Прогноз вмісту органічних речовин у водах річки Дунай (Кілія)
Анотація
Мета. Оцінка та прогнозування ризику погіршення якості вод річки Дунай у межах міста Кілія за показником біохімічного споживання кисню (БСК5).
Методи. Статистичні методи аналізу, зокрема логнормальний розподіл для оцінки ймовірностей перевищення граничних концентрацій, а також метод екстраполяції ліній тренду для прогнозування динаміки показника БСК5. Візуалізацію даних здійснено шляхом побудови графіків для різних часових інтервалів.
Результати. На основі нерегулярних моніторингових даних, із урахуванням екологічних нормативів та вимог директив ЄС порівняно фактичні і прогнозовані значення БСК5. Визначено задовільний рівень розбіжності (до 17% при оцінці ризику та до 5% при оцінці фактичних значень), що підтверджує ефективність обраного підходу навіть за умов нерегулярного моніторингу. Встановлено, що вміст органічних речовин у воді при забезпеченості 10% значно перевищує екологічно допустиме значення 3 мг/дм³ (відповідно до норм ЄС) та має тенденцію до поступового зростання.
Висновки. Підтверджено ефективність застосованого підходу до прогнозування якості води за умов нерегулярного моніторингу. Використання логнормального розподілу в поєднанні з екстраполяцією ліній тренду дозволило отримати надійні оцінки як фактичного стану вод, так і ймовірності перевищення екологічно небезпечних концентрацій.
Завантаження
Посилання
Ismail, A.H., & Robescu, L.D. (2019). Assessment of water quality of the Danube river using water quality indices technique. Environmental Engineering and Management Journal, 18(8), 1727-1737. http://dx.doi.org/10.30638/eemj.2019.163
Frincu, R. (2021). Long-Term Trends in Water Quality Indices in the Lower Danube and Tributaries in Romania (1996–2017) International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(4), 1665. http://dx.doi.org/10.3390/ijerph18041665
Iticescu, C., Georgescu, L.P., Murariu, G., Topa, C., Timofti, M., Pintilie, V., & Arseni, M. (2019). Lower Danube Water Quality Quantified through WQI and Multivariate Analysis. Water, 11(6):1305. https://doi.org/10.3390/w11061305
Kolisnyk, A., & Pylypiuk, V. (2022). Assessment of Ecological Risk of Surface Water Quality Deterioration in the Sub-basin of the Middle Dnipro within Poltava Region. Problems of Chemistry and Sustainable Development, 4, 61-69. https://doi.org/10.32782/pcsd-2022-4-6 (in Ukrainian)
Bezsonnyi, V. L., Tretyakov, O. V., Nekos, A. N., & Chistov, Ye. V. (2024). Prediction of oxygen regime indicators in Danube river. Man and Environment. Issues of Neoecology, (42), 6-23. https://doi.org/10.26565/1992-4224-2024-42-01 (in Ukrainian)
Pekarova, P., Onderka, M., Pekar, J., Roncak, P., & Miklanek, P. (2009). Prediction of Water Quality in the Danube River Under extreme Hydrological and Temperature Conditions. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 57, 3-15. https://doi.org/10.2478/v10098-009-0001-5
Salvai, A., Grabic, J., Zemunac, R., & Antonic, N. (2022). Trend Analysis of Water Quality Parameters in the Middle Part of the Danube Flow in Serbia, Ecological Chemistry and Engineering S, 29(1), 51-63. https://doi.org/10.2478/eces-2022-0006
Georgescu, L., Moldovanu, S., Iticescu, C., & Calmuc, M. (2023). Assessing and forecasting water quality in the Danube River by using neural network approaches. The Science of the Total Environment. 879. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162998
Vaikunta, Rao, Pravin, R.K. Shirsagar, Kuan Tak Tan, Sivaneasan Bala Krishnan, Shrikant V. Sonekar & Sayali Zade (2025). The Assessment of Water Quality Forecasting Using AI-Based ML Algorithms. Metallurgical and Materials Engineering, 31(4), 942–961. https://doi.org/10.63278/1539
Ooi, K.S., Chen, Z.Y., Poh, P. E., & Cui, J. (2022. BOD5 prediction using machine learning methods. Water Supply, 22 (1) 1168–1183. https://doi.org/10.2166/ws.2021.202
Kim, S., Alizamir, M., Seo, Y., Heddam, S., & Chung, I. (2022). Estimating the incubated river water quality indicator based on machine learning and deep learning paradigms: BOD5 Prediction. Mathematical Biosciences and Engineering, 19(12), 12744-12773. https://doi.org/10.3934/mbe.2022595
Water Code of Ukraine. Code of Ukraine; Law, Code dated 06.06.1995 No. 213/95-VR. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/213/95-%D0%B2%D1%80#Text (Accessed: 15.05.2025)( in Ukrainian).
On Environmental Protection. Law of Ukraine dated 25.06.1991 No. 1264-XII. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1264-12#Text (Accessed: 15.05.2025) (in Ukrainian).
On Approval of the State Sanitary Norms and Rules "Hygienic Requirements for Drinking Water Intended for Human Consumption" (DSanPiN 2.2.4-171-10). Ministry of Health of Ukraine; Order, Norms, Rules dated 12.05.2010 No. 400. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0452-10#Text (Accessed: 15.05.2025) (in Ukrainian).
Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 Establishing a Framework for Community Action in the Field of Water Policy. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/994_962#Text (Accessed: 15.05.2025) (in Ukrainian)
COUNCIL DIRECTIVE 75/440/EEC of 16 June 1975 concerning the quality required of surface water intended for the abstraction of drinking water in the Member States. Retrieved from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:31975L0440&from=en
COUNCIL DIRECTIVE 76/160/EEC of 8 December 1975 concerning the quality of bathing water. Retrieved from: http://river.bio.auth.gr/wp-content/uploads/2016/09/Directive-76-160-EEC-Bathing-Water.pdf
COUNCIL DIRECTIVE 78/659/EEC of 18 July 1978 on the quality of fresh waters needing protection or improvement in order to support fish life. Retrieved from: http://www.cawater-info.net/water_quality_in_ca/files/eu_659-78.pdf
COUNCIL DIRECTIVE 98/83/EC of 3 November 1998 on the quality of water intended for human consumption. Retrieved from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:31998L0083&from=EN
Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy. Retrieved from: https://eur-lex.europa.eu/resource.html?uri=cellar:5c835afb-2ec6-4577-bdf8-756d3d694eeb.0004.02/DOC_1&format=PDF
DIRECTIVE (EU) 2020/2184 of the European Parliament and of the Council of 16 December 2020 on the quality of water intended for human consumption. Retrieved from: https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2020/2184/oj
Yurasov, S.M., & Terzemam, V.V. (2023). Water Quality: Assessment, Variability, Forecasting, Regulation. LAP LAMBERT Academic Publishing, Retrieved from https://www.morebooks.shop/shop-ui/shop/product/9786206846079 (Accessed: 09.10.2024) (in Ukrainian).
Yurasov, S. M., Karaulov, V.D., & Terzeman, V.V. (2025). Improved assessment and forecasting of irrigation water quality. Man and Environment. Issues of Neoecology, (43), 33-46. https://doi.org/10.26565/1992-4224-2025-43-03 (in Ukrainian)
Авторське право (c) 2025 Терземан В. В., Юрасов С. М.
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License 4.0 International (CC BY 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
