Primjer analize procjene rizika (primjer rijeke Vrbas)

Primjer analize procjene rizika(primjer rijeke Vrbas)• Sažetak diskusije sa sastanka u Sarajevu (ožujak, 2007)Na temelju podjele rijeke Vrbas na 8 vodnih tijela te na temelju procijene opterećenja(stanovništvo, industrija i difuzno) za BPK 5 , N i P po vodnim tijelima može se definiratimogući raspon koncentracije na izlaznim profilima vodnih tijela. Za ovu analizu potrebnoje imati procjenu tri karakteristične protoke; minimalnog srednjeg protoka (npr., biološkiminimum), srednjeg godišnjeg protoka i maksimalnog protoka (velike vode – npr., 0.1%).Za izračun izlazne koncentracije po vodnim tijelima koristi se slijedeći izrazC=qmQgdje q m je opterećenje u jedinici masa(M)/vrijeme(T), Q predstavlja protoku u jedinicidužina 3 (L 3 )/vrijeme (T) dok je C koncentracija u jedinici M/L 3 . (Budući da su vrijednostiopterećenja dani u tonama po godini a protoke u m 3 /sekundi, potrebno je svakoprocijenjeno opterećenje pomnožiti s koeficijentom 0.03171 te taj iznos podijeliti sodgovarajućom protokom u m 3 /sekundi tako da se u konačnici dobije koncentracija ugr/m 3 kako je i zakonska regulativa izražena).Na temelju tri karakteristične protoke i procijenjenog opterećenja dobiju se trikoncentracije za svako pojedino vodno tijelo. Na slici 1 u nekoliko prvih tablica uzadnjem redu nalazi se izračunati primjer koncentracije BPK 5 za minimalnu protoku,srednju godišnju protoku i maksimalnu protoku. Na istom principu se mogu izračunatikoncentracije na izlaznom profilu za sva druga vodna tijela i sve druge kemijskeparametre.Da bi se dobila raspodjela koncentracije unutar godine može se pretpostaviti lognormalnaraspodjela koja se često koristi za fizikalne veličine koje nemaju negativnuvrijednost te se dva statistička parametra raspodjele mogu s lakoćom procijeniti izpodataka. U slučaju da se poznaju samo srednja vrijednost te minimalna i maksimalnavrijednost, kao u primjeru s tri karakteristične protoke, često se predlaže slijedeći načinizračuna osnovnih statističkih momenata

f(x)X srx maxx minx min , x max i x sr odgovaraju minimalnoj, srednjoj i maksimalnoj koncentraciji kao što je naprimjeru za BPK 5 dano na slici 1. Gruba procjena srednje vrijednosti i varijanceraspodjele koncentracije može se dobiti preko pravila trokuta kako je skicirano na gornjojslici. Prva dva statistička momenta se definiraju slijedećim izrazima:1E1(x)≅ ( x3E ( x)= E ( x)2Gdje se σ izračuna na slijedeći načins2≅≡118⎪⎧⎡⎨⎢x⎪⎩ ⎣21E1(x)22sr1−61−21min2+ x+ ssr2+ xmax[ x x + x ( x + x ]min2⎤ 3⎪⎫2( x + x ) + ( x − x ) ⎬ ⎪⎭minmaxmaxsr⎥⎦min4)maxmax> 0minKonačno se raspodjela koncentracije u obliku funkcije gustoće može izraziti preko izrazaza log-normalnu raspodjeluf ( x)1 ⎡exp⎢−xσy2π⎢⎣( ln x − µ )y=22σy2⎤⎥⎥⎦

⎛2 ⎞gdje je ⎜ E1(x)=⎟⎞µylnand ⎜⎛ +2σ⎜2 2= ln 1 sy2 ⎟⎟⎝ E1(x)+ s ⎠⎝ E1(x)⎠Za procjenu rizika u odnosu na raspodjelu koncentracije promatranog parametra usvakom vodnom tijelu mogu se primijeniti slijedeće vrijednosti:Vodno tijelo se može smatrati inicijalno u riziku ako granična vrijednost zakonskeregulative C g prelazi vrijednost P(84) koja glasi:2σyC g >P(84)=84% vrijednost raspodjele = E1(x)exp(σy− )2Vodno tijelo se može smatrati inicijalno vjerojatno u riziku ako se granična vrijednostzakonske regulative nalazi između vrijednosti P(16) i vrijednosti P(84):P(16)=16% vrijednost raspodjele =2σyE1(x)exp(−σy− ) ≤ C2g≤ P(84)Vodno tijelo se može smatrati inicijalno da nije u riziku ako granična vrijednost zakonskeregulative ne prelazi vrijednost P(16)Cg2σy≤ E1(x)exp(−σy−2)Na primjer, za promatrani slučaj rijeke Vrbas i za vodno tijelo 7 raspodjela koncentracijeBPK 5 na izlaznom profilu može se pretpostaviti u slijedećem obliku:

0.6Vodno tijelo BA-VRB 70.5Vjerojatnost pojave0.40.30.2P(16)=2.08 (gr/m 2 )P(84)=5.06 (gr/m 3 )0.100 2 4 6 8 10Koncentracija BPK 5(gr/m 3 )Budući da je po zakonskoj regulativi u BiH za BPK 5 granična vrijednost između 2-4gr/m 3 ovo vodno tijelo se može procijeniti kao vjerojatno u riziku u svom početnomstanju.Važno je napomenuti da se ovako izračunata raspodjela koncentracije i pripadajući rizikodnosi za svako zasebno vodno tijelo i ne uzima u obzir kumulativni efekt unosazagađenja kao ni određeni stupanj autopurifikacije u koritu rijeke. Ovaj pristup se možesmatrati kao gornja granica (najnepovoljniji scenarij). Budući da su raspoloživa mjerenjau koritu rijeke rezultat kumulativnog efekta kao i autopurifikacije potrebno je to uzeti uobzir prilikom direktne usporedbe mjerenja s gornjim rezultatima. Autopurifikacija kaoprirodni proces se prvenstveno odnosi na uvlačenje kisika u rijeku preko atmosfere i urežimu turbulentnog tečenja te direktno smanjuje koncentracije kod onih parametara kojisu osjetljivi na stupanj otopljenog kisika ali ne i kod onih kemijske parametre koji nereagiraju znatno na otopljeni kisik.Budući se u konačnici očekuje procjena rizika i ekološkog stanja na temelju biološkihindikatora, u ovom stadiju analize i karakterizacije, potrebno je sagledati i vremenskiperiod u kojem je određeno vodno tijelo izloženo nekom stupnju zagađenja. Naime, ukratkim vremenskim intervalima i velika koncentracija BPK 5 neće znatnije promijenitibiološki indeks dok manja koncentracija u dužem periodu to i te kako može.U nekom završnom obliku planskog odlučivanja potrebno je izvršiti posebnu analizuvremena izloženosti određene koncentracije za svako vodno tijelo te kakav utjecaj taizloženost ima na usvojeni biotički indeks koji se promatra za ekološko stanje.