Турабекова А.А.
КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД РЕКИ СТЕПНОЙ ЗАЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ МНОГОЛЕТНЕГО МОНИТОРИНГА *
Аннотация:
по результатам многолетнего гидрохимического мониторинга реки Степной Зай (2017 – 2021 гг.) определено качество поверхностных вод вне зон воздействия организованных источников загрязнения и факторы формирования гидрохимического режима реки Степной Зай. Выявлены приоритетные загрязняющие вещества поверхностных вод, проведен анализ техногенной нагрузки основных водопользователей на поверхностные воды во временной динамике
Ключевые слова:
поверхностные воды, химический состав, факторы формирования, техногенная нагрузка
УДК 574.5
Турабекова А.А.
магистр
ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
(г. Казань, Россия)
КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД
РЕКИ СТЕПНОЙ ЗАЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ
МНОГОЛЕТНЕГО МОНИТОРИНГА
Аннотация: по результатам многолетнего гидрохимического мониторинга реки Степной Зай (2017 – 2021 гг.) определено качество поверхностных вод вне зон воздействия организованных источников загрязнения и факторы формирования гидрохимического режима реки Степной Зай. Выявлены приоритетные загрязняющие вещества поверхностных вод, проведен анализ техногенной нагрузки основных водопользователей на поверхностные воды во временной динамике.
Ключевые слова: поверхностные воды, химический состав, факторы формирования, техногенная нагрузка.
Введение
Изучение качества воды реки Волги и её боковых притоков, подверженных интенсивному влиянию хозяйственной деятельности, имеет важное значение в условиях реализации в РФ приоритетного проекта «Сохранение и предотвращение загрязнения реки Волги» в рамках национального проекта «Экология». Река Степной Зай [1] – одна из наиболее полноводных средних рек на территории Восточного Закамья Республики Татарстан (РТ), является левым притоком Камского залива Куйбышевского водохранилища, водным объектам рыбохозяйственного значения высшей категории. В продолжение предыдущих исследований [2, 3] в данной работе по данным многолетнего мониторинга (2017 – 2021 гг.) рассматривается формирование гидрохимического режима и дается оценка качества поверхностных вод реки Степной Зай вне зон воздействия организованных источников загрязнения.
Цель работы – формирование гидрохимического режима реки Степной Зай по данным многолетнего мониторинга (2017 – 2021 гг.).
Задачи – провести гидрохимический мониторинг, определить техногенную нагрузку организованных источников на поверхностные воды реки во временно́й динамике, качество поверхностных вод в пунктах контроля вне зон воздействия организованных источников загрязнения и факторы формирования гидрохимического режима реки Степной Зай.
Материалы и методы исследований
В работе использованы результаты экспериментального гидрохимического мониторинга р. Степной Зай и фондовые материалы. Отбор проб поверхностных вод в ходе мониторинга проводили в пунктах контроля, не испытывающих влияния сточных вод организованных источников загрязнения, в зонах полного смешения природных и сточных вод предприятий (Рис.1) с использованием действующих методик (ПНД Ф, РД, МУ и др.).
Химический анализ содержания загрязняющих веществ в пробах воды проводили по методикам, рекомендованным в системе экологического мониторинга. Оценку класса качества воды проводили по индексу загрязненности воды (ИЗВ) [4] с использованием в расчетах «лимитируемых» ингредиентов и показателей, имеющих наибольшие превышения концентрации в воде относительно ПДКр/х (для рыбохозяйственных водных объектов).
Статистическую обработку данных проводили с помощью пакета программ Statistica 8.0.
Результаты и обсуждение
Критерии и оценка техногенной нагрузки организованных источников на поверхностные воды реки. Река Степной Зай испытывает, главным образом, воздействие техногенной нагрузки сточных вод предприятий жилищно-коммунального хозяйства, энергетики и нефтяной отрасли РТ. Основными организованными источниками загрязнения поверхностных вод исследуемой реки являются: №1 – ООО «Бугульма-Водоканал», №2 – НГДУ «Татнефтегазпереработка» ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина, №3 – АО «Альметьевск-Водоканал», №4 – НГДУ «Елховнефть» ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина и №5 – Филиал АО «Татэнерго» «Заинская ГРЭС».
Для оценки техногенной нагрузки использовали официальные данные ежегодной статотчетности предприятий и известные критерии [5-6]:
Сточные воды рассматриваемых организованных источников загрязнения относятся к категории «недостаточно очищенных». Преобладающий вклад в техногенную нагрузку по критериям «Расход сточных вод» (86,3%) и «Суммарная масса загрязняющих веществ» (97,3 % от общего расхода сточных вод всех рассматриваемых предприятий) характерен для предприятия АО «Альметьевск-Водоканал», ежегодно сбрасывающего в речные воды наибо̀льшие объемы сточных вод (вследствие отведения в существующие канализационные сети ЖКХ сточных вод большинства мелких предприятий, не имеющих на балансе очистных сооружений) (Рис. 2).
Составлен следующий ряд организованных источников загрязнения по понижению уровня техногенной нагрузки р. Степной Зай: №3 >> №5 > №1 > №4 ≈ №2. Наибольшая масса сбрасываемых загрязняющих веществ приходится на предприятия, на которых образуется наибольшее количество сточных вод по расходу.
Нагрузка по отдельным группам загрязняющих веществ. Наибо̀льший интерес для рассматриваемых предприятий жилищно–коммунальной сферы представляет оценка их нагрузки на поверхностные воды по биогенным веществам. Наибольший привнос биогенных веществ из числа остальных организованных источников даёт АО «Альметьевск-Водоканал» (табл. 1).
Таблица 1. Нагрузка соединений минерального азота (в расчете на азот, т N/год, числитель) и фосфатов (в расчете на фосфор, т Р/год, знаменатель) в составе сточных вод организованных источников загрязнения.
|
Организованный источник загрязнения*) |
Годы |
||||
|
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
2021 |
|
|
№1 |
6,0 /0,06 |
2,6 /0, 12 |
6,0 /0,12 |
7,5 /0,04 |
3,0 /0,11 |
|
№3 |
273,9/ 2,32 |
278,8/ 1,85 |
181,4 / 1,78 |
186,0/ 1,79 |
190,9/2 |
|
№4 |
0,03/0,001 |
0,03/0,002 |
0,01/0,001 |
0,02/0,001 |
0,01/0 |
|
№5 |
4,4/0,03 |
3,3/0,15 |
56,3/0,15 |
6,5/0,14 |
4,0/0,08 |
|
Всего: |
242,1 т N/год / 2,58 т P/год |
||||
Примечание. *) Перечень организованных источников загрязнения соответствует приведенному в тексте.
С точки зрения экологического состояния реки Степной Зай целесообразно проанализировать воздействие промышленных предприятий на его акваторию по сбросу приоритетных соединений аммоний– и нитрит–ионов, косвенно характеризующих кислородный режим реки. Согласно полученным результатам, наибо̀льший вклад в загрязнение реки аммоний– и нитрит–ионами вносит АО «Альметьевск-Водоканал» (92,4%). На втором месте – ООО «Бугульма-Водоканал» (2,3%). Нагрузка остальных организованных источников загрязнения пренебрежимо мала.
Интерес представляет также оценка нагрузки организованных источников загрязнения на поверхностные воды по органическим веществам. Относительный среднегодовой вклад АО «Альметьевск-Водоканал» и ООО «Бугульма-Водоканал» в загрязнение легко окисляемыми органическими веществами (по величине БПК5) составил 107,5 и 0,49 т О2/год, соответственно. Вклад остальных предприятий в загрязнение реки легко органическими органическими веществами исчезающее мал.
Анализ техногенной нагрузки во временно́й динамике. За последние 5 лет наблюдений (2017 – 2021 гг.) статистически значимых изменений общей нагрузки по критериям 1 и 2 в целом не обнаруживалась. Однако чёткое снижение нагрузки было отмечено по отдельным группам загрязняющих веществ. Для АО «Альметьевск-Водоканал» выявлено повышение эффективности очистки сточных вод, ожидаемое в связи с началом в 2018 г. реализации масштабного проекта по модернизации очистных сооружений. Так, статистически значимым является снижение во времени техногенной нагрузки легко окисляемых органических соединений по БПК5 и соединений минерального азота (рис. 3) по критерию 3, начиная с 2018 г.; азота аммонийного. Техногенная нагрузка фосфора в последние 5 лет наблюдений сохранялась постоянной, составляя в среднем 2,1±0,3 т Р/год.
Приоритетные загрязняющие вещества поверхностных вод. На основании значений Сi,ср/ПДКi,р/х выявлены основные приоритетные загрязняющие вещества исследуемой реки в период 2017 – 2021 гг.: кислородный показатель БПК5 (2,9 ПДК) (косвенно характеризующий концентрацию легко окисляемых органических соединений); соединения токсикологической группы – медь (1,9 ПДК), железо общее (6,6 ПДК), марганец (9,2 ПДК), соединения биогенных элементов: нитрит-ионы (2,8 ПДК), ионы аммония (4,1 ПДК); а также нефтепродукты (1,1 ПДК). Превышение концентрации нитрит-ионов и ионов аммония в исследуемых водах свидетельствует об угнетении процессов нитрификации в условиях нарушения кислородного режима водной экосистемы.
Оценка качества воды. Для характеристики гидрохимического режима исследуемой реки в условиях прямого отведения сточных вод основных организованных источников загрязнения в качестве пунктов контроля были выбраны створы, находящиеся выше непосредственных сбросов сточных вод предприятий Бугульма-Водоканал (ПК1), НГДУ Татнефтегазпереработка (ПК2), Альметьевск-Водоканал (ПК3), НГДУ Елховнефть (ПК4) и Заинская ГРЭС (ПК5). Качество воды исследуемой реки, оцененное по величинам ИЗВ, изменялось в среднем от категории класс 3 – «умеренно загрязнённые воды» (ПК1–ПК4) до категории класс 4 – «загрязнённые воды», которая была характерна для пункта контроля (ПК5) на зарегулированном участке реки в Заинском водохранилище - водоёме-охладителе Заинской ГРЭС. Дан анализ потенциальных видов экологических и экономических потерь от теплового загрязнения водохранилища.
Заключение
По результатам многолетнего гидрохимического мониторинга реки Степной Зай (2017 – 2021 гг.) определено качество поверхностных вод вне зон воздействия организованных источников загрязнения и факторы формирования гидрохимического режима реки Степной Зай. Выявлены приоритетные загрязняющие вещества поверхностных вод, проведен анализ техногенной нагрузки основных водопользователей на поверхностные воды во временно́й динамике.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Четанова, Н. А. Длины малых рек Республики Татарстан: Справочник. – Казань: ЗАО «Новое Знание», 2003. – 320 с.
Юмадеева Ю.З. Мониторинг, количественная оценка воздействия и нагрузки основных предприятий на поверхностные воды реки Степной Зай (Республика Татарстан) / ВКР. – Казань, КФУ. – 2019. – 62 с.
Булатова Р.Г. Интервалы геохимических показателей инвариантного состояния реки Степной Зай / ВКР, – Казань, КФУ. – 2020. – 62 с.
Методические рекомендации по формализованной комплексной оценке качества поверхностных и морских вод по гидрохимическим показателям. – М.: Госкомгидромет, 1988. – 7 с.
Яковлева О.Г., Латыпова В.З., Шагидуллин Р.Р., Бравков А.П., Хайрутдинов Ф.Ю., Гайнутдинова Л.А. Критерии и методика оценки техногенной нагрузки и воздействия промышленных предприятий на водные объекты. Сборник материалов конгресса «Чистая вода». Казань: ВЦ Казанская ярмарка. – 2010. – С. 227-230.
Шагидуллин Р.Р., Латыпова В.З., Никитин О.В., Яковлева О.Г. Развитие подходов к оценке воздействия промышленных предприятий на водные объекты // Георесурсы. – 2011. – № 2(38). – С. 21-23.
Даценко Ю.С. Методы оценки внутренней биогенной нагрузки водоемов // Труды КарНЦ РАН Лимнология и океанология, 2019. – № 9. – C. 116 - 124.
Turabekova A.A.
master
Kazan Federal University
(Kazan, Russia)
SURFACE WATER QUALITY
STEPPE ZAI RIVERS BY RESULTS
MULTI-YEAR MONITORING
Abstract: based on the results of long–term hydrochemical monitoring of the Steppe Zai River (2017-2021), the quality of surface waters outside the zones of influence of organized pollution sources and the factors of formation of the hydrochemical regime of the Steppe Zai River were determined. Priority pollutants of surface waters were identified, the analysis of the technogenic load of the main water users on surface waters in time dynamics was carried out.
Keywords: surface waters, chemical composition, formation factors, technogenic load.
Номер журнала Вестник науки №5 (50) том 2
Ссылка для цитирования:
Турабекова А.А. КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД РЕКИ СТЕПНОЙ ЗАЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ МНОГОЛЕТНЕГО МОНИТОРИНГА // Вестник науки №5 (50) том 2. С. 109 - 117. 2022 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/5595 (дата обращения: 20.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2022. 16+