ДОСЛІДЖЕННЯ ОРГАНІЧНОГО ЗАБРУДНЕННЯ ПОВЕРХНЕВИХ ВОД РІЧКИ У ЗОНІ АНТРОПОГЕННОГО ВПЛИВУ ВОДНОГО СКИДУ

Olha Biedunkova; Pavlo Kuznietsov

doi:10.58407/bht.1.25.7

Authors

Olha Biedunkova National University of Water and Environmental Engineering https://orcid.org/0000-0003-4356-4124
Pavlo Kuznietsov National University of Water and Environmental Engineering https://orcid.org/0000-0002-8263-0000

DOI:

https://doi.org/10.58407/bht.1.25.7

Keywords:

Styr River, water discharge, organic pollution index, anthropogenic load

Abstract

Objective. The purpose of the study was to analyze the impact of RNPP water discharges on the water quality of the Styr River by the organic pollution indices (OPI). The objectives of the study included monitoring changes in organic pollution concentrations by the following indicators: biochemical oxygen demand (BOD₅), chemical oxygen demand (COD), nitrate (NO₃^–), ammonium nitrogen (N–NH₃), nitrite (NO₂^–), orthophosphate (PO₄^3–) and dissolved oxygen (DO) concentrations in the water of the Styr River in the zone of influence of the Rivne Nuclear Power Plant (RNPP) water discharge and calculation of the OPI by different methods. The object of the study is the surface waters of the Styr River, in particular, their organic pollution by the values of the OPI. The subject of the study is the variations of the OPI calculated by different methods and their dynamics under the influence of anthropogenic factor of influence of water discharge from the RNPP.

Methodology. The study covered the period of 2020–2022 and was based on the analysis of chemical indicators: BOD₅, COD, NO₃^–, N–NH₃, NO₂^–, PO₄^3–, and DO. Several calculation methods and statistical analysis of the data were used to determine the dynamics of the OPI. The assessment of the ecological state of the Styr River was carried out in accordance with the standards of maximum allowable concentrations (MAC) for fishery and domestic water bodies.

Scientific novelty. The study provides a comprehensive analysis of the dynamics of organic pollution of the Styr River in the RNPP impact zone, taking into account different methods of calculating the OPI. The applied approaches allow us to adapt the research methods for other water bodies, which is important for improving environmental monitoring.

Conclusions. The results of the study show that the water of the Styr River mostly corresponds to the ‘clean’ state according to the OPI, but there were some periods of exceeding the thresholds. In the warm season, organic pollution increases due to an increase in COD and BOD₅, while in the winter season, the accumulation of NO₃^– dominates, and the maximum concentrations of N–NH₃ often exceeded the MAC for fisheries, indicating impact of organic pollution.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Biedunkova, O.O., & Kuznietsov, P.M. (2023). Factor analysis of the dynamics of nitrogenous substances in the water of the Styr River in the zone of influence of the Rivne NPP. Bulletin National University of Water and Environmental Engineering. Series Agricultural Sciences, 1(101), 3–17. https://doi.org/10.31713/vs120231 (in Ukrainian).

Бєдункова О. О., Кузнєцов П. М. Факторний аналіз динаміки азотних речовин води річки Стир у зоні впливу Рівненської АЕС. Вісник Національного університету водного господарства та природокористування. Серія Сільськогосподарські науки. 2023. Вип. 1, № 101. С. 3–17. https://doi.org/10.31713/vs120231

Biedunkova, O., Kuznietsov, P., & Gandziura, V. (2024). Behaviour of dissolved inorganic salts in the cooling water of a nuclear power plant open recirculation system and formation of water discharge. Royal Society Open Science, 11(8), 240492. https://doi.org/10.1098/rsos.240492

Chen, X., Wang, Y., Jiang, L., Huang, X., Huang, D., Dai, W., & Wang, D. (2023). Water quality status response to multiple anthropogenic activities in urban river. Environmental Science and Pollution Research, 30(2), 3440–3452. https://doi.org/10.1007/s11356–022–22378–1

Directive 2000/60/EC (2000). Directive of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy. URL: https://eur–lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=celex%3A32000L0060

Environmental safety standards for water bodies used for fisheries: Order of the Ministry of Agrarian Policy and Food of Ukraine of 30.07.2012 No. 471. (2012). (in Ukrainian)

Нормативи екологічної безпеки водних об’єктів, що використовуються для потреб рибного господарства: Наказ Міністерства аграрної політики та продовольства України від 30.07.2012 № 471.

Guidelines for the development of standards for maximum permissible discharge of pollutants into water bodies: Order of the Ministry of Environmental Protection of Ukraine dated 05.03.2021 No. 173. (2021). (in Ukrainian)

Методичні рекомендації з розроблення нормативів гранично допустимого скидання забруднюючих речовин у водні об'єкти: Наказ Міністерства захисту довкілля України від 05.03.2021 № 173.

Hygienic requirements for water of water bodies to meet the needs of the population: Order of the Ministry of Health of Ukraine of May 2, 2022, No. 721. (2022). URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0524-22#Text (in Ukrainian)

Гігієнічні вимоги до води водних об’єктів для забезпечення потреб населення: Наказ Міністерства охорони здоров'я України від 2 травня 2022 р. № 721.

KND 211.1.4.021-95 (1995). Method for determining chemical oxygen demand (COD) in surface and waste water. Order of the Ministry of Environmental Protection and Nuclear Safety of Ukraine of 25.04.95, No. 21. (in Ukrainian)

КНД 211.1.4.021-95. Метод визначення хімічного споживання кисню (ХСК) у поверхневих та стічних водах. Наказ Міністерства охорони навколишнього природного середовища та ядерної безпеки України від 25.04.95 р. № 21.

KND 211.1.4.023-95 (1995). Methodology for photometric determination of nitrite ions with Gries reagent in surface and treated wastewater. Order of the Ministry of Environmental Protection and Nuclear Safety of Ukraine of 25.04.95, No. 21. (in Ukrainian).

КНД 211.1.4.023-95. Методика фотометричного визначення нітрит-іонів з реактивом Гріса в поверхневих та очищених стічних водах. Наказ Міністерства охорони навколишнього природного середовища та ядерної безпеки України від 25.04.95 р. № 21.

KND 211.1.4.024-95 (1995). Method for determination of biochemical oxygen consumption in n days (BOD) in natural and waste water. Order of the Ministry of Environmental Protection and Nuclear Safety of Ukraine of 25.04.95, No. 21. (in Ukrainian).

КНД 211.1.4.024-95. Метод визначення біохімічного споживання кисню через n діб (БСК) у природних та стічних водах. Наказ Міністерства охорони навколишнього природного середовища та ядерної безпеки України від 25.04.95 р. № 21.

Kuznietsov, P. (2024). Evaluation of the scaling and corrosive potential of the cooling water supply system of a nuclear power plant based on the physicochemical control dataset. Data in Brief, 54, 110347. https://doi.org/10.1016/j.dib.2024.110347

Kuznietsov, P. M., & Biedunkova, O. O. (2023). Study of temperature impact of discharges and balance of biogenic elements in the water of the Styr river in the impact zone of the Rivne NPP. Nuclear Power and the Environment, 3(28), 49–58. https://doi.org/10.31717/2311-8253.23.3.6

Kuznietsov, P., & Biedunkova, O. (2024). Assessment of the Impact of Organic Matter Discharge from a Nuclear Power Plant with a Recirculating Cooling Water System. Water, Air, & Soil Pollution, 235(4), 221. https://doi.org/10.1007/s11270-024-07025-4

Kuznietsov, P. M., Biedunkova, O. O., Yaroshchuk, O. V., & Pryshchepa, A. M. (2024). Optimization of the anti-scale corrective treatment of water by organic phosphonate. Science and Innovation, 20(2), 79–90. https://doi.org/10.15407/scine20.02.079

List of maximum permissible concentrations of harmful substances for waters of fishery reservoirs. Approved by Golovrybvod 09.08.1990 № 12-04-11. (1990). 46 p. Order of 31.08.2017 No. 473 On Approval of the List of Industry Standards and Other Regulatory Documents of the Former USSR Equivalent to Them to Be Used in Hydrometeorological Activities until 01.01.2025 (in Ukrainian)

Наказ від 31.08.2017 № 473 Про затвердження Переліку галузевих стандартів і прирівняних до них інших нормативних документів колишнього СРСР, які будуть використовуватися у гідрометеорологічній діяльності до 01.01.2025. Перелік гранично допустимих концентрацій шкідливих речовин для вод рибогосподарських водойм. Затв. Головрибводом 09.08.1990 № 12-04-11. – 1990. – 46 с.

Makki, A. N., Al-Abbawy, D. A., & Hammadi, N. S. (2023). Assessment of Water Quality Using Organic Pollution Index in Some Marshes North of Basra Province. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1158(3), 032005. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1158/3/032005

MVV 081/12-0005-01 (2001). Methodology for measuring the mass concentration of dissolved orthophosphates by photometric method. Order of the Ministry of Ecology and Natural Resources of Ukraine of 03.09.02 No. 336. (in Ukrainian).

МВВ 081/12-0005-01. Методика виконання вимірювань масової концентрації розчинених ортофосфатів фотометричним методом. Наказ Міністерства екології та природних ресурсів України від 03.09.02 № 336.

MVV 081/12-0008-01 (2001). Surface and treated wastewater. Procedure for measuring the mass concentration of dissolved oxygen by the Winkler iodometric titration method. Order of the Ministry of Ecology and Natural Resources of Ukraine of 03.09.02 No. 336. (in Ukrainian)

МВВ 081/12-0008-01. Поверхневі та очищені стічні води. Методика виконання вимірювань масової концентрації розчиненого кисню методом йодометричного титрування за Вінклером. Наказ Міністерства екології та природних ресурсів України від 03.09.02 № 336.

MVV 081/12-0106-03 (2003). Method for measuring the mass concentration of ammonium ions by the photocolorimetric method with Nessler's reagent. Order of the Minister of Environmental Protection of Ukraine dated 30.06.04 No. 257. (in Ukrainian)

МВВ 081/12-0106-03. Методика виконання вимірювань масової концентрації амоній-іонів фотоколориметричним методом з реактивом Неслера. Наказ Міністра охорони навколишнього природного середовища України від 30.06.04 № 257.

MVV 081/12-0651-09 (2009). Methodology for measuring the mass concentration of nitrate ions by the photocolorimetric method. Order of the Minister of Environmental Protection of Ukraine No. 54 of February 3, 2010. (in Ukrainian)

МВВ 081/12-0651-09. Методика виконання вимірювань масової концентрації нітрат-іонів фотоколориметричним методом. Наказ Міністра охорони навколишнього природного середовища України № 54 від 3 лютого 2010 р.

Radhan, R. V.; Zainudin, Z. & Sreekanth, G. B. (2017). Temporal water quality response in an urban river; a case study in peninsular Malaysia. Appl. Water Sci. 7, 923–933. https://doi.org/10.1007/s13201-015-0303-1

Son, C. T., Giang, N. T. H., Thao, T. P., Nui, N. H., Lam, N. T., & Cong, V. H. (2020). Assessment of Cau River water quality using a combination of water quality and pollution indices. Journal of Water Supply: Research and Technology—AQUA, 69(2), 160-172. https://doi.org/10.2166/aqua.2020.122

VishnuRadhan, R., Zainudin, Z., Sreekanth, G. B., Dhiman, R., Salleh, M. N., & Vethamony, P. (2017). Temporal water quality response in an urban river: a case study in peninsular Malaysia. Applied Water Science, 7, 923-933. https://doi.org/10.1007/s13201-015-0303-1

Qian, Q., He, M., Sun, F., & Liu, X. (2024). Monitoring and evaluation of the water quality of the Lower Neches River, Texas, USA. Water Science and Engineering, 17(1), 21-32. https://doi.org/10.1016/j.wse.2023.10.002

Water Code of Ukraine (1995). URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/213/95-%D0%B2%D1%80#Text (in Ukrainian)

Водний Кодекс України, 1995. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/213/95-%D0%B2%D1%80#Text