4. исследование состава и свойств донных отложений, их биохимической и биологической активности



Скачать 247.97 Kb.
Дата02.05.2016
Размер247.97 Kb.




ВВЕДЕНИЕ...4

1.ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР...7

2.0БЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УЧАСТКА ИССЛЕДОВАНИЙ...35

2.1. Климатические условия...36

2.2. Геологическое строение участка...38

2.3. Гидрология исследуемого участка р. Упы...43

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. ОТБОР ПРОБ, МЕТОДЫ АНАЛИЗА И АППАРАТУРА...52

3.1. Отбор проб донных отложений. Атомно-

абсорбционный метод определения тяжелых металлов...53

3.2. Отбор проб воды. Проведение анализов по

определению физических свойств и химического состава...56

4. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ, ИХ БИОХИМИЧЕСКОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ...68

4.1.Донные отложения и их морфологический,

химический и гранулометрический составы...69

4.2. Мутность и твердый сток...90

4.3. Биохимическая активность донных отложений...93

4.4. Видовой состав гидробионтов в грунтах р. Упы...100

5.ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РУСЛА РЕКИ...108

5.1. Экологическое состояние русла Упы...108

5.2. Рекомендации по очистке русла реки...120

5.3: Математическая модель распространения

взвешенной примеси по течению водного потока...128

6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УЛУЧШЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕК И ВНЕДРЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ...141

7. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ Р. УПЫ ПОСЛЕ

ВНЕДРЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ...148

7.1. Результаты биотестирования объектов исследования...148

7.2. Результаты санитарно-бактериологических исследований воды и донных отложений из р. Упы и сбросов

АК «Тулачермет»...151

3

7.3. Спектрометрический анализ донных



отложений...152

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...156

ЛИТЕРАТУРА...158

Введение

ВВЕДЕНИЕ

Загрязнение поверхностных вод отходами промышленного производства является причиной усиленного заиливания рек, которое оказывает вредное влияние на состав донных осадков,, составляющих с водной средой неразрывную часть экологической системы. Изучение состава современного аллювия с целью установления в нем токсичных компонентов позволяет определить степень его долговременного техногенного воздействия на окружающую среду. Предполагается, что токсичные донные осадки могут являться источником вторичного загрязнения вод вследствие взмучивания и переноса их во время паводков и половодий вниз по течению.

Гидрологический режим рек изменяется во времени и пространстве. Под этим следует понимать изменение количества воды, уровня воды, скорости ее течения по временам года в многолетнем разрезе и на различных участках реки.

Экологическое состояние рек также изменяется во времени и ^ пространстве. В нашем контексте под экологическим состоянием реки понимается возможность использования ее в целях непромышленного рыбоводства, использования ее вод для; сельскохозяйственных нужд, как зоны отдыха проживающего вблизи ее населения. При этом основными источниками нарушения ее экологического равновесия однозначно принимаются промышленные предприятия, которые воздушным путем и сбросом стоков промышленных отходов загрязняют акватории рек и их воды.

Река Упа, приток реки Оки, протекающая через г. Тулу, по своему гидрологическому строению и другим характеристикам является типичным представителем малых рек Средне-Русской возвышенности и испытывает практически на всем своем протяжении, как и все другие реки Центральной части России, техногенное влияние предприятий промышленно развитого региона.

Процесс загрязнения и заражения токсичными веществами и тяжелыми металлами вод реки Упы и ее донных отложений наиболее интенсивно Л наблюдается в течение последних десятилетий. Наибольший рост его интенсивности отмечен с 60-х годов. Начиная с этого времени река в черте г.Тулы, не используется в качестве зоны отдыха, и уже в 1976 г. были поставлены вопросы,по расчистке: ее русла на 20-километровом участке в черте города. Однако дальнейшего развития они не получили.

Исходя из сказанного, нами исследуется участок реки Упы в пределах зоны интенсивного воздействия на нее промышленного производства черной металлургии и других производств энергетического комплекса. Исследуемый участок расположен верхней границей в.230 км от устья реки, примерно в среднем ее течении; Нижней своей границей: участок подходит к центру г. <гк, Тулы, пересекая один из густонаселенных районов.-

По гидродинамическому режиму река Упа относится к типичным равнинным рекам, и ее расход, уровни воды, скорости течения подвержены изменениям, характерным для малых рек центральной части Восточно-

5

европейской равнины.. Русло реки слаборазветвленное, на исследуемом участке ширина его изменяется от 30 до 60 м при глубине от 2 до 6,5 м. Средняя скорость течения в летнюю межень не превышает в основном 0,2 м/с.



Цель работы. Целью работы, являлась оценка экологического состояния реки Упы на наиболее загрязненном1 участке и; выбор способа; и методов ее оздоровления..

Научная новизна:

- получена, информация* о характере современного формирования! илов. Установлено.наличие двух существенно отличающихся друг от друга слоев руслового аллювия;.

- изучена биохимическая активность донных отложений;

- установлено,.что очистке от техногенного влияния промышленных предприятий подлежат текучие и текучепластичные слои донных отложений, мощность которых достаточно изменчива, в тоже время тугопластичныеилы и нижележащие су глинки являются надежным экраном для предотвращения фильтрации речных вод в подземные горизонты;:

- разработана математическая модель устанавливающая взаимосвязь между антропогенными выбросами промышленных предприятий, скоростью течения и протяженности речной магистрали;

- доказано, что процессы самоочищения реки в районе 1,5-2 км от техногенного загрязнителя практически невозможны, и на этих участках наблюдается кислородное голодание реки;

- научно обоснован выбор эжекторного земснаряда, который позволяет настроить рыхлитель только на удаление верхнего текучего и текучепластичного слоя.

Достоверность научных положений ш результатов проведенных исследований подтверждается:

- корректной постановкой задач и исследований;

- достаточным объемом экспериментов, необходимых для разработки методологических основ процесса очистки русел малых рек;

- удовлетворительной сходимостью результатов экспериментальных исследований с расчетными значениями, полученными с использованием математической модели.

Практическое значение работы:

- разработана и апробирована; методика анализа экологического состояния реки Упы, применимая и для.малых рек других регионов;

- на основе полученных данных были разработаны оригинальные технологии по очистке сточных вод от взвешенных частиц и очистки сточных вод от засоленных стоков;

- результаты; работ внедрены на АК «Тулачермет», Тульском горно-химическом заводе, на очистных сооружениях котельных установок.

Основные научные положения работы состоят в разработке методологии исследования экологического состояния малых рек, используя

которую становится возможным предложить такие исследования и способы очистки, позволяющие восстановить микрофлору, флору и, фауну исследуемых объектов.

Реализация работы. На основе выполненных исследований были разработаны и частично реализованы мероприятия по охране и рациональному использованию водных ресурсов на АК «Тулачермет».. Опыт, полученный при-выявлении техногенного влияния АК «Тулачермет» на р.Упу, был использован при разработке и внедрении на предприятии ОАО «Тулагорхим» оригинальных технологий по очистке промышленных сточных вод.

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы в целом, и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Аэрологии, охраны труда и окружающей среды» ТулГУ (г. Тула, 2001-2002 гг.), на 5-ой Международной научно-практической конференции «Высокие технологии в экологии» (г. Воронеж, 2002 г.) и научно-практической конференции «Экология 21 века в Тульском регионе» (г.Тула, 2002 г.).

Автор выражает большую благодарность коллективам Воронежского государственного университета, ОАО «Научно-исследовательского и проектного института мономеров» и Тульского Государственного педагогического университета за проведенные анализы той части проб илов, сточных и речных вод, которые не могли быть сделаны своими силами и доценту, к.т.н. Кузнецову С.С. за оказанную методическую помощь.

#

7 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР



В результате интенсивного использования водных ресурсов не только изменяется количество воды, пригодной для той или иной области хозяйственной деятельности, но и происходит изменение составляющих водного баланса, гидрологического режима водных объектов.

Объясняется это тем, что большинство рек и озер являются одновременно источниками водоснабжения- и приемниками хозяйственно-бытовых, промышленных и сельскохозяйственных стоков. Это привело к тому, что в настоящее время в нашей стране не осталось крупных речных систем с естественным гидрологическим режимом и химическим составом, не нарушенными антропогенной деятельностью.

Подавляющее число рек России относится к категории малых. Их длина обычно не превышает 100-150 км, а площадь водосбора 1000-2000 км2. Малые реки, формируя сток средних и больших рек, играют важную роль, в формировании качества их воды. Небольшая по расходу воды, но сильнозагрязненная малая река влияет на качество воды принимающей ее реки в среднем в 10 раз сильнее, чем на ее количество [1, 50-53, 67].

Формирование современного состояния малых рек в промышленно развитых регионах в существенной мере обусловлено комплексом техногенных факторов, среди которых первостепенную роль играют поступление загрязняющих веществ со сточными водами предприятий[54-56].

Техногенные продукты, поступая в реки, включаются в существующие миграционные циклы, распространяются и накапливаются во всех компонентах речной системы - воде, взвеси, донных отложениях.

Среди предприятий преобладающее воздействие на загрязнение природной среды оказывают предприятия металлургического комплекса и ТЭС стоящие как правило на берегах малых рек и искусственно сделанных из них водохранилищ. Поэтому в настоящее время во всем мире проводятся исследования экологического состояния малых рек и других водных массивов [57-62].

Это позволило установить источники тяжелых металлов, поступающих в речные отложения. Высокое содержание Zn (до 18 400 мг/кг), Cd (до 126) и РЬ (до 7540) связано с выбросами металлургического производства. Источником высокого содержания Сг (200-300 мг/кг) являются производства тугоплавких материалов и ряда химических производств [2].

Авторами [3] установлено, что химический состав донных отложений нижнем течении; Даугавы находится под сильным антропогенным воздействием. Был определен эффект этого воздействия на макробентос. Утверждается,. что состав донных отложений может служить индикатором качества речных вод.

Были проведены исследования влияния отвала Чусовского металлургического завода (ЧМЗ), расположенного в Пермской области на

8

состояние рек Чусовой и Усьвы. Работы включали опробование и анализ воды и донных отложений рек, а также вещества отвала и сточных вод.



В- районе влияния отвала наблюдается увеличение содержания SO42", Na+ и К+, общего железа (до 1,08 мг/л), а также микроэлементов Zn (до 0,24 мг/л), ТЛ (до 0,05 мг/л), Сг (до 0,028 мг/л), Ni (до 0,03 мг/л), Мп (до 0,09 мг/л), РЬ (до 0,02: мг/л), Си (до 0,29 мг/л). Отвал оказывает существенное влияние на донные отложения рассматриваемых рек.

В районе отвалов в составе донных отложений определено значительное содержание оксидов и гидроксидов железа в форме магнетита, вюстита, гетита (суммарное содержание до 10,9%). Отмечается повсеместное содержание в донных отложениях ниже отвала (мг/кг) Ti — до 510, Сг до 1200, Ni до 1050, Мп до 290, Gu до 330.

Таким образом, рассматриваемый объект оказывает существенное влияние (негативное) на состояние рек Чусовой и Усьвы, которое проявляется в изменении химического состава вод, минерального и микрокомпонентного состава донных отложений. Существующее положение требует разработки в ближайшее время мероприятий по снижению отрицательных воздействий объекта на геологическую среду [49].

Основными водными источниками Центральной Азии являются реки; Сырдарья, Амударья, Или, Иртыш, Урал. Сырдарья и Амударья - две стратегические водные артерии, обеспечивающие водой Аральский регион, который в настоящее время является одним из ряда регионов, мира пострадавшего от водного кризиса. В- результате нерационального управления, природными ресурсами площадь акватории Аральского моря сократилась с 60 км2 в 60х годах до 32.1 км2 в настоящее время. Изменения в уровне моря создали катастрофические проблемы для окружающей среды и здоровья населения на огромных территориях, окружающих море. Более того, деградация окружающей среды и катастрофические последствия для водных ресурсов наблюдаются по всему бассейну, что подвергает опасности социально-экономическое развитие стран Аральского региона (Республика Казахстан, Кыргызская Республика, Республика Таджикистан, Туркменистан, Республика Узбекистан) [71].

При этом наиболее ощутимо нерациональное использование водных ресурсов в бассейна рек Сырдарья, Амударья, Шу, Талас, Или или же на их притоках. Во всех рассматриваемых речных бассейнах, в том числе на. реках. Сырдарья, Амударья, Иртыш, Шу и Талас качество воды таково, что в последнее время по отдельным загрязняющим ингредиентам использование стока этих рек стало опасным для здоровья" населения. Например,-использование стока рек .Сырдарья;и Амударья представляет опасность по таким показателям как пестициды,, сульфаты, хлориды, тяжелые металлы и органические вещества, по р .Иртыш тяжелые металлы, ртуть, роданиды, цианиды, мышьяк и т.д.

Следует подчеркнуть, что в практике гидрохимического анализа загрязняющих веществ, приводимые загрязнения; за отдельно взятые дискретные годы не достаточно точно отражают динамику загрязнения. А

именно, при сохранении объемов загрязняющих веществ из года и год, загрязнение поверхностного стока, за отдельно взятые месяцы, кварталы и годы имеет значительные различия. Причиной-тому является зависимость гидрохимического режима от гидрологического режима, т.е. загрязненность водотока полностью зависит от водности конкретного года с учетом разбавляемости и регенеративной способности водотока. Исходя из этого необходимо проводить анализ загрязнения в совокупности с водностью года, т.е. при 25, 50, 75 и 95 % обеспеченности, ибо при принятии управленческих решений по уменьшению загрязнения огромная роль принадлежит разбавлению высоких концентраций загрязняющих веществ путем оперирования: количественной характеристикой водного потока.. При этом использование конкретных объемов сточных вод, как детерминированную величину не возбраняется.

Бассейн реки Сырдарья. Уровень загрязненности нитритами превышает 45 % анализируемых проб и достигает 1-21 ПДК, фенолы содержались в 55 % проб и достигали 6 ПДК, нефтепродукты - в 73 % проб, концентрации от 1 до 6 ПДК, содержание меди отмечено в 64 % проб превышение от 3 до 13 ПДК. Содержание пестицидов не отмечено. Химический состав воды р. Сырдарья формируется; в пределах Республики Узбекистан. В Казахстан (пограничный створ с.Кокбулак) вода поступает грязная и содержит нефтепродукты - 7 ПДК, фенолы - 3 ПДК, медь - 13 ПККЮ, азот нитритный -8 ПДК, сульфаты - 3 ПДК. Максимальный уровень загрязнения наблюдается в весенний период.

В районе Чардаринского водохранилища основными загрязняющими веществами являются сульфаты, медь, нитриты, нефтепродукты. Максимальные концентрации сульфатов отмечены на уровне 8 ПДК, нитритов - № ПДК, нефтепродуктов и меди на уровне 4 ПДК. Отмечался высокий уровень загрязнения кадмием - 15 ПДК.

Исследование изменения^ внутригодового распределения сульфатов дает однозначную тенденцию на повсеместный рост этого ингредиента. Например, при обеспеченности естественного режима, максимальные концентрации сульфатов для? створа Тюмень-Арык были, отмечены в пределах от 200 до 300 мг/л в зимние месяцы и минимальные порядка до 180 мг/л в летние.

Для створа Кзылорда, прш условно естественном периоде,. В; зимний период максимумы были в пределах 200-300 мг/л и минимумы в пределах 150-180 мг/л. Современные максимумы фактической? концентрации сульфатов находятся в пределах: от 600 до 1000 мг/л, с минимумами летних месяцев от 400 до 500 мг/л. Такая? же тенденция, наблюдается ив створе Казалы. Аналогичные картины по отношению к хлоридам, тяжелым металлам, пестицидам фиксируются; по всей длине р.Сырдарья; т.е. от с. Кокбулак до створа Казалы.

Аналогичная картина, только с наибольшей нагрузкой ионов тяжелых металлов, пестицидов и органических веществ наблюдается на примере рек. Шуи Талас.

10

Бассейн реки Талас. Химический состав загрязнения р.Талас определяется превышением ПДК органическими веществами - 18,8% проб, нефтепродуктами - 10,5 % проб. Химический состав воды в верхнем течении реки формируется под влиянием загрязняющих веществ, поступающих в р.Талас с территории Кыргызстана. В районе с.Покровка (пограничный створ) в воде. р.Талас. наблюдается повышенное содержание органических веществ и железа в 100% проб. Ниже по течению, в районе г. Тараз, уровень, загрязненности повышается за счет поступления коллекторно-дренажных вод с полей фильтрации сахарного и спиртового комбинатов, отмечено превышение ПДК по нефтепродуктам в 9 % случаев, в районе п.Солнечный-в 50 % проб; В" районе с.Михайловка содержание азота нитритного превышало ПДК в 66 % проб и составило от 1,5 до 2,8, фенолы отмечены на уровне 1 ПДК. Загрязненность водоисточника реки Асса, незначительна. Среднегодовые концентрации,.превышающие ПДК, зарегистрированы, как и в прошло году, по органическим веществам - 16,7 %, по азоту нитритному -8,4 %, по меди - 66,7 %, по фенолам и нефтепродуктам - 8,4 %, фторидам -33,3 % проб. По фенолам отмечался экстремально высокий уровень загрязнения, максимальные значения достигали 100 ПДК.



Бассейн реки Шу. Химический состав воды в верхнем течении реки формируется под влиянием загрязняющих веществ, поступающих в р. Талас с территории Кыргызстана. В районе с. Благовещенское (пограничный створ) наблюдается повышенное содержание органических веществ и азота нитритного - в 50 % проб, максимальное содержание отмечено на уровне 3 ПДК. Содержание нефтепродуктов превышало ПДК в 33 % отобранных проб, сульфаты наблюдались в 100 % проб и достигали 4,8 ПДК. Ниже по течению, в районе с. Фурманово, содержание органических веществ отмечено в 33 % проб, кремний, медь и нефтепродукты содержались в 25 % проб.

Бассейн реки Или. Основными загрязняющими веществами поверхностных вод бассейна. р.Или являются нефтепродукты, содержание которых практически во всех анализируемых пробах (97 %) превышало ПДК, и составило 3,2 ПДК (максимальные значения достигали 12 ПДК). Повторяемость превышений по нитритам составила 49 % и их среднегодовой показатель составил 4,4 ПДК. Содержание фенолов отмечено в 47,8 % проб, их содержание зарегистрировано на уровне 1,5 ПДК (максимальное значение - 5 ПДК), фториды отмечены в 91,8 % проб, средние значения: - 2,02 ПДК, максимальные - 4,4 ПДК. Bi- соответствии с индексом загрязненности поверхностных вод, для. рек бассейна характерным является^ умеренное загрязнение.

Химический состав воды реки Или. в пределах республики Казахстан формируется: под влиянием загрязняющих: веществ, поступающих с территории КНР, а также загрязненного поверхностного стока, и смыва с. прилегающих к бассейну сельхозугодий. Сброс нормативно чистых и нормативно очищенных вод Капчагайской ГЭС (пункт наблюдений "Ур. Капчагай") существенного влияния на качество воды не оказывает, качество

11

воды находится на том же уровне, что и в выше расположенных створах: содержание сульфатов достигает 1,5 ПДК, фенолов - 2,5 ПДК, нефтепродуктов - 6,1 ПДК, фторидов - 1,1 ПДК.



В традиционном понимании промышленного загрязнения рек Сырдарья, Шу и Талас в Казахстане нет, ибо вблизи этих водотоков промышленных предприятий горно-рудного производства нет. Есть только косвенное загрязнение р. Сырдарья с помощью притока, т.е. р. Бадам загрязняющихся хвостохранилищем отработанных руд Шымкентского свинцового завода. Основными: источниками загрязнения рек Шу и Талас являются недостаточно очищенные сточные воды Шуйского сахарного завода и Таразского спиртоводочного завода.

На реке Бадам фоновое содержание металлов (медь, цинк, свинец, хром и кадмий) в створе Шымкента находились в пределах допустимых концентраций. На участке реки в районе створа "0,64 км ниже сброса свинцового завода" наблюдается увеличение концентрации меди - 5 ПДК, нитритов - 3,3 ПДК, нефтепродуктов - 3,7 ПДК,. фенолов и сульфатов - 3,5 ПДК.

Река Сырдарья в районе Чардаринского водохранилища характеризуется загрязняющими веществами как сульфаты, медь,-нитриты, нефтепродукты. Максимальные концентрации сульфатов отмечены на уровне 8 ПДК, нитритов - 3 ПДК, нефтепродуктов и меди на уровне 4 ПДК.

Основными источниками загрязнения поверхностных вод р. Сырдарья и притоков Арысь и Келес в Казахстанской части являются сточные воды промышленных предприятий, сбросы коллекторно-дренажных вод с сельскохозяйственных полей и стоки животноводческих хозяйств.

В верхнем течении р.Шу на количество воды оказывают сильное влияние сбросы сточных вод предприятий Республики Кыргызстан, наиболее существенным из которых является сброс сточных вод управления "Горводоканал" г. Бишкек.

В р. Талас несколько сократился сброс хозбытовых и условно чистых вод с Жамбылской ГРЭС по сравнению с 1996 годом, это связано прежде всего с уменьшением работы СУ-ГРЭС. Основным источником загрязнения р.Талас являются, сточные воды Жамбылского спитроводочного комбината. По сравнению с 1996 годом на комбинате АО "Тараз" сбросы сточных и дренажных вод в р. Талас значительно возросли за счет увеличения объемов производства.

В современных условиях во всех трансграничных водотоках, т.е. на реках Сырдарья, Шу иТалас наблюдается возросший антропогенный груз по отдельным видам химических загрязнений. Например, по р.Сырдарья основными трансграничными загрязнителями: являются: сульфаты,. хлориды, пестициды, медь, цинк и ртуть.

Резкий рост концентрации пестицидов от 0,01 мкг/л до 0,25 мкг/л наблюдается с марта по апрель при уменьшении расходов воды с 620 м3/с до 400 м3/с. С апреля до сентября сохраняется тенденция снижения концентрации всех представителей пестицидов и гербицидов. Например,

12

концентрации гексахлорана снижаются в этот период с 0,270 мкг/л до 0,04 мкг/л, тогда как линдана с 0,13; мкг/л до 0,03 мкг/л. Аналогичным образом ведут себя и ДДТ, ДДЭ, ДДД. В сентябре месяце резким пиком максимума отличаются ДДЭ (0,340 мкг/л) и гексахлорана (0,120 мкг/л) с последующим убыванием до 0,02 мкг/л. В сравнении с этим размахом колебания ДДТ, ДДД и линдана, за этот же период, не превышают предела от 0,01 мкг/л до 0,06 мкг/л. Загрязнение остальными ингредиентами имеет свои специфичные периоды максимумов и минимумов концентрации.



На. трансграничном участке: химический состав воды р. Талас идет полностью сформировавшимся из территории Республики Кыргызстан. В створе с. Покровка основными загрязнителями являются органические вещества и железо.

Река Шу в створе с.Благовещенское содержит повышенное по сравнению с ПДК, органические вещества и азота нитритного на уровне 3 ПДК. Содержание нефтепродуктов находится в пределах: от 3 до 5 ПДК, тогда как сульфаты до 4,8 ПДК. К сожалению, из-за удаленности гидрологических постов и гидрохимических створов от госграницы такие оценки невозможно производить в отношении рек Иртыш, Или, Ишим, Тобол и Урал.

Как ранее отмечали, для объективной оценки трансграничного загрязнения необходимо:

пересмотреть существующие места расположения- гидропостов и гидрохимических створов с целью их выдвижения к государственным границам стран ЦАР, вплоть до организации совместного поста для контроля гидрологических и гидрохимических параметров транзитного стока;

согласовать методы измерения и анализа гидрологических и гидрохимических параметров для достижения идентичных результатов [48].

В июне-октябре 1991 г. исследовался макро- и микроэлементный состав поверхностных вод низовьев дельты Амударьи для оценки; их экологогеохимического состояния,

Во всех пробах вод определялось содержание: 22 элементов - Al,. Са, Ва, Cd, Cr, Си, Mg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, Ti, V, Zn, Zr, Co, Fe, К, В; Na, As.

В результате проведенных исследований зафиксированы тенденции роста концентраций главных катионов и микроэлементов, особенно Fe, Pb, Al, Mn, Cd,Zn.

Полученные данные свидетельствуют о существенном; увеличении концентрации макро- и микрокомпонентов в поверхностных водах дельты Амударьи по сравнению с 1981-1988 гг. Возрастание концентраций элементов является следствием изменения; водного режима,, в. том числе увеличение в последние годы объема дренажного стока и его минерализации. Обнаружено превышение ПДК по Sr, Mg, Zn, Cd, РЬ и величины рН для вод дельты Амударьи, что свидетельствует о неблагополучной экологической ситуации, которая; может получить дальнейшее развитие, если/ не будет обеспечен комплекс защитных мер и проведение геохимического мониторинга [4, 5, 6,7, 8].

13

Одним из наиболее «грязных» производств являются предприятия *! горно-металлургического комплекса.



Металлоносные потоки, формирующиеся под воздействием горно-металлургического комплекса, происходит в составе организованных и неорганизованных сбросов сточных вод. Особое место в этом занимают отходы производства, где металлы временно депонируются, но затем постепенно рассеиваются,в окружающей среде [31, 32].

В работе [30] рассматриваются выбросы горно-металлургического комплекса в реку Среднего Урала за период 1995-1999 года. Установлены превышения содержания в водах тяжелых металлов и взвешенных веществ в городах Н.Тагил, Качканар, Алапаевск, Реж и др.

Установлено, что за период с 1965 по 2000г. произошел рост минерализации воды при: увеличении всех составляющих ее ингредиентов, в первую очередь, в результате повышения концентрации сульфатов и щелочных металлов..

Микробиологические исследования показали, что численность t» сапрофитных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов

превышает допустимые санитарно-гигиенические нормы более, чем в 3 раза.

Проведенные исследования показывают, что ГРЭС и промышленные предприятия негативно влияют на экологию.

Бассейн реки Иртыш. Загрязненность поверхностных вод бассейна тяжелыми металлами продолжает оставаться высокой. Среднегодовые концентрации меди по бассейну составили 18,9 ПДК, цинка - 20,9 ПДК, нефтепродуктов - 1,2 ПДК. Повторяемость превышений ксантогенатов составила 53,8 %, среднее содержание 1,73 ПДК. По сравнению с прошлыми годами наблюдается значительное уменьшение концентраций нефтепродуктов, а содержание пестицидов, роданидов и цианидов не превышало нулевых значений. В целом по бассейну качество воды р. Иртыш ухудшилось,.индекс загрязненности увеличился с 6,02 в 1996 году до 8,34 в 1997 году, вода очень грязная.

Река Иртыш является одним из крупнейших протоков р.Обь. В" '*•' фоновом створе р. Иртыш, с.Буран (пограничный створ с КНР) сбросы сточных вод отсутствуют. Гидрохимический режим формируется в основном в результате вымывания и растворения горных пород. Определенное влияние: на качество воды оказывают загрязненный поверхностный сток, сбросы с сельхозполей и загрязняющие вещества, поступающие с поверхностным стоком с территории КНР: Поверхностные воды р. Иртыш в створе с. Буран относятся к гидрокарбонатно-кальциевым, среднеминерализованным. Средняя, величина минерализации 126 мг/л. Средние концентрации меди, нефтепродуктов и азота нитритного составляли 1-2 ПДК. Ниже по течению, в пределах г. Усть-Каменогорск, под влиянием (4й сбросов сточных вод Восточно-Казахстанского промышленного комплекса уровень загрязненности р. Иртыш по отдельным показателям значительно возрастает. В фоновом (по отношению к г. Усть-Каменогорск) створе "0,8 км ниже плотины ГЭС" средние концентрации составили: меди - 2,3 ПДК,

14

нефтепродуктов - 0,7 ПДК. Кислородный режим и БПК в норме. Поверхностные воды створа "0,5 км ниже сброса конденсатного завода" в 1997 году относятся к умеренно-загрязненным. Средние концентрации в данном створе составили: меди -• 4 ПДК, нефтепродуктов - 1 ПДК. Кислородный режим в норме. Наиболее загрязненным является створ "0,5 км ниже сброса ТМК", расположенный ниже впадения грязного притока -р.Ульба. Кроме того, в результате сбросов сточных вод Управления "Горводоканал" очистные сооружения работают с большой перегрузкой, в течение последних лет отмечается повышенное содержание азотной группы (нитриды). Средние за год концентрации составили у левого и правого берега соответственно: меди 3,8-3,3 ПДК, нефтепродуктов - 1,0 ПДК, азота нитритного - 1,5-0,6 ПДК. Кислородный режим в норме. Средняя величина минерализации составила 186 и 125 мг/л у левого и правого берега соответственно. Качество поверхностных вод створа "0,5 км ниже сброса ТМК" в сравнении с 1996 годом (воды загрязненные) несколько улучшилось и соответствует III классу - умеренное загрязнение. В замыкающем (по отношению к г. Усть-Каменогорску) створе "22,2 км ниже:города" средние концентрации составили: меди 3,7 ПДК, нефтепродуктов — 1,3 ПДК. Кислородный режим в норме. Качество воды соответствует III: классу -умеренное загрязнение. На участке реки с. Глубокое - с. Предгорное под влиянием загрязняющих веществ, поступающих со сточными водами Иртышского полиметаллического комбината, через притоки Глубочанка и Красноярка, а также транзитными водами от вышерасположенных источников загрязнения, среднегодовые концентрации веществ составили соответственно: меди - 3,7 ПДК, нефтепродуктов - 1,2 ПДК. Средняя величина минерализации составила 150 мг/л. Качество воды на участке с. Глубокое - с. Предгорное по гидрохимическим показателям улучшилось. ИЗВ в 1997 году составил 0,93 - 1,18 чистые и умеренно-загрязненные воды.



В 1997 году отбор проб для гидробиологического анализа осуществлялся в течение всего вегетационного периода. В донных обрастаниях встречаются представители трех отделов: диатомовые водоросли - 48 таксонов, зеленые - 12 таксонов и сине-зеленые - 2 таксона. Ухудшение качества воды наблюдалось в створах "0,8 км ниже плотины ГЭС" и "0,5 км ниже сброса ТМК" - вода загрязненная.

Бассейн реки Ишим. Характерными загрязняющими веществами поверхностных вод бассейна являются нефтепродукты, повторяемость превышений ПДК, которых в течение года составила 93,2 % проб; азота нитритного 74 %, меди - 75,6 %, фторидов - 15,1 %, сельфатов - 39 %. Пестициды не обнаружены. Сергеевское водохранилище реки Ишим.. Характерными загрязняющими веществами р. Ишим с. Каменный карьер - г. Петропавловск и замыкающем створе с. Долматово являются нефтепродукты, азот нитритный, медь, сульфаты, железо общее. В течение года кислородный режим был удовлетворительный. Содержание растворенного кислорода находилось в пределах нормы и составляло 10,4-13,8 мг О/л. Содержание БПК5 находилось на уровне 1,8-3,4 мг О /л.

15

Содержание азота нитритного наблюдалось в пределах 2 ПДК. В течение года почти по всем створам отмечалось повышенное содержание железа общего от 1,5 до 8 ПДК, содержание меди в отдельных створах достигало 2-5 ПДК. В соответствии с индексом загрязненности воды можно охарактеризовать как умеренно-загрязненные. Причиной превышений ПДК загрязняющих веществ являются животноводческие фермы, летние дойки, расположенные вдоль реки в ее водоохранной зоне, складирование навоза в пойме реки. Кроме того, имели место случаи загрязнения речной воды в результате сброса городских ливневых вод без очистки. Результаты анализа воды Сергеевского водохранилища, свидетельствуют о том, что качество воды, в основном, соответствует требованиям ПДК. Концентрация кислорода составила 11,7-12,1 мг О/л, БПК5 - 1,25-2,25 мг О/л, нитритов - 0,007 мг/л. В течение года наблюдалось повышенное содержание железа 3-5 ПДК и нефтепродуктов - 3-4 ПКД.



Бассейн реки Тобол. Является основным источником водоснабжения Костанайской области. Для регулирования стока, а так же с целью накопления воды для дальнейшего ее использования на р. Тобол построены Желкуарское, Шортандинское, Верхнетобольское, Каратомарское и Амангельдинское водохранилища. Загрязнение поверхностных вод происходит за счет поступления воды с полей орошения, а.так же в результате попадания талых вод с площади водосбора, что способствует увеличению накопления в воде биогенных веществ. Основными загрязняющими веществами р. Тобол являются азотсодержащие, значения которых возрастают в период весеннего половодья. В районе г. Рудный,- на химический состав оказывают влияние попуски из Каратомарского водохранилища. Содержание кислорода в воде ниже 8,87 мг О/л не наблюдалось. Концентрации азотсодержащих веществ минимально, нефтепродукты, медь, цинк, СПАВ- фенолы находились в пределах ПДК. По сравнению с 1996 годом уровень загрязненности реки не изменился, класс качества - II, вода чистая. Наиболее загрязненным является замыкающий створ ниже г.Костаная, где концентрации азота нитритного достигали; 5,1 ПДК. В- связи с низким уровнем воды в водохранилищах наблюдается увеличение загрязнения биогенными веществами.Оодержание меди, цинка, СПАВ, фенолов - в пределах нулевых значений, концентрации нефтепродуктов в норме.

Бассейн реки Урал. Для рек Волго-Уральского междуречья характерной особенностью являются низкие расходы воды, в меженный-период. Основными загрязняющими веществами поверхностных вод бассейна являются; нефтепродукты, медь, бораты. Содержание нефтепродуктов в 40 % проб превышало ПДК, меди - в 74 % проб, железо превышало ПДК в 77 % проб, бор - в 28 % отобранных проб. Превышений ПДК по пестицидам не отмечено. Индекс загрязненности воды (ИЗВ) показывает, что качество воды по сравнению с 1996 годом несколько улучшилось. В-1996 году ИЗВ был равен 7,18, а в 1997 году - 5,48, т.е. переход из класса очень грязных вод в класс грязных вод. Река Урал

16

является крупнейшим рыбохозяйственным водоемом. В пограничном с Россией створе с. Январцево "0,5 км ниже села" повторяемость превышений ПДК по меди составила 87, 5 % проб, по железу 0 83, 3 %, по сульфатам - 100 %, по нефтепродуктам - 60 % проб. В зимний период наблюдалось снижение содержания кислорода до 2,74 мг О/л, что является высоким загрязнением. Воды реки на всем протяжении загрязнены нефтепродуктами, концентрации которых составили 1-3 ПДК.



В районе г. Атырау и дельтовой части реки Урал содержание нефтепродуктов достигало 1 ПДК. Сброс нормативно-чистых вод Атырауского рыбоконсервного комбината существенного влияния на качество воды р; Урал не оказывает. Загрязненность реки в контрольном створе находится на том же уровне, что ив выше расположенных створах. Некоторое увеличение содержания нефтепродуктов обусловлено, преимущественно, влиянием речного флота, маломерных плавсредств: и затоплением побережья: р.Урал. Медь в р. Урал обнаружена по всему течению (в пределах 1-3 ПДК), наибольшее ее содержание обнаружено в створе с. Калмыкове 6,1 ПДК, максимальные значения достигали 15 ПДК. Содержание цинка не превышало предельно-допустимых концентраций. Воды реки Урал загрязняются на территории Российской Федерации.. В пределах Казахстана сбросы сточных вод в русло отсутствуют. С водами основного притока - р. Илек поступает ряд специфических загрязнителей (хром, бор, фтор). Проведенные гидробиологические исследования характеризуют санитарно-биологическое состояние реки по таким показателям как фитопланктон, перифитон и бентос.

По данным фитопланктона доминирующей группой являются диатомовые водоросли. Индекс сапробности равен 1,81. Перифитон верхнего течения р.Урал указывает на некоторое увеличение качественного и количественного состава водорослей. Сапробность по этому показателю варьировала от 2,2 до 1,73: Фитопланктон нижнего течения представлен 65 видами. Во время съемок с апреля по октябрь было встречено 4 группы водорослей: диатомовые - 32 вида, зеленые - 21 вид, сине-зеленые - 7 видов и эвгленовые - 5 видов.. В целом, по всей акватории р. Урал индексы сапробности находились в пределах третьего класса. Видовой состав зоопланктона представлен 43 таксонами. Доминирующая роль принадлежит коловраткам. Средний индекс сапробности 1,75.

В бассейне реки Иртыш основными источниками загрязнения поверхностных вод являются предприятия горнодобывающей и металлургической промышленности, хозбытовые сточные воды городов и поселков, животноводческих комплексов. В Восточно-Казахстанской области наибольшее количество загрязняющих веществ попадает в поверхностные водоисточники со сбросами: сточных вод предприятий: металлургии, особенно Ленинского и Иртышского полиметаллических комбинатов. При этом сброс сточных вод осуществляется как в р.Иртыш, так и в ее притоки. Например, реки Брекса и Тихая, в основном загрязняющиеся: шахтными и дренажными водами из подпорного отвала Шубинского

17

рудника, промышленными водами обогатительной фабрики, свинцового завода, транспортного цеха, карьерных и шахтных вод рудников Риддер-Сокольского месторождения, промышленно-ливневыми стоками цинкового завода в свою очередь загрязняют сток р.Иртыш. На очистных сооружениях физико-химической очистки прошли очистку сточные воды цинкового завода в объеме 3 млн.м , тогда как в 1996 года - 3,7 млн.м , свинцового завода - 35 тыс.м3 (в 1996 г. - 263 тыс.м3); рудников РСМ - 1,2 млн.м3 (в 1996 г. - 13,5 млн.м3), Тишинского рудника 6,02 млн.м3 (в 1996 г. - 6,76 млн.м3), Шубинского рудника 321 тыс.м3 (в 1996 г. - 350 млн.м3), АО "Усть-Каменогорский свинцово-цинковый комбинат" осуществляет сброс загрязненных стоков объемом 963 тыс.м3/год, тогда как Усть-Каменогорская ТЭЦ сбрасывает без очистки стока из золоотвала 240 млн.м3/год. Усть-Каменогорский конденсатный завод сбрасывает недостаточно очищенные стоки объемом в 165 тыс.м3/год. Зыряновский свинцовый комбинат сбрасывает недостаточно очищенные стоки объемом 5,6 млн.м3/год, нормативно чистые (без Малеевского рудника) объемом 623 тыс.м3/год, нормативно очищенные 8,90 млн.м3/год; Греховский рудник - нормативно чистые воды северной и южной* линий дренажа объемом 8,92 млн.м3/год и т.д.



В бассейн р. Ишим загрязняющие вещества попадают в основном от предприятий Акмолинской и Северно-Казахстанской областей. Например, в районе г. Астана основным загрязнителем были промышленные ливневые стоки чугуно-литейного завода ПО "Целинкарммаш". На территории Северо-Казахстанской области существуют 9 основных источников загрязнения поверхностных вод. Одним из крупных является Петропавловский завод тяжелого машиностроения, осуществляющий сброс 531 тыс.м3/год ливневых вод. Петропавловский рыбопитомник сбрасывает 130 тыс.м3/год нормативно-чистых производственных стоков.

Объем сброса карьерных вод бокситового рудника Красноактюбинского рудоуправления в бассейн р.Тобол в 1997 году составил 2,81 млн.м3/год, что на 0, Г млн.м3/ год меньше, чем в 1996 году.

На химический состав воды в верхнем течении р.Урал оказывают влияние загрязняющие вещества, поступающие с территории Российской Федерации и притоков Илек и Чаган. Река Илек загрязняется, в основном, промышленными предприятиями через подземные воды, к таким источникам загрязнения относятся ПО "Фосфорхим" и АО "A3XG". Через шламовые пруды-накопители происходит загрязнение вод бором и хромом..

В [17] анализируются результаты натурных наблюдений на участке р.Белой в районе г.Белорецка. В' пределах трехкилометровой зоны нижнего бьефа Белорецкого гидроузла промышленные стоки Белорецкого металлургического комбината значительно изменяют качество воды в реке.

Изучен состав вод, состав донных отложений и илов.

Рассмотрены основные факторы, определяющие процессы, формирования техногенных донных отложений водотоков; приемников Западного Урала. Показано, что в формировании их состава наряду с



Список литературы


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница