Анализ воды в реке обь

Водоемы загрязняются сточными водами промышленных и коммунальных предприятий, при заготовке, обработке и сплаве лесоматериалов, водами шахт, рудников, нефтепромыслов, выбросами водного, железнодорожного и автомобильного транспорта.

Широкое применение синтетических моющих средств в быту и промышленности приводит к увеличению их концентрации в сточных водах. При концентрации 1 мг/л погибают мелкие планктонные организмы, такие как водоросли, дафнии, коловратки. При концентрации 5 мг/л гибнет рыба. Синтетические моющие средства практически не удаляются очистными сооружениями, поэтому они довольно часто попадают в водоемы, а оттуда – в водопроводную воду.

Опасными загрязнителями водоемов являются соли тяжелых металлов – свинца, железа, меди, ртути. Ионы тяжелых металлов вначале поглощают водные растения. Далее по цепочкам питания они поступают к растительноядным животным, затем к хищным. Иногда концентрация этих металлов в теле рыб в десятки и сотни раз превышает исходную концентрацию их в водоеме.

Несколько сот обитателей пресных водоемов очень чувствительны к присутствию в воде органических веществ и поэтому служат индикаторами благополучия водных экосистем. Установлено, что некоторые водные беспозвоночные способны накапливать большое количество радиоактивных элементов и ядохимикатов, поэтому их используют в качестве индикаторов загрязнения природной среды.

Природная вода обладает способностью к самоочищению под влиянием естественных факторов: солнечного света, атмосферных газов, жизнедеятельности организмов – бактерий, грибов, зеленых растений, животных. В процессе естественного самоочищения при многократном разбавлении стоков чистой водой в реке через 24 часа остается около 50 процентов бактерий, а через 36 часов – только 0,5 процента.

При сильном загрязнении самоочищения воды не происходит из-за гибели организмов и нарушения естественных биологических процессов. Поэтому в зависимости от степени и характера загрязнения применяют специальные методы очистки сточных вод: механические, химические и биологические.

Сточные воды – это воды, образующиеся после использования в производственной и бытовой деятельности человека. К сточным водам относят дождевые, иначе ливневые, стоки с городских и промышленных территорий. Все они должны удаляться за пределы населенных пунктов после обработки. Очистки и обеззараживания на специальных очистных сооружениях. Ежегодно в водоемы Земли сбрасывается около 500 миллиардов кубометров воды, прошедшей очистку. Но чтобы она стала безопасной, для ее разбавления требуется в 10 раз больше чистой природной воды.

Бытовые сточные воды часто содержат большой процент моющих средств. При их сбросе без предварительной очистки на поверхности рек может образовываться обильная пена. В результате нарушаются кислородный режим и процессы самоочищения. Водоема. Наблюдаются случаи массовой гибели рыбы.

Стоки коксохимических заводов, обогатительных фабрик имеют высокие концентрации таких ядовитых веществ, как фенолы. В сточных водах животноводческих комплексов великое множество органических, минеральных и микроорганизмов. Эти стоки несут постоянную угрозу возникновения инфекционных заболеваний человека и животных.

Для того чтобы избежать загрязнений окружающей среды, ученые разработали специальные устройства для очистки сточных вод, их обезвреживания и выделения из них целого ряда нужных для человека соединений.

Стоки пивоваренного, льняного, крахмалопаточного производств используют для орошения сельскохозяйственных угодий в результате значительно увеличивается урожайность.

Промышленные стоки, содержащие радиоактивные и высокотоксичные вещества требуют специальной дорогостоящей обработки.

3. Поверхностные воды ХМАО

О проблемах загрязнения Обь-Иртышского бассейна велась речь много лет. Ведь Обь – река федерального значения, она протекает по территории нескольких регионов.

Среди факторов современного негативного воздействия на Обь-Иртышский бассейн можно выделить незаконный промысел рыбных ресурсов, браконьерство, использование запрещенных орудий лова.

Огромной проблемой является радиоактивное загрязнение Обь-Иртышского бассейна. Как сообщил профессор Уральского института экологии Александр Трапезников, на территории УрФО действует 8 ядерных реакторов, работает 6 центров переработки радиоактивных отходов. Угрозу экологической ситуации представляет атомная станция «Маяк» (Свердловская область). Ежегодно около 15 процентов радиоактивных элементов со станции попадают в реки нашего региона, в том числе Обь и Иртыш. И с каждым годом концентрация вредных веществ увеличивается.

Каково состояние поверхностных вод в городе Сургуте?

Основной вклад в загрязнение водной среды вносят Сургутский, Нижневартовский и Нефтеюганский районы. На их долю приходится порядка 90% общей массы загрязняющих веществ поступающих в водные объекты округа. Огромное влияние на состояние воды р. Обь и её притоков оказывают предприятия нефтедобычи, нефтепереработки, промышленности и оборонного комплекса, находящиеся выше по течению рек Обь, Иртыш и других в Среднем Приобье, а также судоходство. В последние годы объем грузоперевозок морским и речным транспортом заметно сократился, что в какой-то степени сказалось на улучшении качества воды и донных отложений водоемов Ямало-Ненецкого автономного округа. На нефтепроводах, кустовых площадках и других объектах нефтедобывающих предприятий ежегодно отмечаются аварийные разливы нефти. В среднем за год только водами р. Обь переносится около 120 тыс. т нефтепродуктов.

4. Особенности поверхности вод реки Обь

Обь является главной рекой нашего края с её многочисленными притоками. По водности она занимает третье место в России после Енисея и Лены. Обь так же, как и другие реки, течет среди рыхлых, легкоразмываемых пород, часто меняя русло и пойму. Питание реки Оби осуществляется в основном с заболоченных водосборов. Болотные воды характеризуются следующими особенностями – это высокая кислотность, малое количество растворенного кислорода и большое содержание органических веществ. Поэтому воды, формирующиеся на этих водозаборах, характеризуются низкой минерализацией и высокой окисляемостью вследствие высокого содержания органических веществ. На минерализацию воды оказывают влияние сезонные факторы.

В летний период минерализация воды низкая, она не превышает 200 мг/л, а в зимний период повышается до 500 мг/л. Жесткость поверхностных вод также подвержена сезонным колебаниям. В летний период жесткость воды минимальная и не превышает 2 мг-экв/л, в зимний период повышается. Особенно низкая минерализация воды наблюдается в период половодья. Это связано в основном со снеговым типом питания. У Оби на его долю приходится 53%, на дождевое питание – 27%, на грунтовое – 20%. повышение минерализации воды зимой происходит за счет того, что река в этот период переходит на питание подземными водами, которые более минерализованы. В зависимости от сезона года меняется и кислотность среды: весной вода слабощелочная, а зимой – слабокислая.

В речной воде содержится повышенное количество органического вещества, которое оказывает двоякое действие на обитающие там организмы. С одной стороны, органические вещества оказываются благоприятным фактором для развития планктона бентоса, которые, в свою очередь, являются прекрасной кормовой базой для рыб. С другой же стороны, они способствуют уменьшению содержания растворенного в воде кислорода, который расходуется, кроме процессов дыхания, на окисление органических веществ и закисных форм соединения железа. Огромное влияние на жизнедеятельность организмов в реках оказывает кислородный режим. Понижение растворенного в воде кислорода до 2 мг/л вызывает массовую гибель (замор) рыбы. Чаще всего это происходит в зимний период, когда реки покрыты льдом и затрудняется растворение атмосферного кислорода в воде.

Перенасыщение воды кислородом в результате активного процесса фотосинтеза при недостаточном перемещении слоев воды также неблагоприятно сказывается на состоянии гидробионтов. Оптимальная концентрация растворенного кислорода, обеспечивающая нормальное развитие рыб, составляет около 5 мг/дм3. таким образом, содержание кислорода в воде в течение года изменяется, это связано не только с процессами химического свойства и биохимического окисления, но и с интенсивностью процесса газообмена с атмосферой, водообмена, жизнедеятельностью бионты.

Еще одной особенностью наших рек является их цветность, которая варьирует от бурой до коричневой окраски. Это связано главным образом с присутствием в воде гуминовых веществ и соединений трехвалентного железа, придающих цветность воде и ухудшающих вкусовые качества и отрицательно влияющих на развитие водных растительных и животных организмов.

Длительный период затопления пойм приводит к повышению мутности воды и увеличению содержания фенолов растительного происхождения, образующихся в результате разложения растительных остатков в воде. Мутность увеличивается за счет сноса продуктов выветривания с территорий, подвергающихся эрозийным процессам. На состав вод округа оказывает влияние и техногенное загрязнение, в основном – это нефтегазовый и лесопромышленный комплексы[4].

II. Опытно-экспериментальная работа по исследованию поверхностных вод реки Обь и реки Курья в районе п. Высокий Мыс

1. Органолептические свойства поверхностных вод реки Обь и реки Курья в районе п. Высокий Мыс

Для изучения органолептических свойств поверхностных вод и биотестирования воды мы сделали забор воды в реке Обь и реке Курья в районе поселка Высокий Мыс и отправили её в «Центр лабораторного анализа и мониторинга окружающей среды Министерства природных ресурсов России по Уральскому ФО» Сургутский отдел № РОСС RU. 0001. 5104999. На основании протокола КХА природных поверхностных вод №53 (отбор воды в р. Обь в районе поселка Высокого Мыса) и №54 (отбор воды в р. Курья в районе поселка Высокого Мыса) мы сделали сравнение.

Органолептические свойства поверхностных вод реки Обь и реки Курья в районе п. Высокий Мыс

Наименование ингредиента Единица измерения Результат анализа в реке Обь Результат анализа в реке Курья ПДК

источник

1 На правах рукописи Яценко Елена Сергеевна Оценка качества воды реки Оби в зоне влияния города Барнаула по микробиологическим показателям Экология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Барнаул 2006

2 2 Работа выполнена на базе ЦГСЭН г. Барнаула, ООО «Барнаульский Водоканал» и кафедре биохимии АлтГУ. Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Васильев Валерий Павлович Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Паутов Юрий Савельевич кандидат биологических наук, доцент Силантьева Марина Михайловна Ведущая организация: Новосибирский государственный университет Защита состоится «26» декабря 2006 г. в часов на заседании диссертационного совета К при Алтайском государственном университете по адресу: , г. Барнаул, пр. Ленина 61, тел./факс: (3852) , С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного университета Автореферат разослан «25» ноября 2006 г. Ученый секретарь диссертационного совета, Кандидат биологических наук Н.В. Елесова

3 3 ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы. В России 30% всей подаваемой водопроводами воды не соответствует гигиеническим стандартам (Амплеева, 1997, Чумакова, 2005). Одна из причин такого положения низкое качество вод поверхностных водоемов. Учитывая опасность микробиологического загрязнения поверхностных источников воды как питьевого, так и культурнобытового назначения особую актуальность приобретает усиление контроля за качеством вод поверхностных водоемов. Ярким примером недостаточного внимания местных властей и санитарных служб к проблеме качества источников водоснабжения городов и отсутствия систем контроля за сбросами сточных вод от поселков коттеджного типа, находящихся в охранных зонах водозаборов, явилась вспышка гепатита А в городах Ржеве в июне 2005 года и Нижнем Новгороде в сентябре 2005 года (Кожевников, 2005; Онищенко, 2005). Город Барнаул использует для водоснабжения воды реки Оби. За последние десятилетие в охранной зоне второго речного водозабора активизировались темпы строительства жилых объектов без развитой коммунальной инфраструктуры, что делает актуальным проведение комплексного мониторинга экосистемы реки Оби. Развитие промышленности и коммунального хозяйства города привело к росту не только водопотребления, но и водоотведения. Большие объемы сбросов недостаточно очищенных сточных вод ухудшают экологическое состояние речных экосистем и снижают качество природных вод. Загрязнение поверхностных водоемов зачастую обусловлено отсутствием на предприятиях современных аналитических технологий, средств и методов экологического контроля и технологий рационального использования вторичных сырьевых ресурсов, разработкам которых не уделяется должного внимания в связи с отсутствием капиталовложений. Поэтому, актуальным является комплексное исследование микробиологических показателей качества речной воды в зоне влияния крупного промышленного центра, а также факторов воздействующих на микроорганизмы в экологической системе р. Оби. Цель диссертационной работы: оценить качество воды р. Оби в зоне влияния г. Барнаула по микробиологическим показателям. В ходе работы были поставлены следующие задачи: 1. Определить численность общих сапрофитных бактерий, общих колиформных бактерий и колифагов в воде р. Оби выше и ниже г. Барнаула. 2. Выявить зависимость численности общих сапрофитных бактерий, общих колиформных бактерий и колифагов от химического состава воды, гидрологических и погодных условий. 3. Провести сравнительный анализ качества воды р. Оби выше и ниже г. Барнаула с 2000 г. по 2003 г.

4 4 Научная новизна. Впервые рассмотрено в комплексе численность сапрофитных бактерий, общих колиформных бактерий, колифагов и гидрохимических показатели качества воды р. Оби в зоне влияния г. Барнаула. Определен характер взаимосвязи микробиологических показателей качества воды р. Оби в районе г. Барнаула с гидрологическими характеристиками и погодными условиями. Выявлены и описаны сезонные особенности микробиологического загрязнения воды р. Оби в районе г. Барнаула. Теоретическое значение работы. Теоретическая значимость работы заключается в углублении представлений о качестве воды поверхностных водоемов вблизи крупных промышленных городов. Установлены взаимосвязи микробиологических, химических, гидрологических показателей состава речной воды, а также влияние погодных условий на микробиологический состав речной воды в районе крупного промышленного центра. Практическое значение работы. Полученные результаты могут быть положены в основу информационной базы для принятия решений по реализации природоохранных мероприятий, направленных на снижение уровня загрязнения водных объектов и предотвращение деградации речных бассейнов; разработки системы инструментального контроля в случае аварийного ухудшения качества воды. Исследования, приведенные в работе, могут быть положены в основу методики формирования тарифов на водопотребление и водоотведение сточных вод с целью корректировки количества химических реагентов на очистку питьевой и сточных вод промышленных предприятий, а так же расчетов платы хозяйствующих субъектов за несанкционированные сбросы сточных вод с превышением ПДК. Полученные данные могут быть положены в основу разработки инвестиционной программы, по внедрению природоохранных мероприятий. Основные положения, выносимые на защиту: 1. Микробиологические показатели качества воды в районе второго речного водозабора г. Барнаула за гг. характеризуются воспроизводимым из года в год увеличением численности сапрофитных бактерий в безледный период, увеличение численности колифагов в подледный период, при отсутствии сезонной цикличности численности общих колиформных бактерий. 2. Численность общих колиформных бактерий ниже города Барнаула была резко снижена в связи с проведенной реконструкцией очистных сооружений в 2003 году. Апробация работы. Основные результаты исследований и положения диссертации докладывались на 11 Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (Барнаул, 2005), VIII Международной научно-практической конференции Экология и жизнь (Пенза, 2005), VIII Международном симпозиуме «Чистая вода России » (Екатекринбург, 2005). Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ.

5 5 Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методики экспериментов, результатов и их обсуждения. Основной материал, изложенный на 166 страницах, включает 19 рисунков, 23 таблицы и список литературы из 182 наименований, из них 28 иностранных. 2. Материалы и методы исследований Исследования воды р. Оби проводились с 2000 по 2003 г. Пробы воды исследовались в аккредитованных лабораториях ЦГСЭН в г. Барнауле, в лабораториях ООО «Барнаульский Водоканал». Пробы отбирались ежегодно: для проведения химико-аналитических исследований ежемесячно, для проведения микробиологических исследований (сапрофитные бактерии и общие колиформные бактерии) выше города (в районе второго речного водозабора) ежедневно, ниже города (в районе коммунальных очистных сооружений 2) ежемесячно. Пробы для анализа колифагов отбирались один раз в месяц. С мая по октябрь пробы отбирались с поверхностного горизонта (глубина 20 см), с ноября по апрель из камеры водозабора (выше города) и из лунок. Отбор проб производился в 8 часов. Пробы отбирались в следующих контрольных точках (Рис. 1): 1. В районе второго речного водозабора левый берег (500 метров выше входа в ковш водозабора). 2. Ниже выпуска коммунальных очистных сооружений 2- левый берег (500 метров ниже выпуска). За период исследований было выполнено 3076 микробиологических анализов и 1248 химических анализов микробиологических и 650 химических анализов выполнил автор. В пробах определялись микробиологические и физико-химические показатели качества воды. Микробиологические показатели. Общие сапрофитные бактерии определялись методом посева на рыбо-пептонный питательный агар, со сроком инкубации 24 часа, при температуре 37 о С; общие колиформные бактерии (ОКБ) определялись титрационным методом, с подращиванием на лактозопептонной среде (инкубация 24 часа, при температуре 37 о С), высевом на агар Эндо (инкубация 24 часа, температуре 37 о С) и пересевом в среду Гисса с лактозой (инкубация 24 часа, температуре 37 о С); колифаги определялись титрационным методом, с подращиванием на мясо-пептонном бульоне со смывом культуры E. coli K 12 + str r (инкубация 24 часа, при температуре 37 о С), высевом на питательный агар со смывом культуры E. coli K 12 + str r (инкубация 24 часа, температуре 37 о С). Все микробиологические показатели определялись по методам, рекомендованным МУК (2002). Физические показатели. Температура измерялась ртутным термометром с ценой деления 0,1 о С непосредственно в момент отбора проб. Термометр выдерживают в воде не менее 10 минут, и после установления ртутного столбика на неизменном уровне считывались показания (Инструкция Б.Л.IV.1.РН ). Взвешенные вещества определялись гравиметрическим

6 6 методом по ПНД Ф 14.1: (1997). Цветность определялась по бихроматно-кобальтовой шкале по ГОСТ Рис. 1. Схема отбора проб — точка отбора 1 — точка отбора 2 — источники хозяйственно-бытового загрязнения — источники промышленного загрязнения Гидрохимические показатели. Методы определения гидрохимических показателей представлены в таблице 1. Фотометрическое определение производилось на фотоэлектроколориметре КФК , производитель ПО «ЗОМЗ» г. Загорск, 1993 г. Прибор поверяется согласно паспорту один раз в два года. рн измерялось на иономере ЭВ , производитель завод измерительных приборов г. Гомель, 1983 г. Использовались электроды вспомогательные лабораторные ЭВЛ 1М1, ЭВЛ-1М3, производитель завод измерительных приборов г. Гомель, 1983 г. Поверка производилась согласно паспорту один раз в год. Данные показателей погоды на момент проведения исследований и данные о гидрологическом режиме р. Обь предоставлены Росгидрометом.

7 7 Таблица 1 Методы исследования гидрохимических показателей качества воды Ингредиент Метод Нормативный документ рн потенциометрический ПНД Ф 14.1:2:3: Общая минерализация гравиметрический ГОСТ Жесткость титрометрический ГОСТ Сульфаты гравиметрический ПНД Ф14.1: Хлориды титрометрический ПНД Ф 14.1: Ион аммония фотометрический ПНД Ф 14.1: Нитриты фотометрический ПНД Ф 14.1: Нитраты фотометрический ПНД Ф 14.1: Перманганатная окисляемость титрометрический ПНД Ф 14.2: Растворенный кислород и иодометрическое титрование ПНД Ф 14.1:2: по Винклеру биологическое потребление кислорода Статистическая обработка проводилась методами вариационной статистики с расчетом средних значений, стандартных отклонений, доверительных интервалов, с использованием t критерия Стьюдента. Рассчитывались коэффициенты корреляции по Пирсону. Статистический анализ проводился с помощью Microsoft Excel. 3. Оценка качества воды р. Оби выше г. Барнаула в районе второго речного водозабора 3.1. Сапрофитные бактерии Распределение численности сапрофитных бактерий в годовом разрезе можно характеризовать, как динамичное. Значительное варьирование численности сапрофитных бактерий относительно среднего за месяц (табл. 2, жирный шрифт) свидетельствует о непрогнозируемых изменениях, связанных с процессами русловых деформаций или с антропогенным воздействием. Период Таблица 2 Изменение численности сапрофитных бактерий в годах в районе второго речного водозабора г. Барнаула Численность сапрофитных бактерий (КОЕ/1мл) по месяцам месяц 2000 год 2001 год 2002 год 2003 год Январь 51± 28 15± 5 45± 10 15± 5 Февраль 26± ±5 126± 85 90± 19 Март 67± 31 95± ±19 240± 120 Апрель 148± ±96 191± ± 325 Май 240 ± ±38 293± ± 57 Июнь 139± ± 60 80± ±20

8 Июль 105± ± 17 85± ±25 Август 190± ± ± ± 196 Сентябрь 102 ±15 135± ±32 120± 30 Октябрь 61± ±52 210± ±25 Ноябрь 20± 5 10 ±5 41± ±28 Декабрь 21± 5 14 ±5 20± 5 10 ±5 Среднее за год 105±49 111±44 110±37 117±49 8 При исследовании распределения численности сапрофитных бактерий в подледный и безледный период в течение четырех лет было обнаружено, что в безледный период концентрация сапрофитных бактерий достоверно (p 9 9 ходится на дождевые паводки, когда с дождевыми водами в реку поступает почва и загрязнители Общие колиформные бактерии Общие колиформные бактерии, являются важнейшим показателем качества воды и несут информацию о загрязнении водоема вследствие хозяйственной деятельности. При исследовании численности общих колиформных бактерий в период с 2000 г. по 2003 г. было обнаружено значительное варьирование их численности относительно среднего значения за месяц (табл. 3, жирный шрифт), что свидетельствует о непрогнозируемых изменениях, связанных с залповыми сбросами сточных вод хозяйственно-бытового происхождения. Таблица 3 Изменение численности общих колиформных бактерий в годах в районе второго речного водозабора г. Барнаула Период Численность общих колиформных бактерий (КОЕ/100 мл) по месяцам месяц 2000 год 2001 год 2002 год 2003 год Январь 220± ± ± ± 20 Февраль 291± ± ± ±20 Март 560 ± ±25 670± ±12 Апрель 236 ± ± ±35 40 ±10 Май 252± ± ± ±35 Июнь 210 ± ± ±118 20± 5 Июль 203 ± ± ± 80 20± 5 Август 60± ± ± ± 15 Сентябрь 230 ± ± ± 20 20± 12 Октябрь 212 ± ± ± 20 20± 15 Ноябрь 280 ±97 480± ± ± 160 Декабрь 80± ± ± 42 20± 5 Среднее за год 235± ± ±154 90±67 (ПДК 1000 КОЕ/100 мл) Корреляционный анализ не выявил связи между общими колиформными бактериями и абиотическими факторами. Поскольку, колиформные бактерии фоновый вид человека и животных, то отсутствие связи между абиотическими факторами и содержанием в воде E. coli согласуется с имеющимися представлениями (Корш, Артемова, 1978). При этом общие колиформные бактерии являются показателями негативного влияния неочищенных сточных вод, поступивших с сельскохозяйственных предприятий, ферм и малых населенных пунктов на р. Обь в районе второго речного водозабора. Эта ситуация обусловлена отсутствием у данных хозяйственных субъектов современной системы канализации и очистки сточных вод. При увеличении численности общих колиформных бактерий в речной воде, в ходе очистки увеличивается количество хлора для обеззараживания питьевой воды, что негативно сказывается на органолептических показателях

10 10 качества питьевой воды и приводит к преждевременному износу водопроводных сетей. Превышения предельно допустимых концентрации общих колиформных бактерий в подледный период свидетельствует о необходимости более тщательного контроля за качеством исходной воды и соблюдения технологии на водопроводных очистных сооружения ООО «Барнаульский Водоканал». А также усиления контроля со стороны санитарной службы города за качеством сточных вод, поступивших с сельскохозяйственных предприятий и хозяйственно-бытовых сточных вод от малых населенных пунктов Колифаги Присутствие в воде фагов, лизирующих кишечные бактерии, позволяет определить давность загрязнения водоема бытовыми стоками, поскольку кишечные вирусы более устойчивы к ряду физических и химических факторов окружающей среды. Отмечена устойчивость вируса к изменению температуры, ультрафиолетовым и гамма-лучам, к действию химических веществ, в частности, к хлору. Поэтому, при оценке экологического состояния рек, исследование загрязнения вод колифагами имеет большое практическое значение (Корф, 1985). В ходе настоящей работы выявлено, что сезонная периодичность в развитии численности колифагов четко прослеживается: высокая численность в подледный период, низкая численность — в период летней межени. В период паводков концентрация колифагов незначительно увеличивается, что связано с поступлением загрязнителей с поверхности водосбора (табл. 4). При проведении корреляционного анализа была выявлена прямая взаимосвязь между численностью колифагов и минерализацией (r = 0,74), численностью колифагов и количеством растворенного кислорода (r = 0,81). Обратная связь между численностью колифагов и температурой воды (r = 0,89). Это можно объяснить следующими причинами: увеличением концентрации кишечной палочки в подледный период, в клетках которой размножается данный вирус; увеличением ионов калия и магния, необходимых для адсорбции фага (Лурия, 1970); замедлением процесса самоочищения воды при температуре воды 0,1 о С.

11 11 Таблица 4 Изменения численности колифагов в районе второго речного водозабора г. Барнаула в г. Период Численность колифагов (БОЕ/100мл) по месяцам Месяц 2000 год 2001 год 2002 год 2003 год Январь 9,3 16,1 16,1 16,1 Февраль 16,1 9,3 9,3 9,3 Март 9,3 3,2 16,1 9,3 Апрель 9,3 5,6 9,3 9,3 Май 2,0 2,0 2,2 3,2 Июнь не обнаружены не обнаружены 1,4 1,1 Июль 1,1 не обнаружены 1,1 3,6 Август не обнаружены не обнаружены Не обнаружены 1,1 Сентябрь 1,4 1,1 1,4 не обнаружены Октябрь 3,2 1,4 6,9 2,2 Ноябрь 9,3 9,3 3,2 5,6 Декабрь 9,3 16,1 9,3 16,1 Среднее за год 3,5±2,7 4,0±3,1 3,3±3,0 4,3±2,9 Жирным шрифтов выделены превышения ПДК (10 БОЕ/100 мл) 3.4. Гидрохимические показатели Установлено, что воды р. Оби в районе второго речного водозабора маломинерализированные, мягкие, бедны хлоридами и сульфатами, азотистыми соединениями и органикой, богаты растворенным кислородом. Повышение минерализации и концентрации жесткости, хлоридов, сульфатов, нитратов, растворенного кислорода приурочено к периоду зимней межени, когда расходы реки не велики. В паводковый период концентрации перечисленных ингредиентов снижаются, что связано с увеличением расходов реки. Однако в этот период увеличиваются концентрации перманганатной окисляемости, биологического потребления кислорода и ионов аммония, что связанно с поступлением загрязнителей с талыми и паводковыми водами. Таким образом, изменения минерализации воды и концентрации основных ионов имеют четко выраженный сезонный характер, и определяется погодными условиями в бассейне реки и гидрологическим режимом реки. 4. Оценка качества воды р. Оби ниже г. Барнаула в районе коммунальных очистных сооружений Общие сапрофитные бактерии Для оценки влияния сточных вод города на воды р. Оби было проведено сравнение количества сапрофитных бактерий выше и ниже города. Разность численности сапрофитных бактерий выше и ниже города указывает

12 12 на поступление загрязнителей различного происхождения в воды р. Оби в зоне влияния города Барнаула (табл. 5). Таблица 5 Изменение численности сапрофитных бактерий в водах р. Оби выше и ниже г. Барнаула в годах Период Численность сапрофитных бактерий (КОЕ/1МЛ) по месяцам Месяц Выше города Ниже города 2000 год 2001 год 2002 год 2003 год Ниже Выше Ниже Выше Ниже Выше города города горо- города города города да Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Среднее за год 105±49 99±29 111±44 96±39 140±55 110±37 164± ±49 Среднегодовые концентрации сапрофитных бактерий выше и ниже города за весь период исследований достоверно не отличались, так как в районе коммунальных очистных сооружений 2 русловые деформации происходят менее активно, по сравнению с районом второго речного водозабора (Кротов, 1996) (табл. 5). Так же хлорирование сточных вод способствует снижению численности сапрофитных бактерий ниже выпуска сточных вод Общие колиформные бактерии При анализе численности общих колиформных бактерий за период с 2000 г. по 2003 г. было обнаружено, что разница численности колиформных бактерий выше и ниже города не стабильна, не зависит от сезона года, а определяется уровнем очистки и объемами сбросов сточных вод как ниже, так и выше города (табл. 6). За весь период исследования среднегодовые концентрации общих колиформных бактерий выше и ниже города достоверно не различались. Однако, с 2000 г. по 2002 г. численность общих колиформных бактерий увеличивалась, что свидетельствует о недостаточной очистке сточных вод. После окончания реконструкции очистных сооружений в 2003 г. численность сапрофитных бактерий значительно снизилась.

13 13 Таблица 6 Изменения содержания общих колиформных бактерий (КОЕ/100 мл) в водах р. Оби выше и ниже г. Барнаула в г год 2001 год 2002 год 2003 год Выше Ниже Выше Ниже Выше Ниже Выше Ниже города города города города города города города города Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Среднее 235± ± ± ± ± ±468 90±67 76± Гидрохимические показатели В ходе выполнения настоящего исследования было выявлено, что в период исследований с 2000 г. по 2003 г. концентрации гидрохимических загрязнителей увеличивались ниже города не равномерно (рис.3). Концентрация взвешенных веществ ниже города с 2000 г. по 2003 г. плавно увеличивалась с 25 % до 33 %. В 2001 г. концентрация снизилась, в связи с высокой водностью. Минерализация в 2000 г. и 2001 г. была в два раза меньше, чем минерализация в 2002 г. и 2003 г., что связано с поступлением в этот период не очищенных сточных вод. Ионы аммония в 2000 г. и 2001 г. содержались в воде ниже города в незначительных количествах. Снижение концентрации в 2001 г. объясняется высокой водностью. Однако в 2002 г. резко увеличивается содержание ионов аммония в воде, эта тенденция сохраняется и в 2003 г., что связанно с несоблюдением технологии очистки сточных вод, когда процесс нитрификации не проходит полностью. Нитриты и нитраты в 2000 г. и 2001 г. находились в воде ниже города практически в равных концентрациях. В 2002 г. произошло увеличение концентрации, что вызвано нарушением технологии очистки, в 2003 г. концентрация нитритов снизилась, так как очистка стоков проходила только до стадии ионов аммония, которые резко возросли в 2003 г. Хлориды в 2000 г. в речной воде ниже города присутствовали в не значительных концентрациях. В 2001 г., несмотря на высокую водность, их содержание в воде возросло на 2%. Эти данные свидетельствуют о возможном загрязнении реки хлоридами вследствие применения в больших количествах

14 14 хлорсодержащих соединений для профилактики и борьбы со льдом на дорогах города, которые поступают с талыми водами в ливневую канализацию и сбрасываются в реку. Сульфаты в 2000 г. содержались в речной воде ниже города в незначительных концентрациях. В 2001 г., в связи с высокой водностью, концентрации сульфатов уменьшились. В 2002 г. концентрация сульфатов возросла в четыре раза, что связано с поступлением не очищенных стоков, в 2003 г. она незначительно снизилась. Взвешенные вещества Минерализация Жесткость Ионы аммония Нитриты Нитраты Хлориды Сульфаты БПК 5 Пеманганатная окисляемость Растворенный кислород 2000 год 2001 год 2002 год 2003 год Рис. 3. Изменение концентрации гидрохимических загрязнителей ниже г. Барнаула в районе коммунальных очистных сооружений 2 в процентном соотношении за 2000 г г. Среднегодовые концентрации биологического потребления кислорода, перманганатнай окисляемости и растворенного кислорода изменялись в течение исследуемого периода незначительно. Следовательно, основные загрязнители реки — неорганические вещества: взвешенные вещества, минерализация, ионов аммония, нитритов, нитратов, хлоридов. Полученные данные свидетельствуют о необходимости более тщательно соблюдения технологии очистки сточных вод, а именно прохождению процесса нитрификации. Следует отметить, что ни один из перечисленных показателей не превышал предельно допустимых концентраций.

15 15 ВЫВОДЫ 1. Результаты проведенных исследований качества воды р. Оби по микробиологическим показателям в районе второго речного водозабора г. Барнаула в гг. выявили воспроизводимое из года в год увеличение численности сапрофитных бактерий в безледный период в 3,5 раза, по сравнению с подледным периодом, что обусловлено изменениями погодных и гидрологических условий. 2. Обнаружена положительная корреляционная связь между численностью сапрофитных бактерий и уровнями воды, между численностью сапрофитных бактерий и расходами воды, численностью сапрофитных бактерий и уровнем осадков. 3. Не выявлено сезонной цикличности изменения численности общих колиформных бактерий. Высокая вариабельность численности общих колиформных бактерий в воде р. Оби в районе второго речного водозабора г. Барнаула указывает на случайный характер поступлений хозяйственно-бытовых стоков выше города. 4. Установлено воспроизводимое из года в год увеличение численности колифагов в подледный период, характеризуемое превышением предельно допустимых концентраций. 5. Обнаружена отрицательная корреляционная связь между численностью колифагов и минерализацией, численностью колифагов и температурой воды, численностью колифагов и концентрацией растворенного кислорода. 6. В период с 2000 по 2002 гг. установлено устойчивое увеличение численности общих колиформных бактерий ниже г. Барнаула, что связано с недостаточной очисткой сточных вод коммунальными очистными сооружениями. 7. Выявлено снижение численности общих колиформных бактерий ниже г. Барнаула в 2003 г. в десять раз, что совпадает с проведенной на очистных сооружениях реконструкцией. Список опубликованных работ по теме диссертации 1. Васильев В.П., Яценко Е.С. Гидрологические особенности вод реки Оби в районе второго речного водозабора города Барнаула // Актуальные проблемы науки в России. Мат. Всероссийск. научно-практ. конф. Кузнецк, Т.3.23 Вып. 3 С Гончаров В.Д., Яценко Е. С. Химические и микробиологические особенности вод реки Оби в районе второго речного водозабора города Барнаула // Вестник Алтайского научного центра Сибирской академии наук высшей школы, С Гончаров В.Д., Яценко Е. С. Динамика экологического состояния вод реки Оби в районе города Барнаула в годах // Природные и интел-

16 16 лектуальные ресурсы Сибири (Сибресурс ): Сборн. докл. научнопрактич. конф. Томск: ТГУ, С Яценко Е.С., Васильев В.П. Город Барнаул: проблемы поверхностных водоемов // Рукопись деп. в ВИНИТИ В с. 5. Яценко Е.С., Васильев В.П. Экологические вопросы охраны речных вод в районе крупного развитого территориально-промышленного комплекса // Экология и жизнь: Сборн. мат. VIII международ. научно-практ. конф. Пенза, С Яценко Е.С., Васильев В.П. О необходимости совершенствования санитарно-эпидемиологического надзора за источниками хозяйственнопитьевого водоснабжения // Новые медицинские технологии в охране здоровья здоровых, в диагностике, лечении и реабилитации больных. Сборн. мат. III международ. научно-практ. конф. Пенза, С Яценко Е.С. Инновационная деятельность в сфере водоотведения // Системность и эффективность инновационной деятельности общества. Сборн. стат. международ. научно-практ. конф. Пенза, С Яценко Е.С., Васильев В.П. Мониторинг качества вод реки Оби в зоне влияния города Барнаула // Экономика природопользования и природоохраны. Сборн. стат. VIII международ. научно-практ. конф. Пенза, С Яценко Е.С. Влияние социальных и гигиенических факторов на источник питьевого водоснабжения города Барнаула // Роль социальных, медико-биологических и гигиенических факторов в формировании здоровья населения. Сборн. стат. III Всероссийск. научно-практ. конф. Пенза, С Яценко Е.С., Яценко М.В. Гидрохимичекие особенности вод реки Оби в районе второго речного водозабора г. Барнаула // Чистая вода России Сборн. докл. VIII Международн. симпозиума. Екатеринбург, С Яценко Е.С., Васильев В.П. Влияние малых населенных пунктов на качество речной воды // Чистая вода России Сборн. докл. VIII Международн. симпозиума. Екатеринбург, С Яценко Е.С., Васильев В.П. Техногенное загрязнение вод реки Оби в районе второго речного водозабора города Барнаула // География и природные ресурсы, С Подписано в печать.. г. Формат. Усл. печ. л. 1 Тираж 100 экз. Заказ Отпечатано в типографии

источник

В период весеннего половодья минерализация воды в русле реки Барнаулки может составлять 200-400 мг/л, летом увеличивается до 600-700 мг/л. Жесткость воды в течение года изменяется от 2 до 6 мг-экв/л (вода мягкая и умеренно жесткая). Ионный состав воды характеризуется выраженным преобладанием гидрокарбонатов, кальция и натрия. По солевому составу Барнаульские озёра относятся к группе среднеминерализованных озёр хлоридно-сульфатно-карбонатного типов. Гидрохимическая характеристика озер и реки приводится в таблицах 1-2.

Ежегодно в январе-феврале наблюдается дефицит растворённого в воде кислорода, а в начале марта заморы охватывают всю акваторию водоёмов. Суточное потребление кислорода на окислительные процессы, по данным наблюдений Алтайской озерно-речной лаборатории за 1984-1985 гг., в озере Зеркальном составляет 0,22 мг/л, а в оз. Бахматовском — 0,18 мг/л.

Таблица 1. Гидрохимические характеристики р. Барнаулки в 1958 и 1999 гг.

Романов Р.Е. и Соловьева М.В. (2000) указывают для р. Барнаулки 254 вида фитопланктона. Преобладают зеленые (Chlorophyta) и диатомовые (Bacillariophyta) водоросли (210 видов), что является характерной чертой голарктических рек.

Экологический анализ выявил преобладание стенотермных теплолюбивых видов (68,7%), 22% видов являются эвритермными, 8% — стенотермными холодолюбивыми и 1,6% — виды, развивающиеся при умеренных температурах (+12-17єС). Основу фитопланктона реки составляют факультативные планктеры, т.е. виды, существование которых возможно как в планктоне, так и в бентосе и перифитоне. Большая часть водорослей, обитающих в реке, относится к космополитам (48%), тогда как роль бореальных видов снижена (22%). По количеству видов весной и осенью преобладают диатомовые водоросли, а летом — зеленые, из них хлорококковые (Chlorococcales) самые многочисленные. Анализ сезонной динамики биомассы фитопланктона показал, что ранней весной биомасса растет медленно, затем в конце весны начинается её интенсивный рост. В середине лета величина биомассы достигает своего максимума, а осенью наблюдается её резкое падение.

Таблица 2. Гидрохимическая характеристика Барнаульских озер (по Ивановой,1962)

Химические и физические свойства воды р. Б. Черемшанки характеризуются следующими показателями (табл. 3): увеличением общей минерализации воды вниз по течению реки; нейтральной реакцией воды (7,6-7,7) с некоторым сдвигом в щелочную сторону; увеличением вниз по течению показателей щелочности с 2,4 до 3,6 мг-экв/л и жесткости с 2,2 до 3,4 мг-экв/л. Вода реки гидрокарбонатного класса, кальциевой группы. Перманганатная окисляемость свидетельствует о слабой загрязненности водотока, который согласно ГОСТ 17.1.02.04-77 может быть отнесен к чистым, олигосапробным. Перед выходом на пойму р. Оби показатель окисляемости увеличивается до 15,6 мг/л, что свидетельствует о наличии источников загрязнения на участке нижнего течения реки, который следует отнести к слабозагрязненным, т.е. мезосапробным водотокам. Отмечено снижение прозрачности воды вниз по течению с 80 до 50 см по диску Секки (Веснина и др., 2002).

Таблица 3. Химический состав воды р. Б. Черемшанки (по Веснина и др., 2002)

По данным 1999-го года в фитопланктоне верхнего течения р. Б. Черемшанки (окрестности с. Инюшево) преобладали диатомовые водоросли. Зеленые, сине-зеленые и эвгленовые были немногочисленны и характеризовались незначительным видовым разнообразием. Осенью 1999 г. нижний участок Сорочье-Логовского водохранилища имел следы «цветения» воды, которое вызывалось, главным образом, сине-зелеными водорослями Anabaena scheremetieviae Elenk. etvarietas и Aphanizomenon flos-aquae (L.) Ralfs с незначительным участием Anabaena flos-aquae (Lyngb.) Brиb. В 1995 г. «цветение» воды Сорочье-Логовского водохранилища не отмечалось. В нижнем течении реки заметно увеличивается доля в фитопланктоне зеленых и сине-зеленых водорослей.

Вода реки слабоминерализованная, гидрокарбонатного класса, кальциевой группы. Чумыш, наряду с некоторыми другими реками Алтайского края, отличается наибольшей для Западной Сибири мутностью воды (средняя мутность — 730,6 г/м 3 ). Средний расход взвешенных наносов — 97,9 кг/сек., сток взвешенных наносов за год составляет 3,1 млн. т. (Кеммерих и др., 1963).

По данным Е.Ю. Митрофановой (Митрофанова, 1998), в фитопланктоне бассейна нижнего течения р. Чумыша выявлено 107 видов водорослей из 8 отделов: Cyanophyta — 17 видов, Chrysophyta — 2, Bacillariophyta — 24, Xanthophyta — 1, Cryptophyta — 1, Dinophyta — 3, Euglenophyta — 5 и Chlorophyta — 54 вида. По числу видов в общем списке водорослей наибольшего разнообразия достигают зеленые водоросли, большинство из которых принадлежат к порядку Chlorococcales, истинным планктерам. Лидирующей группой в суммарной численности фитопланктона в сумме в р. Чумыше были зеленые водоросли, в биомассе — эвгленовые. Состав и количественные показатели обследованного фитопланктона реки и пойменного озера являются типичными для подобных водотоков и водоемов равнинной части бореальной области.

источник

Приводятся данные химического анализа воды р. Оби от г. Нижневартовска до п. Перегребное по солевому и биогенному составу, количеству органических веществ. Рассматриваются основные положения загрязненности воды нефтепродуктами, фенолами, СПАВ, тяжелыми металлами, кратко анализируется современное состояние донных отложений по содержанию нефтепродуктов и тяжелых металлов.

Согласно долгосрочной программе работ экологического фонда Ханты-Мансийского автономного округа, исследования по качеству воды и донных отложений на р. Оби проводились с 1995 по 1998 г. Химические анализы воды и грунтов осуществлялись в аккредитованной лаборатории СибрыбНИИпроек-та. Нефтепродукты определялись методом ИК-спектрометрии на анализаторе нефтепродуктов АН-2. Определение тяжелых металлов в воде выполнялось методом атомной абсорбции с прямой электротермической атомизацией проб с помощью спектрометра модели 180-50 фирмы «Хитачи»; содержание ртути в воде — методом атомной абсорбции в холодном паре с помощью анализатора ртути HG-1 фирмы «Хиранума». В донных отложениях определялись валовые формы тяжелых металлов.

Река Обь на исследуемом участке (1735 км от устья выше г. Нижневартовска и 830 км до п. Перегребное) протекает по болотистой таежной равнине. Болота обогащают поверхностные воды большим количеством органических соединений, на заболоченных водосборах формируются воды с малой минерализацией, высокой окисляемостью и цветностью [Ресурсы. 1967].

Газовый режим. Для водоемов Обь-Иртышского бассейна характерной особенностью являются ежегодные заморы в зимний период. Центром образования заморных вод является участок р. Оби от устья Васюгана до устья Иртыша. Замор, возникающий в районе Средней Оби, достигает п. Белогорье в конце декабря — начале января, район г. Салехарда — в конце января — начале февраля и охватывает все протяжение реки и Обской губы. Количество кислорода в районе п. Белогорье колеблется в пределах 1,1^4,9 мг/дм3 в начале января, в марте снижается до 0,2-0,8 мг/дм3.

В период наших исследований в 1995-1997 гг. в районе городов Нижневартовска и Сургута содержание кислорода в марте в р. Оби составляло 1,7-2,3 мг/дм3. В безледный период содержание растворенного кислорода в р. Оби колеблется в пределах 7-8 мг/дм3.

Минерализация и ионный состав. Наши исследования показали, что вода Оби является маломинерализованной в период открытой воды и среднемине-рализованной в зимний период. Так, в конце марта в 1996-1997 гг. общая сумма ионов в р. Оби составляла 256,6-285,6 мг/дм3, в период половодья общая минерализация снижалась до 85,0-125,0 мг/дм3, в летне-осеннюю межень — возрастала в среднем до 170,0-220,0 мг/дм3. Можно отметить, что с 1995 г. уровень воды, по данным гидрометеослужбы на р. Оби, увеличивался, а общая минерализация уменьшалась. Если в 1995 г. уровень воды в районе г. Сургута в летний период составлял 411 см, а в 1998 г. — 465 см, то общая минерализация — соответственно 152,7 и 130,6 мг/дм3. Общая сумма ионов в воде р. Оби на 20-25 % выше на границе Тюменской области, после впадения р. Вах, притоков в районе г. Сургута; общая минерализация снижается до 105-125 мг/дм3 в районе поселков Белогорье, Перегребное, Казым-Мыс(табл. 1).

Химический состав воды р. Оби в безледный период, 1995-1998 гг., мг/дм

Одинаковые условия формирования химического состава рек на исследуемой территории определяют узкий диапазон показателей солевого состава. Резких колебаний в содержании гидрокарбонатов, хлоридов, сульфатов, кальция и магния не наблюдалось. Из анионов в воде р. Оби преобладали гидрокарбонат-ионы. Количество их в 1995 г. было на 5-20 % выше, чем в последующие годы, и колебалось в пределах от 61,0 мг/дм3 (п. Казым-Мыс) до 111,8 мг/дм3 (выше г. Нижневартовска). Из катионов в воде преобладали ионы кальция. Содержание кальция изменялось от 10,0 до 22,6 мг/дм3. В безледный период по величине общей жесткости вода является «мягкой», общая жесткость на расстоянии почти 2000 км не превышает 1,5 мг-экв/дм3. Количество хлоридов в период наблюдений изменялось от 2,9 до 10,0 мг/дм3, минимальное количество их отмечалось в 1996-1997 гг. По солевому составу вода р. Оби в течение периода наблюдений характеризуется как маломинерализованная (средней минерализации в подледный период), гидрокарбонатного класса, кальциевой группы; по величине общей жесткости — как «очень мягкая» (до 1,5 мг-экв/дм ) в весенний период, «мягкая» (1,5-3,0 мг-экв/дм3) в летне-осеннюю межень и «средней жесткости» в подледный период (табл. 1).

Биогенные вещества. В природные воды биогенные вещества поступают в основном при распаде организмов, обитающих в водной среде, а также с площади водосбора и со сточными водами. Из минеральных форм азота в воде р. Оби определялись нитраты, нитриты, азот аммонийный. В содержании минеральных форм азота заметно выражены сезонные колебания. В подледный период происходит его накопление. Количество ионов аммония повышается до 0,74 мг/дм3, нитритов и нитратов — до 2,2-3,5 ПДК. В безледный период максимальное количество аммонийных ионов наблюдается весной, а также отмечается ниже городов и поселков. В летне-осеннюю межень, во время хорошей аэрации воды, усиливаются процессы нитрификации, содержание аммонийных ионов уменьшается. С развитием фитопланктона уменьшается количество нитритов и нитратов.

Органические вещества. В природных водах органические вещества по своему составу очень разнообразны. Косвенным показателем наличия легкоокисляемых органических веществ в речной воде служит величина пер-манганатной окисляемости. О. А. Алекин [1989] выделяет по ее величине несколько градаций речных вод: от «очень малой» (до 2 мгО/дм3) до «очень высокой» (свыше 30,0 мгО/дм3). В среднем в период исследований вода р. Оби имела «средние» значения величины перманганатной окисляемости (5,6-15,2 мгО/дм3). В зимний период количество органических веществ минимальное, весной и осенью — максимальное. Кроме того, значительное количество органики поступает со сточными водами городов и поселков, расположенных на реке. Так, ниже городов Нижневартовска, Сургута количество органических веществ в речной воде увеличивается. О наличии органических веществ судят и по величине биохимического потребления кислорода (ВПК). Она изменялась в пределах 1,0-3,0 мгО/дм3. Отношение БПК5 к перманганатной окисляемости характеризует наличие органического вещества природного или са-пробного происхождения. В зимний период и весной в воде р. Оби преобладает органическое вещество сапробного происхождения, в летне-осеннюю межень — естественного происхождения.

Содержание нефтепродуктов, фенолов, СПАВ в воде и донных отложениях. Интенсивное загрязнение Оби начинается еще за пределами исследуемого региона в верхнем течении. В среднем течении главными источниками загрязнения являются объекты Западно-Сибирского нефтегазового комплекса (НГК). Основная масса загрязняющих веществ от объектов НГК поступает в р. Обь с поверхностным и подземным стоком с буровых и технологических площадок, с водами притоков, пересекающих районы нефтедобычи, а также со сточными водами крупных городов (Нижневартовска, Сургута, Мегиона, Нефтеюганска). Существенно загрязнение р. Оби, привносимое из рек Юган-ской Оби, Иртыша.

Содержание нефтепродуктов в воде р. Оби, мг/дм3

По данным Нижне-Обского бассейнового управления, в целом по XMAO 55,6 % загрязненных вод сбрасывается в естественные водоемы. Более всего воды без очистки сбрасывает Нефтеюганский район, недостаточно очищенной — Сургутский район. По отношению к среднегодовому объему поверхностного стока пресной воды в округе объем сточных вод составляет менее 0,05 %. Поэтому загрязнение сточными водами от организованного стока носит локальный характер и приурочено к промышленным районам [Экология. 1997].

Попавшая в реку нефть растекается по поверхности, теряя свои летучие и водорастворимые компоненты. По многочисленным наблюдениям, до 15 % углеводородов нефти может переходить в растворенное состояние [Патин, 1997]. Это относится к низкомолекулярным углеводородам алифатического ряда и ароматической структуры. Некоторые авторы отмечают, что лишь около 1 % сырой нефти растворяется в морской воде, причем концентрация этих растворенных фракций под пленкой нефти не превышает 0,1 мг/дм ; есть также данные о том, что максимальные устойчивые в морской воде концентрации растворенных углеводородов нефти составляют 0,3-0,4 мг/дм3. Превышение этих уровней обычно сопровождается образованием нестойких нефтеводяных эмульсий и появлением на поверхности пленки [Там же].

Определенной закономерности в изменении уровня загрязненности воды р. Оби по течению реки и по периодам года практически не наблюдается. Максимальные количества нефтепродуктов (без учета аварийных выбросов) наблюдаются весной, когда с площади водосбора поступают загрязненные нефтепродуктами воды. Обычно в незагрязненных речных водах количество естественных углеводородов колеблется от 0,01 до 0,2 мг/дм3, содержание естественных углеводородов определяется трофностью водного объекта, зависит от развития и распада фитопланктона, интенсивности деятельности бактерий и т. д. Характер распределения нефтепродуктов и естественных углеводородов по вертикали и акватории рек весьма сложен и непостоянен.

Для водоемов рыбохозяйственного назначения ПДК нефтепродуктов составляет 0,05 мг/дм3. В период наблюдений содержание нефтепродуктов в Оби было всегда выше ПДК (табл. 2). Наиболее загрязнены участки реки в районе городов Нижневартовска, Сургута, п. Белогорье. Среднее количество нефтепродуктов в воде р. Оби в безледный период изменялось следующим образом:

Максимальные количества наблюдались в 1996-1997 гг.; в 1998 г. произошло снижение общего количества нефтепродуктов. Во время аварий, сопровождающихся попаданием нефти в водоемы, содержание нефтепродуктов в р. Оби резко возрастает. Так, в 1997 г. осенью количество нефтепродуктов

в районе п. Елизарово составляло 0,54 мг/дм3 (10,8 ПДК), в 1996 г. в районе г. Сургута — повышалось до 0,52 мг/дм3. Увеличение происходило вследствие аварий на р. Пим.

Нефтяному загрязнению воды р. Оби сопутствует фенольное. Обычно в незагрязненных и слабозагрязненных речных водах содержание фенолов не превышает 20 мкг/дм3. В период исследований содержание фенолов в р. Оби колебалось в пределах 1,0-20,0 мкг/дм3. Максимальные количества, как правило, фиксируются в осенний период.

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) в значительных количествах поступают с хозяйственно-бытовыми и промышленными стоками. В слабозагрязненных речных водах концентрация СПАВ колеблется обычно в пределах тысячных и сотых долей миллиграмма в 1 дм3. В р. Оби содержание СПАВ в 1998 г. не превышало ПДК (0,1 мг/дм3), локальные загрязнения фиксировались обычно ниже городов Нижневартовска, Сургута в 1996-1997 гг. (2-5 ПДК).

Значительная часть нефтяных углеводородов находится во взвешенной фракции и рано или поздно поступает на дно, где их биохимический распад резко замедляется и они накапливаются в осадках. Исследования показывают, что содержание нефтепродуктов в донных отложениях Оби зависит от гранулометрического состава и содержания органических веществ. Распределение нефтяных углеводородов имеет мозаичный характер и изменяется в довольно широком диапазоне — от 0,7 до 12,3 мг на 100 г сухого грунта. На всем протяжении реки от г. Нижневартовска до п. Казым-Мыс донные отложения загрязнены нефтепродуктами: правый берег — в количестве 0,46-12,3 мг на 100 г грунта; левый берег — 0,42-10,1 мг на 100 г грунта. Наиболее грязными грунты были в 1996 г.; в 1997 и 1998 гг. произошло некоторое снижение содержания нефтепродуктов (табл. 3). Для р. Оби характерно локальное загрязнение донных отложений нефтепродуктами: в районах стоянок судов, сброса сточных вод, нефтебаз и т. д.

Для морских донных отложений количество нефтепродуктов в пределах 1,0-10,0 мг на 100 г грунта является минимальным, при котором биологические эффекты отсутствуют или проявляются в виде обратимых реакций морских организмов. По классификации СибрыбНИИпроекта, донные отложения р. Оби относились к «слабо загрязненным» в 1994-1995 гг.; к «умеренно загрязненным» в последующие 1996-1998 гг. (см. табл. 3) [Уварова, 1988].

Содержание тяжелых металлов в воде и донных отложениях является приоритетным при контроле антропогенного загрязнения в Западно-Сибирском регионе. К ним относятся: кадмий, ртуть, свинец, цинк (1-й класс опасности); никель, хром, медь (2-й класс); марганец (3-й класс).

За время наблюдений (табл. 4) содержание ртути в воде р. Оби в основном не превышало 0,1 мкг/дм3. Повышенные количества отмечались в единичных случаях (1,274 мкг/дм3 в районе п. Перегребное — май 1997 г.; 2,548 мкг/дм3 в районе п. Казым-Мыс — июль 1997 г.).

Количество меди колебалось в пределах 0,006-16,0 мкг/дм3. Повышенные количества отмечались в 1994 г. В 1998 г. содержание меди колебалось от 1,0 до 6,0 мкг/дм3.

Содержание алюминия в воде реки обычно превышало ПДК для рыбохо-зяйственных водоемов (40,0 мкг/дм ).

Для водоемов Обь-Иртышского бассейна характерно повышенное количество железа. В период наблюдений оно изменялось в пределах 554-3900 мкг/дм3, максимум отмечался в 1996 г.

Среднегодовое содержание нефтепродуктов в донных отложениях р. Оби, мг/100 г сухого грунта

Содержание тяжелых металлов в воде р. Оби, 1995-1998 г., мкг/дм3

Содержание марганца в воде р. Оби в 100 % случаев определения превышало ПДК (10 мкг/дм3) и изменялось в широком диапазоне — 14-487 мкг/дм3. Максимальные количества отмечались весной 1995 и 1998 гг., летом и осенью содержание марганца снижалось. Марганец в обской воде в основном естественного происхождения.

Таким образом, вода р. Оби с 1995 по 1998 г. на всем протяжении от границы Тюменской области до п. Перегребное по содержанию ртути, кадмия является «чистой»; по содержанию свинца, марганца, цинка — «умеренно загрязненной»; по содержанию меди и никеля в 1995 г. — «умеренно загрязненной», в 1996-1998 гг. — «слабо загрязненной» [Оксикж и др., 1993].

Донные отложения водоемов являются активными накопителями тяжелых металлов, вследствие чего содержание в них микроэлементов на несколько порядков превышает концентрацию в воде. Благодаря сорбционным процессам происходит очищение воды от соединений тяжелых металлов. Однако в определенных условиях (изменение рН и Eh, наличие разнообразных комплексо-образующих веществ) происходит десорбция металлов и их переход в растворенном состоянии в толщу воды, т. е. донные отложения превращаются в источники вторичного загрязнения водных объектов [Тяжелые металлы. 1980].

Содержание тяжелых металлов в донных отложениях в 1995-1998 гг. колебалось в довольно широком диапазоне. Оно зависело от гранулометрического состава грунтов, количества органических веществ в донных отложениях, величины рН и др. Кроме того, это связано со временем отбора проб. Весной, в период половодья, пробы донных отложений отбирались у берегов, где летом нет воды. В летний период донные отложения речные. Осенью, в октябре, уровень воды на р. Оби высокий, как правило, в связи со спуском воды из Новосибирского водохранилища, и пробы донных отложений отбирались у берегов, затопленных водой.

Обычно на правом берегу р. Оби донные отложения содержали большее количество тяжелых металлов, чем на левом. По-видимому, это связано с попаданием сточных вод предприятий городов, расположенных на правом берегу. Ниже населенных пунктов содержание тяжелых металлов в донных отложениях увеличивается.

Содержание в донных отложениях цинка колебалось в пределах 21,0-342 мг/кг, максимальные концентрации отмечались в 1996 г.; содержание меди — 2,33-17,92 мг/кг, наиболее высоким было в 1996 г., максимальное количество отмечено в районе п. Белогорье, минимальное — в районе п. Казым-Мыс. Содержание никеля колебалось в пределах 9,36-34,0 мг/кг. Донные отложения р. Оби содержат ртуть и свинец в количествах значительно меньших предельно допустимых концентраций. По содержанию меди, цинка, хрома, никеля донные отложения относятся к «слабо загрязненным». Высокое содержание железа в донных отложениях отмечалось на всем исследованном участке реки и во все сезоны отбора, что вызвано природными причинами.

Совокупность полученных гидрохимических характеристик р. Оби, согласно В. П. Емельяновой с соавт. [1983], показывает ее «неустойчивую загрязненность фенолами среднего и высокого уровня»; «устойчивую загрязненность» среднего и высокого уровня железом, марганцем, алюминием; «неустойчивую загрязненность» медью, никелем, цинком.

Согласно классификации О. П. Оксиюк с соавт. [1993], в зимний период 1995-1997 гг. вода р. Оби относилась к категории «сильно загрязненной»; в открытый период 1995-1996 гг. — «умеренно загрязненной» и в 1998 г. — «слабо загрязненной».

Алехин О. А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 344 с.

Емельянова В. П., Данилова Г. H., Колесникова T. X. Оценка качества поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям // Гидрохимические материалы. 1983. T. 88. С. 119-129.

Оксиюк О. П. и др. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши // Гидробиол. журн. 1993. T. 29, No 4. С. 62-91.

Патин С. А. Экологические проблемы освоения нефтегазовых ресурсов морского шельфа. M.: Изд-во ВНИРО, 1997. 348 с.

Ресурсы поверхностных вод СССР. Средняя Обь. M.: Гидрометеоиздат, 1967. T. 15, вып. 2. 406 с.

Тяжелые металлы в окружающей среде. M.: Изд-во МГУ, 1980.130 с.

Уварова В. И. Современное состояние уровня загрязнения воды и грунтов некоторых водоемов Обь-Иртышского бассейна // Сб. науч. тр. ГосНИОРХ. Л., 1988. Вып. 305.

Экология Ханты-Мансийского автономного округа / Под ред. В. В. Плотникова. Тюмень: СофтДизайн, 1997. 288 с.

источник