ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2007, том 34, № 4, с. 446-453
УДК 556.16:[632.95:547.22](282.2)
КАЧЕСТВО И ОХРАНА ВОД, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
ОЦЕНКА МНОГОЛЕТНИХ ТЕНДЕНЦИЙ ВЫНОСА ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ПЕСТИЦИДОВ РЕКАМИ РОССИИ В МОРЯ
© 2007 г. А. М. Никаноров*, Л. Г. Коротова**, О. А. Клименко**
*Южный отдел Института водных проблем Российской академии наук, Гидрохимический институт 344090 Ростов-на-Дону, просп. Стачки, 198 **Гидрохимический институт 346428 Новочеркасск, ул. Московская, 61 Поступила в редакцию 12.04.2006 г.
Оценен среднегодовой водный сток, а также вынос и динамика выноса хлорорганических пестицидов крупными реками России в моря за 1981-2000 гг. Выявлены наиболее важные факторы, влияющие на формирование стока хлорорганических пестицидов в бассейнах рек, расположенных в различных физико-географических условиях.
Применение пестицидов во всем мире привело к тому, что они стали одними из самых распространенных и токсичных химических веществ, загрязняющих окружающую природную среду. Из всех классов пестицидов наибольшую опасность представляют хлорорганические (ХОП). Эти соединения обладают высокой биологической активностью и персистентностью в окружающей среде (>10 лет) и способны со временем накапливаться в различных звеньях трофической цепи. Кроме того, ХОП являются загрязняющими веществами, имеющими глобальное распространение. В водные объекты ежегодно поступает значительное количество ХОП, которые переносятся реками на большие расстояния и вносят существенный вклад в загрязнение внутренних водоемов, морских и океанических бассейнов.
Наибольший интерес представляют препараты группы ХОП, содержащие в своем составе ДДТ и ГХЦГ [2, 5].
После запрещения применения ДДТ в большинстве стран мира с 1970 г. и резкого сокращения применения ГХЦГ с 1986 г. место их наиболее интенсивного использования переместилось в развивающиеся страны Азии, Африки и Латинской Америки. Объем применения препаратов, содержащих ДДТ, в последние 20-25 лет стабилизировался и исчисляется ~100 тыс. т/год [9].
Речной сток является важнейшим звеном миграции химических веществ. Для решения многих научных и практических задач, связанных с охраной поверхностных вод суши, прогнозом качества воды, определением биологической продуктивности водных объектов, необходимо оценить вынос ХОП речным стоком, а также выявить тенденции изменения их выноса за отдельные периоды.
С этой целью был рассчитан вынос изомеров ГХЦГ, ДДТ и его метаболита ДДЭ за многолетний период по данным гидрохимических и гидрологических наблюдений сети Росгидромета (1981-2000 гг.) в замыкающих створах 21 реки России. Выбранные для расчетов створы наблюдений на устьевых участках рек расположены вне зоны подпора со стороны моря, что позволяет исключить возможность влияния морских вод на химический состав речной воды.
Частота наблюдений за содержанием ХОП в воде изученных рек неодинакова. Для преобладающего большинства рек в течение многолетнего периода отбор проб производился шесть раз в год: на подъеме, пике и спаде весеннего половодья; при наименьшем расходе воды в летнюю межень; при прохождении дождевого паводка в летний период; перед ледоставом. На замыкающих участках рек Невы, Луги, Кубани, Волги, Колы, Онеги, Оби и Пенжины частота наблюдений в отдельные периоды достигала 9-12 раз в год. В единичных случаях и для ограниченного числа рек (Надыма, Енисея, Амура, Терека) периодичность наблюдений за содержанием ХОП составляла 3-4 раза в год.
Для оценки выноса ХОП реками рассматриваемый многолетний период был условно разделен на четыре пятилетних: первый, второй - 1981-1990 гг. и третий, четвертый - 1991-2000 гг.
В связи с отсутствием достоверных статистических связей между концентрациями ХОП и расходами воды для изученных рек расчет выноса пестицидов был выполнен в соответствии с Методическими рекомендациями [3] по формуле
О = Же,
т
50
30
10 0
Годы 1996-2000
1991-1995
1986-1990
1981-1985
1996-2000
1991-1995
1986-1990
1981-1985
□ 12.7
□ 1 ■ 2
□ 49.6
□ 77.4
105
1.77 2.15
8.34 10.3
20
60
100
120
т
1980 1984 1988 1992 1996 2000
Годы
Рис. 1. Динамика выноса у-ГХЦГ реками. 1 - Северной Двиной, 2 - Обью, 3 - Енисеем и 4 - Амуром за 1981-2000 гг.
где О - вынос пестицидов, т; Ж - объем стока воды, км3; с - средняя арифметическая концентрация пестицидов, мкг/дм3 за год.
Сведения о применении ХОП на территории бывшего СССР получены из сводных отчетов областных, краевых и республиканских научно-производственных объединений "Сельхозхимия" о реализации химических средств защиты растений. Данные о выносе ХОП реками в моря за отдельные периоды приведены в табл. 1.
Результаты проведенных расчетов показали заметные различия масштабов и динамики стока ХОП, которые существуют не только между отдельными речными и морскими бассейнами, но и внутри самих бассейнов.
БАССЕЙН БЕЛОГО И БАРЕНЦЕВА МОРЕЙ
Изучение динамики выноса ХОП реками, впадающими в Белое и Баренцево моря, показало, что максимальное поступление а- и у-ГХЦГ отмечено в 1981-1985 гг., а в последующие пятилетние периоды наметилась тенденция его уменьшения. Так, суммарный среднегодовой вынос изомеров ГХЦГ р. Колой снизился от 141 в первом до 4 кг в четвертом пятилетнем периоде, р. Онегой - от 268 до 80 кг, р. Северной Двиной - от 1.93 т до 131 кг, р. Мезенью - от 321 до 166 кг и р. Печорой - от 5.83 до 1 т соответственно.
Характер ежегодных изменений выноса наиболее активного изомера у-ГХЦГ на примере р. Северной Двины показан на рис. 1, из которого
Рис. 2. Среднегодовой сток ХОП, т. 1 - Карское, 2 — Белое и Баренцево моря.
следует, что самое высокое его значение наблюдалось в 1984-1985 гг.
Вынос X ГХЦГ р. Мезенью в 1991-2000 гг. был соизмерим с таковым для р. Северной Двины, несмотря на разницу в водном стоке этих рек в пять раз, что явилось свидетельством более высокой загрязненности воды р. Мезени указанными веществами.
Аналогичным оказалось и изменение величины среднегодового выноса ДДТ и его метаболита ДДЭ со стоком рек бассейна Белого и Баренцева морей за многолетний период. Максимальный вынос X ДДТ большинством изученных рек наблюдался в 1981-1985, а р. Печорой - в 1986-1990 гг. В последнем десятилетнем периоде произошло резкое снижение выноса ДДТ и ДДЭ речным стоком. В бассейнах рек Колы, Онеги и Мезени сток X ДДТ в четвертом пятилетнем периоде отсутствовал; в бассейне р. Северной Двины он уменьшился с 801 до 49, а в бассейне р. Печоры - с 1.62 т до 396 кг.
Суммарный среднегодовой вынос ХОП изученными реками в Белое и Баренцево моря в четвертом пятилетнем периоде по сравнению с первым уменьшился примерно в шесть раз.
Динамика среднегодового выноса ХОП реками в этом морском бассейне (рис. 2) хорошо согласуется с применением препаратов, содержащих ГХЦГ и ДДТ, на территории бывшего СССР (рис. 3).
БАССЕЙН КАРСКОГО МОРЯ
В бассейне Карского моря максимальное среднегодовое поступление X ГХЦГ с водой р. Оби (30.5 т) зафиксировано в 1991-1995 гг., р. Надыма (1.91 т) - в 1986-1990 гг., р. Енисея (37.7 т) - в 1981-1985 гг.
0
Таблица 1. Многолетний среднегодовой вынос ХОП (т действующего вещества) реками России ] отсутствие данных; н.о. - не обнаружено)
моря(прочерк -
Вынос ХОП
а-ГХЦГ у-ГХЦГ ДДТ ДДЭ
Река
Пункт
Период наблюдений, годы
Площадь водосбора, тыс. км2
Среднегодовой водный сток, км3
Среднегодовой удельный вынос X ХОП, т/км3
Кола
Онега
Северная Двина
Мезень
Печора
г. Кола
с. Порог
с. Усть-Пинега
д. Малонисо-горская
г. Нарьян-Мар
981-1985 986-1990 991-1995 996-2000 981-1985 986-1990 991-1995 996-2000
981-1985
986-1990 991-1995 996-2000
981-1985
986-1990 991-1995 996-2000 981-1985 986-1990 991-1995 996-2000
Бассейн Северного Ледовитого океана Белое и Баренцево моря 3.78
55.7
348
56.4
312
Карское море
1.60 0.110 0.031 0.029 0.001 0.107
1.45 0.009 0.016 0.062 н.о. 0.060
1.45 0.003 0.004 н.о. 0.001 0.006
1.84 0.002 0.002 н.о. 0.0004 0.002
16.1 0.128 0.140 0.124 0.002 0.024
16.0 0.073 0.090 0.012 н.о. 0.011
18.2 0.055 0.039 0.003 0.002 0.005
16.2 0.038 0.042 н.о. н.о. 0.005
100 1.16 0.773 0.754 0.047 0.027
107 0.307 0.348 0.515 0.183 0.013
115 0.066 0.064 н.о. н.о. 0.001
102 0.053 0.078 0.049 н.о. 0.002
20.3 0.158 0.163 0.041 0.009 0.018
19.1 0.129 0.134 н.о. н.о. 0.014
21.0 0.066 0.086 0.005 0.002 0.008
20.2 0.085 0.081 н.о. н.о. 0.008
143 2.08 3.75 0.805 0.014 0.046
138 0.708 4.12 1.61 0.015 0.047
155 0.236 1.27 0.247 0.040 0.012
155 0.347 0.649 0.229 0.167 0.009
Обь г. Салехард 1981-1985 2430 395 6.59 14.0 43.9 2.32 0.169
1986-1990 402 8.57 20.2 18.8 1.68 0.122
1991-1995* 390 11.9 18.6 9.12 0.876 0.104
1996-2000** 413 0.438 1.07 5.94 1.06 0.021
Надым г. Надым 1981-1985 48.0 13.5 - - - - -
1986-1990 13.9 0.541 1.37 0.393 0.014 0.167
1991-1995** 13.5 0.551 1.20 0.424 0.150 0.172
1996-2000** 14.4 0.079 0.141 0.071 0.014 0.021
Енисей г. Игарка 1981-1985 2440 568 25.5 12.2 н.о. н.о. 0.066
1986-1990 609 11.7 14.1 0.012 н.о. 0.042
1991-1995 613 3.99 2.80 н.о. н.о. 0.011
1996-2000 617 1.49 2.35 н.о. н.о. 0.006
Бассейн Тихого океана
Камчатка г. Ключи 1981-1985 45.6 24.9 0.454 0.428 1.09 0.154 0.085
1986-1990** 24.3 0.318 0.304 0.024 0.057 0.029
1991-1995 22.7 0.005 н.о. н.о. 0.002 0.0003
1996-2000 24.4 0.087 н.о. н.о. н.о. 0.004
Охотское море
Пенжина с. Каменское 1981-1985** 71.6 20.4 0.316 0.184 0.396 0.049 0.046
1986-1990* 23.0 0.094 0.095 0.065 0.065 0.014
1991-1995 18.8 н.о. н.о. н.о. н.о. н.о.
1996-2000 22.3 - - - - -
Амур с. Богородское 1981-1985 1790 393 4.47 7.00 23.9 4.42 0.101
1986-1990 342 2.65 2.12 5.08 0.175 0.029
1991-1995 359 0.038 0.025 0.536 0.257 0.002
Таблица 1. Окончание
Вынос ХОП Среднегодовой удельный вынос X ХОП, т/км3
Река Пункт Период наблюдений, годы Площадь водосбора, тыс. км2 Среднегодовой водный сток, км3 а-ГХЦГ у-ГХЦГ ДДТ ДДЭ
1996-2000 325 н.о. 0.010 0.030 0.010 0.0001
Тымь п. Ноглики 1981-1985 7.72 2.67 0.034 0.076 0.148 0.093 0.131
1986-1990 2.16 0.009 0.011 0.012 - 0.015
1991-1995 2.74 н.о. н.о. н.о. - н.о.
1996-200
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.