Динамика изменения концентрации нефтепродуктов в реке Тура в пределах селитебной территории города Тюмени Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Динамика изменения концентрации нефтепродуктов в реке Тура в пределах селитебной территории города Тюмени

Гузеева Светлана Анатольевна кандидат биологических наук, доцент, кафедра «Техносферная безопасность», ФГБОУ ВО Тюменский индустриальный университет, nesterka07@mail.ru

Огороднова Юлия Валерьевна кандидат технических наук, доцент, кафедра «Строительная механика», ФГБОУ ВО Тюменский индустриальный университет, ogorodnovajv@tyuiu.ru

Река Тура для города Тюмени имеет стратегическое значение. Она является одним из основных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения города. Воды реки Туры являются трансграничными и проходят через множество промышленных городов. В связи с чем, необходимо регулярно проводить оценку поверхностных вод и донных отложений. Целью исследования стало выявление особенностей распределения и накопления нефтепродуктов в системе «вода - донные отложения» в реке Тура города Тюмени для определения уровня техногенного загрязнения. Результаты исследования за семилетний период показали кратное увеличение концентрации нефтепродуктов, как в поверхностных водах, так и в донных отложениях. Наблюдается определенная зависимость распределения и накопления нефтепродуктов в системе «вода -донные отложения»: чем выше концентрация нефтепродуктов в поверхностных водах, тем выше она и в донных отложениях. Расчеты показали, что река Тура по содержанию нефтепродуктов относится к классу «чрезвычайно грязных» вод. Причинами повышения концентрации нефтепродуктов стали Тюменский химико-фармацевтический завод, стоки, сбрасываемые с Фанерного комбината, строительство набережной вдоль реки Туры и новых мостов через реку, увеличение населения города, а, вместе с ним, и количества автотранспорта. Даны рекомендации по сохранению и улучшению экологического состояния реки Туры в пределах селитебной территории. Ключевые слова: г. Тюмень, р. Тура, нефтепродукты, загрязнение, поверхностные воды, донные отложения.

Введение. Гидросфера играет очень важную роль в жизни человека. Все моря, реки, озера и океаны являются составляющими Мирового океана, без которых не возможна была бы жизнь на Земле.

Главной и глобальной проблемой нашего времени является повсеместное загрязнение водных ресурсов Земли вследствие антропогенных явлений. Особенно это важно для водоемов, которые города используют для забора воды на хозяйственно-питьевые нужды и на обеспечения технологических процессов предприятий. Тюменская область, и, в частности, город Тюмень, не исключение.

Нефтяное загрязнение водного объекта ведет не только к уменьшению содержания в воде растворенного кислорода, вследствие чего замедляется процесс самоочищения водного объекта, но и приводит к гибели водоплавающих птиц, рыб, сокращению видов растительного и животного мира, и, несомненно, оказывает пагубное воздействие на качество жизни городского населения.

Антропогенными источниками, оказывающими негативное воздействие на состояние природных вод и донных отложений, выступают различные предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности, речной и водный транспорт, свалки коммунальных отходов в кварталах городской застройки, расположенных вблизи водоема, а также автодороги и железнодорожные пути, проходящие над водными объектами. В частности, в настоящее время имеет место сброс неочищенных стоков, загрязненных нефтепродуктами, мусором и разного рода отходами в акваторию реки Туры города Тюмени. Также пагубно влияют на гидрологический, гидробиологический и гидрохимический режим реки Туры неорганизованные стоки с прилегающих территорий жилых кварталов города и уже загрязнённые подземные воды.

Необходимо отметить, что для города Тюмени река Тура имеет стратегическое значение. Источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения города являются поверхностные воды р. Туры (Метелевский и Головной водозаборы) и подземные воды Велижанского и Тавдинского месторождений (Велижанский водозабор), что делает зна-

х

X

о

го А с.

X

го т

о

ю О

м о

а>

о

см

0

01

О Ш

т

X

3

<

т о х

X

чимои оценку поверхностных вод и донных отложений.

Цель исследования. Выявление особенностей распределения и накопления нефтепродуктов в системе «вода - донные отложения» в реке Тура города Тюмени для определения уровня техногенного загрязнения.

Материал и методы исследования. Река Тура - левый приток реки Тобол, длина которого составляет 1030 км, образуется из нескольких ключей, в 18 км к северо-западу от г. Кушва Свердловской области (рис.1).

кой и пищевой промышленности, а так же объектами теплоэнергетики.

Вода в реке Тура устойчиво загрязнена. Качество воды в створах города Тюмени соответствует классу «чрезвычайно грязная». Преимущественно река Тура загрязнена фенолами, нефтепродуктами, соединениями азота, тяжелыми металлами.

Отбор проб донных отложений и поверхностных вод проводился в соответствии с ГОСТ 17.1.5.01-80 [1] и ГОСТ 31861-2012 "Вода. Общие требования к отбору проб" [2].

В качестве объекта исследования была выбрана часть реки Туры вдоль городской береговой линии протяженностью 11,8 км. Для анализа и изучения динамики накопления нефтепродуктов в поверхностных водах и донных отложениях были отобраны пробы в сентябре 2011 года и в сентябре 2017 и 2018 годов, когда зеркало воды наиболее устоявшееся. Всего были отобраны пробы поверхностных вод и донных отложений в двенадцати точках вдоль течения реки Туры (рис.2).

Рисунок 1 - Территориальная карта реки Туры

Река протекает по территории Свердловской и Тюменской областей. Общая площадь, составляет 143925 км 2. Более 90% площади находится на территории Свердловской области.

Русло реки устойчивое, умеренно извилистое. Река Тура относится к типу рек с четко выраженным весенним половодьем, летне-осенним дождевыми паводками и длительной, устойчивой зимней меженью. Обычно весеннее половодье на реке начинается в апреле и составляет около 86 дней.

По химическому составу вода реки относится к гидрокарбонатному классу. Особенностью ее гидрохимического режима являются повышенное содержание органических веществ и железа, что обусловлено заболоченностью водосборной площади, наличие марганца, цинка и меди, а также повышенное природное содержание сульфатов.

Воды реки Туры являются трансграничными. Река берет начало на Урале и проходит через множество городов, в которых развита металлургическая промышленность. Верхнее и среднее течение (Свердловская область) загрязняется, в основном, сточными водами предприятий горнодобывающей, черной и цветной металлургии и химической промышленности. Нижнее течение (Тюменская область) - стоками предприятий машиностроительной, деревообрабатывающей, лег-

Рисунок 2 - Места отбора проб воды и донных отложений в реке Тура

Исследования проводились в лаборатории «Мониторинга и Охраны окружающей среды», существующей на базе кафедры Техносферной безопасности Тюменского индустриального университета.

Анализ проб на содержание нефтепродуктов в поверхностных водах проводили флуориметриче-ским методом на анализаторе жидкости «Флюо-рат-02» (ПНД Ф 14.1:2:4.128-98) [3].

Результаты исследования и их обсуждение. Для оценки качества воды использованы ПДК хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования [4]. Результаты анализов по содержанию нефтепродуктов в поверхностных водах реки Туры показали значительное превышение во всех точках отбора проб вдоль береговой линии по течению. Максимальное превышение ПДКкб. в 220 - 392 раз наблюдалось в точках № 4, 6, 8 (рис. 3).

нефтепродуктов имеет более высокие значения, в результате чего некоторые участки реки Туры можно отнести к «опасной» категории.

По полученным данным нами был рассчитан Индекс загрязнения поверхностных вод. Расчеты показали, что река Тура по содержанию нефтепродуктов относится к классу «чрезвычайно грязных» вод. Необходимо отметить, что по данным Тюменского центра гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды ("ФГБУ Тюменский ЦГМС") вода в реке Туре в месте водопользования по водопосту (г. Тюмень) характеризуется как «грязная» 4Б класса.

Рисунок 3 - Содержание нефтепродуктов в поверхностных водах реки Туры по годам

По нашему мнению, в точках с наибольшей концентрацией загрязняющих веществ в поверхностных водах возможным фактором загрязнения являлись следующие источники:

- точка № 4 - Тюменский химико-фармацевтический завод;

- точка № 6 - стоки, сбрасываемые с Фанерного комбината, когда он находился в статусе "действующий", увеличение количества автотранспорта;

- точка № 8 - строительство набережной вдоль реки Туры и, начиная с 2015 года, мостов через реку по улице 2-я Луговая.

Нельзя не отметить, что в точках №4 и №6 наблюдается изменение скорости течения реки в связи с поворотом русла, что, возможно, также способствует обильному накоплению загрязняющих веществ.

По сравнению с пробами воды, взятыми в 2011 году, за 7 лет количество нефтепродуктов в поверхностных водах реки Туры увеличилось кратно, в 3-8 раз, что свидетельствует об ухудшении качества воды реки.

Донные отложения в водоемах рассматриваются как индикаторы и объекты мониторинга экологического состояния за длительный промежуток времени [5]. Результаты исследований по содержанию нефтепродуктов в донных отложениях реки Туры представлены на рисунке 4.

В донных отложениях содержание нефтепродуктов варьирует от 6,67 до мг/кг до 421,6 мг/кг. Причем содержание нефтепродуктов в донных отложениях значительно превышает (в 25 раз и выше) их концентрацию в поверхностных водах р. Туры, что свидетельствует об аккумуляции донными отложениями нефтепродуктов.

Анализируя полученные данные содержания нефтепродуктов в донных отложениях за семилетний период, можно сделать вывод, что интенсивность загрязнения реки растет. В сравнении с данными анализов 2011 года концентрация

Рисунок 4 - Содержание нефтепродуктов в донных отложениях реки Туры по годам

Выводы. Воды реки Туры являются трансграничными. Река служит одним из источников хозяйственно-питьевого водоснабжения города Тюмени. Исследования показали, что за длительный период времени концентрация нефтепродуктов в поверхностных водах и донных отложениях кратно увеличилась. Наблюдается зависимость распределения и накопления нефтепродуктов в системе «вода - донные отложения» в реке Тура: чем выше концентрация нефтепродуктов в поверхностных водах, тем выше она и в донных отложениях.

Необходимо отметить, что, несмотря на определенную работу со стороны администрации города Тюмени по сохранению и восстановлению окружающей среды, поверхностные воды и донные отложения реки сильно загрязнены. В связи с чем, предлагаются следующие рекомендации:

• Ежегодно проводить экологический мониторинг за состоянием поверхностных вод и донных отложений реки Туры в черте города Тюмени;

• Незамедлительно реагировать на недостаточное соблюдение норм по охране поверхностных вод и донных отложений в черте г. Тюмени.

• Информировать население путем установки информационных и разъяснительных табличек (стендов, плакатов) о недопустимости замусоривания береговой линии реки и административной ответственности.

X X

о

го А

с.

X

го т

о

ю О

м о

• Произвести мероприятия по очистке дна реки, прибрежной защитной полосы и водоохра-ной зоны от мусора.

• Необходима обязательная и более частая уборка не только улиц г. Тюмени, но и мостов через реку Туру.

• Продумать возможность отказа от забора воды на хозяйственно-питьевые нужды из реки и полностью перейти на забор воды из подземных источников.

Литература

1. ГОСТ 17.1.5.01-80 Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность.

2. ГОСТ 31861-2012 Вода. Общие требования к отбору проб.

3. ГОСТ Р 51592-2007. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природных, питьевых, сточных вод флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02». ПНДФ 14.1:2:4. 128-98. -М., 1998.-9с.

4. ГН 2.1.5.1315-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

5. РД 52.24.609-2013 "Организация и проведение наблюдений за содержанием загрязняющих веществ в донных отложениях водных объектов" (утв. заместителем Руководителя Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды 7 августа 2013 г.)

Dynamics of changes in the concentration of petroleum products in the river Tura within the residential area of the city of Tyumen

Guzeeva S.A., Ogorodnova Ju.V.

Tyumen Industrial University

The Tura river is of strategic importance for the city of Tyumen. It is one of the main sources of drinking water supply of the city. The waters of the river Tours are transboundary and pass through many industrial cities. Therefore, it is necessary to regularly assess surface waters and sediments. The aim of the study was to identify the features of distribution and accumulation of petroleum products in the system "water - bottom sediments" in the river Tura of Tyumen to determine the level of anthropogenic pollution. The results of the study for a seven-year period showed a multiple increase in the concentration of petroleum products, both in surface waters and in bottom sediments. There is a certain dependence of the distribution and accumulation of petroleum products in the system "water - bottom sediments": the higher the concentration of petroleum products in surface waters, the higher it is in the bottom sediments. Calculations have shown that the Tura river belongs to the class of "extremely dirty" waters according to the content of oil products. The reasons for the increase in the concentration of petroleum products were the Tyumen chemical and pharmaceutical plant, effluents discharged from the Plywood mill, the construction of the embankment along the river Tours and new bridges across the river, the increase in the population of the city, and with it the number of vehicles. Recommendations on conservation and improvement of the ecological state of the river Tours within the residential area.

Keywords: Tyumen city, Tura river, oil products, pollution, surface water, bottom sediments.

References

1. GOST 17.1.5.01-80 General requirements for sampling of bottom sediments of water bodies for contamination analysis.

2. GOST 31861-2012 Water. General sampling requirements.

3. GOST R 51592-2007. The methodology for measuring the mass

concentration of oil products in samples of natural, drinking, and wastewater by the fluorimetric method on a Fluorat-02 liquid analyzer. PNDF 14.1: 2: 4. 128-98. - M., 1998.-9s.

4. gN 2.1.5.1315-03 The maximum permissible concentration (MPC) of chemicals in the water of water bodies of drinking and cultural and domestic water use

5. RD 52.24.609-2013 "Organization and monitoring of the content of

pollutants in the bottom sediments of water bodies" (approved by the Deputy Head of the Federal Service for Hydrometeorology and Environmental Monitoring on August 7, 2013)

a>

о

СЧ

0

01

О Ш

m

X

3

<

m о x

X