КАЧЕСТВО И ОХРАНА ВОД, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
УДК 504.054(470.)
ТРАНСПОРТ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПО КРУПНЫМ РЕКАМ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА И СИБИРИ
© 2015 г. А. М. Никаноров**, В. А. Брызгало*, О. С. Решетняк***, М. Ю. Кондакова*
*Гидрохимтеский институт **Южный отдел ИВПРАН ***Институт наук о Земле Южного федерального университета 344090 Ростов-на-Дону, просп. Стачки, 198 E-mail: ghi6@aaanet.ru Поступила в редакцию 03.09.2013 г.
Впервые выполнена оценка многолетней изменчивости содержания растворенных химических веществ, в том числе и загрязняющих, в водной среде по длине крупных рек Европейского Севера и Сибири. Выявлены транспортируемые по водотокам загрязняющие вещества, ответственные за ухудшение состояния экосистем рек Северная Двина, Печора, Обь, Енисей, Лена и Колыма. Оценка транспорта загрязняющих веществ по крупным рекам имеет важное значение для оценки возможного выноса загрязняющих веществ в прибрежные зоны арктических морей.
Ключевые слова: реки Европейского Севера и Сибири, транспорт загрязняющих веществ, состояние речных экосистем.
DOI: 10.7868/S0321059615010101
Многие годы гидролого-экологическое состояние речных экосистем Европейского Севера и Сибири России формируется под влиянием внешних и внутрисистемных природных и антропогенных факторов. К последним относятся регулирование речного стока, дноуглубление, разработка карьеров в акватории рек, гидротехническое строительство, тепловое и химическое загрязнение воды при сбросе сточных вод и смыве с поверхности водосборов [9].
На территории Европейского Севера и Сибири сложились следующие направления использования водных ресурсов [1, 11]:
для обеспечения судоходства, лесосплава, рыболовства, рекреации, товарного рыбоводства, гидроэнергетики;
в качестве теплоносителя для охлаждения агрегатов при производстве электроэнергии (ТЭС, АЭС) и других промышленных агрегатов;
в технологических циклах при производстве разных видов продукции в горнообогатительной, целлюлозно-бумажной легкой и пищевой промышленности и в сельском хозяйстве; в питьевом и коммунально-бытовом водоснабжении.
Многокомпонентность внешних факторов, сложность взаимодействия отдельных элементов, разнообразие процессов в водной толще и донных отложениях, различие в испытываемых на-
грузках вследствие изменчивости поступающих загрязняющих веществ (ЗВ) продолжают ухудшать экологическое состояние речных экосистем.
Перечисленные выше направления использования водных ресурсов на водосборах рек приводит к нарушению:
характера и интенсивности поступления воды, наносов, химических веществ и тепла;
потенциала самоочищения и разбавления сточных вод водных экосистем;
развития сообществ водных организмов и продуктивности водных экосистем.
На территории Европейского Севера и Сибири насчитывается >1629 тыс. малых, средних и больших рек, что составляет ~64% общего числа рек страны [3]. Из всего многообразия речных экосистем к наиболее значимым для этого региона следует отнести системы рек Северной Двины, Печоры, Оби, Енисея, Лены и Колымы.
Крупные реки Европейского Севера и Сибири собирают воду, ЗВ, а также растворенные и взвешенные вещества с огромных водосборных площадей, связанных с различными видами хозяйственной деятельности, и транспортируют их вниз по течению. Приток по рекам растворенных химических веществ — один из важнейших фак-
3
279
Таблица 1. Изменчивость компонентного состава водной среды по длине р. Северная Двина в 2000—2010 гг. (здесь и в табл. 2—6 ЛООВ — определяемые по БПК5; жирный шрифт — участки повышенного содержания ЗВ; н.о. — ниже предела обнаружения)
Пункт режимных наблюдений
Расстояние от устья, км
Диапазон к оле бания ко н центраци и в ПДК Интервал НЧВЗ концентрации в ПДК
соединения
Fe Си Zn ты аммония нитритов
г. Великий Устюг (0.1 км ниже) 742 0. 40 - 1 1 0. 90 -2 1 0 .20 -2 .9 0 . 13 -2.5 н.о- 6.6 0.03 -2 .7 н.о - 7. 1 н. о -1 9
0 . 40 - 5.0 0. 90 - 9.0 0 .80 -2 .0 0 . 13 -1 .5 н.о - 0.8 0 0. 03 -0 .80 н.о -0 .8 0 н.о - 3 .0
г. Котлас (в черте города) 675 0.30- 16 0 . 30 -5 . 2 н.о - 17 н.о - 7. 0 0 .90 -6 .2 0 .90 -2 .0 0 . 29 -3 .0 0 . 29 -1 .3 н.о - 6 .2 н.о-1.2 н.о - 0.9 2 н.о - 0.3 0 н.о -0 .5 5 н.о - 0 .1 0 н.о - 2 .0 н.о
д.Телегово (в черте деревни) 668 1.4- 30 1 . 4 -8 .1 1 . 0 -48 1 . 0 -1 0 1 . 1-8. 6 1 . 1- 6. 0 0 . 31 -2.2 0 . 31 -1 .5 н. о -18 н.о - 3 .0 н. о- 1.5 н.о - 0.3 0 н.о -0 .4 5 н.о - 0 .1 0 н.о - 1 .0 н.о
д. Абрамково (в черте деревни) 528 0. 30 -7 . 0 н. о -22 0 .70 -7 .2 0 . 05 -2.9 н. о -1 1 0. 05 -0 .95 н.о -0 .5 5 Нет данных
4.2 -5. 9 н.о -3.0 0 .70 -4.7 0 .9 -2. 1 н.о-1.6 0. 05 -0 .26 н.о -0.1 0
д. Звоз (в черте деревни) 276 0.80 - 12 0. 80 -6 . 8 н.о- 9.0 н.о - 3.0 1 . 5 -6. 8 1 . 5- 3. 5 0 . 29 -2.4 0 . 29 -1 .1 н.о - 4 .4 н.о - 1 .0 н. о- 1.4 н.о - 0.2 6 н.о -0 .5 5 н.о - 0 .1 0 Нет данных
с. Усть-Пинега (в черте села) 137 0.10 -7 .7 н .о -1 3 0 .20 -7 .8 0 . 12 -2. 1 н .о -1 4 н.о - 0.9 5 н.о -0 .2 5 н .о -1 0
0.10 - 5.4 н.о - 3.0 0 .20 -2 .2 0 . 12 -0. 9 н.о - 1 .0 н.о - 0.2 6 н.о - 0 .1 0 н.о - 2 .0
г. Новодвинск (в черте города) 61 0. 1 0- 10 н .о -1 4 0 .50 -4.3 0 . 10 -2.5 н.о - 3 .6 0. 05 -0 .72 н. о- 2.2 н .о -1 0
0. 10 -6 . 9 н.о - 2.0 0 .50 -2 .1 0 . 10 -0.9 н.о - 0 .6 0 . 05 -0 .18 н.о - 0 .1 0 н.о - 2 .0
г. Архангельск (в черте города) 39 0. 1 0- 15 н .о -1 6 0 .10 -6 .2 0 . 13 -3 .3 н.о - 6 .4 н.о - 0.7 2 н.о -0 .4 0 н .о -1 0
0. 10 -6 . 6 н.о - 2.0 0 .10 -2 .4 0 . 47 -0.8 н.о - 0 .8 н.о - 0.3 1 н.о -0 .10 н.о - 3 .0
ЛООВ
нефте продук-
соединения N
фенолы
торов формирования гидрохимического режима на нижних участках и в устьевых областях рек.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Анализ многолетней (2000—2010 гг.) режимной гидрохимической информации Государственной службы наблюдений (ГСН) за состоянием окружающей среды [6] по характеру и загрязненности воды речных экосистем показал тенденцию сохранения в водной среде наиболее крупных рек Европейского Севера и Сибири высоких концентраций приоритетных ЗВ. За период исследования максимальные концентрации веществ во много раз превышали значения ПДК. Так, кратность этих превышений следующая: для р. Северная Двина по соединениям Fe — 7—30, Си — 9—48, нефтепродуктам — 4.4—18, фенолам — 10—19 раз (табл. 1); для р. Печоры по соединениям Fe — 6—26, Си — 11—25 раз (табл. 2); для р. Оби по соединениям Fe - 7.6-75, Си - 12-162, 2п - 2.7-149, Мп - 15180, нефтепродуктам - 20-57, фенолам - 6-43 раза (табл. 3); для р. Енисей по соединениям Fe - 4.6-27, Си - 21-43, Мп - 5.3-29, 2п - 9.4-20, нефтепродуктам - 14-22, фенолам - 11-20 раз (табл. 4); для
р. Лены по соединениям Fe - 2.9-12, Си - 9-46, Zn— 2.3-24, фенолам - 8-20 раз (табл. 5); для р. Колымы по соединениям Fe - 15-35, Си - 2343, Zn - 7.4-23, фенолам - 7-15 раз (табл. 6).
Изменчивость компонентного состава водной среды исследуемых рек выражена как в общих диапазонах колебаний концентраций химических веществ, так и в интервалах наиболее часто встречаемых значений (НЧВЗ), которые чаще всего включают от 60 до 80% значений вариационного ряда.
Анализируя обширный фактический материал по изменчивости содержания в водной среде ЗВ по течению в исследуемых реках (табл. 1-6), можно выделить наиболее характерные закономерности. Так, по длине р. Северная Двина отмечается снижение к устью содержания в воде соединений N на фоне высоких концентраций соединений Fe и Си по всей длине водотока даже по интервалам НЧВЗ. Максимальное содержание нефтепродуктов и соединений тяжелых металлов фиксируется в черте д. Телегово (не имеющей крупных источников загрязнения), что может указывать на транспорт этих ЗВ вниз по реке и на влияние вышерасположенных городов Великий Устюг и Кот-
Таблица 2. Изменчивость компонентного состава водной среды по длине р. Печоры в 2000—2010 гг.
Пункт режимных наблюдений Расстояние от устья, км Диапазон к оле бания ко н центрации в ПДК Интервал НЧВЗ концентрации в ПДК
соединения ЛООВ нефтепродукты соединения N
Fe Си 7п N1 аммония нитритов
д. Якша (в черте деревни) 1506 0. 46 - 10 2. 2 -6.8 н. о -1 2 н.о-2.0 н.о - 6.4 н.о-1.5 н. о- 1.7 н.о -0 .30 0 . 15 -2.4 0 . 54 -1 .3 н. о- 1.0 н.о - 0 .2 0 н.о- 0.9 2 н.о - 0.2 3 н.о -0.7 5 н.о -0.0 5
пос. Троицко-Печорск (в черте поселка) 1359 0 . 20 -7.3 3 .4 -4. 6 н. о - 25 н.о -5 .0 н.о - 4.8 н.о - 2.0 н. о- 1.1 н.о -0 .20 0 .15 -1 .8 0 .60 -2 .4 н. о- 1.2 н.о - 0 .2 0 н.о- 1.2 н.о - 0.2 8 н.о -0.5 0 н.о -0.1 0
пос. Кырта (в черте поселка) 1082 0 . 60 -6.0 1 .9 -4. 1 н .о -1 1 н.о - 2 .0 н.о - 4.6 н.о - 1 .0 н. о- 1.0 н.о -0 .20 0 .31 -2.2 0 . 31 -0. 92 н. о- 0.6 н.о - 0 .2 0 н.о - 0.7 4 н.о - 0.2 3 н.о -0.2 5 н.о -0.0 5
г. Печора (9.5 км ниже города) 889 н.о -8 .8 н.о-5.7 н. о - 24 н.о - 4 .0 н.о-4.6 н.о- 0.9 0 н. о- 2.5 н.о -0 .20 0 . 15 -3 .0 0 . 15 -1 .5 н. о- 2.2 н.о - 0 .2 0 н.о- 1.3 н.о - 0.2 8 н. о- 1.7 н.о -0.2 5
д. Мутный Материк (1 км выше) 610 0 . 70 - 11 3. 0-6.8 н .о -1 3 н.о - 2 .0 н.о - 2.6 н.о- 1.1 н. о- 2.6 н.о -0 .39 0.15 -1.9 0 . 15 -0.45 н. о- 1.4 н.о - 0 .2 0 н.о- 0.9 0 н.о - 0.2 6 н. о- 1.7 н.о -0 .10
с. Усть-Циль-ма (6 км выше) 425 0. 40 - 23 0 .40 - 9.8 н .о -1 6 н.о - 2 .0 н.о-4.1 н.о- 0.9 0 н. о- 1.3 н.о -0 .20 0 .15 -1 .3 0 . 15 -0. 66 н. о- 2.0 н.о - 0 .2 0 н.о- 1.1 н.о - 0.2 6 н. о- 1.4 н.о -0 .10
г. Нарьян-Мар (38 км выше города, д. Оксино) 141 1 . 1- 26 4. 6- 1 1 н .о -1 9 н.о - 4 .0 0. 40 -6 .5 1 .3 -2. 2 н. о- 1.3 н.о -0 .40 0 . 19 -2 .8 0 . 68 -1 .6 н. о- 9.6 н.о - 2 .8 0 н.о- 1.9 н.о - 0.2 3 н.о -0.7 0 н.о -0.1 0
лас. Максимальные концентрации легкоокисляе-мых органических веществ (ЛООВ) и фенолов в интервалах НЧВЗ варьируют в пределах 1—3 ПДК (табл. 1), что говорит об устойчивости речной экосистемы по данным показателям.
Для водной среды р. Печоры характерны незначительные колебания концентраций многих гидрохимических показателей, кроме соединений Fe, у которых к устью даже верхние границы НЧВЗ концентрации достигают 10—11 ПДК, и соединений Си, концентрации которых на всех участках реки варьируют от 2 до 5 ПДК (табл. 2). Содержание биогенных соединений в водной среде по всей длине водоток
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.