информации и позволяют на основе этого вырабатывать оптимальные управленческие решения. В работе приведены результаты исследования данных о содержании тяжелых металлов в воде реки Миасс Челябинской области с 1977 по 2014 г. методами многофакторного анализа, анализа автокорреляцион-ной функции временных рядов и методом спектрального анализа Фурье. В работе рассмотрены 8 металлов: Fe, Zn, Al, Mn, Cu, Cr, Pb, Ni. Временные ряды данных о концентрациях металлов проанализированы на наличие статистически достоверных трендов, сезонной, гармонической и случайной составляющих. Выявлено, что напряженность экологической ситуации на реке Миасс обусловлена главным образом действием антропогенного фактора, показана утрата речной экосистемой способности к самовосстановлению. Выявлен ряд специфических закономерностей поведения металлов в воде реки Миасс. Динамика концентраций Fe, Mn, Zn, Al, Cr, Cu, Pb в воде реки Миасс имеет скачкообразный характер, определяемый поступлением сточных вод от промышленных предприятий города различного состава в различное время. Концентрации марганца в воде подвержены циклическим сезонным изменениям. Сезонная составляющая временных рядов концентраций в воде железа, никеля, алюминия, цинка, хрома, свинца, меди не выявлена. Обнаружен тренд к постепенному снижению количества марганца и цинка в воде. Достоверных трендов для остальных металлов не выявлено. Выявлено 3 основных фактора, объясняющих 50,9 % общей дисперсии, остальные 49,1% приходятся на долю случайной составляющей.