CC BY
4
УДК 628.113(282.247.33)
ДИНАМИКА САНИТАРНОГО РЕЖИМА Р. ДОН В НИЖНЕМ БЬЕФЕ ЦИМЛЯНСКОГО ГИДРОУЗЛА
Г. А. Цатурова, А. А. Цацка, Л. Г. Милокостова, К. Ф. Гончарова, Ю. Н. Коршунов, А. Ф. Клеш,
Ростовский научно-исследовательский институт эпидемиологии, микробиологии
и гигиены
Намечаемое осуществление проекта дальнейшего регулирования р. Дон потребовало установить динамику изменений качества речной воды после регулирования стока Цимлянским гидроузлом, а также учесть и выявить факторы, которые по мере строительства нижнедонских гидроузлов (Николаевского, Константиновского, Кочетовского и др.) и забора воды из р. Дон каналами могут повлиять на изменение природных качеств воды р. Дон. Для решения этих задач был изучен санитарный режим р. Дон в нижнем бьефе гидроузла, на участке от Цимлянского водохранилища до устья протяженностью 321 км, проанализированы данные химических и бактериологических исследований донской воды в местах ее забора Шахтинским и Ростовским водопроводами с 1945 по 1965 г.
Влияние Цимлянского водохранилища на качество воды р. Дон изучалось в 1952—1955 гг., т. е. в первые годы после строительства гидроузла (Я. М. Фердинанд). Нами установлено, что за годы после зарегулирования (1953—1965) по сравнению с предыдущими многолетними наблюдениями (1891—1951) произошли значительные изменения в гидрологическом режиме р. Дон.
Регулирующее влияние водохранилища выразилось во внутригодо-вом перераспределении стока. Ознакомление с сезонным распределением стока показало, что доля весеннего стока снизилась с 69 до 39%, а в остальные времена года сток распределяется почти равномерно, на каждый сезон приходится примерно 20% годового стока. Амплитуда месячных колебаний стока значительно уменьшилась. Если до зарегулирования разность между наибольшими и наименьшими среднемесячными расходами воды составляла 9736 м3/сек, то после зарегулирования она не превышает 2454 м3/сек. До зарегулирования основная масса стока (до 60%) расходовалась в апреле—мае, а в летнюю межень падала до 2,3%; после зарегулирования расход воды за те же весенние месяцы снизился до 29% и одновременно увеличился до 7% в меженные месяцы (рис. 1). Среднегодовой расход реки после зарегулирования уменьшился с 800 до 600 м3/сек, сток после зарегулирования уменьшился на 5,1 км3/год (И. М. Черноиваненко).
Существенные изменения произошли и в уровенном режиме. На Дону до зарегулирования стока Цимлянской ГЭС половодье характеризовалось крутым подъемом, продолжительным стоянием высоких уровней и медленным спадом. После зарегулирования величина и продолжительность паводков стали ¡полностью зависеть от попусков воды Цимлянской ГЭС: в летнюю межень уровни стали выше на 1 м, а продолжительность зимней межени уменьшилась почти на 20 дней.
Кроме сезонного регулирования, Цимлянский гидроузел осуществляет и суточное регулирование. В период навигации в створе нижнего бьефа (у плотины) отклонение минимального уровня от среднесуточной отметки не превышает ±0,4 м при среднесуточном расходе воды 580 м3/сек (при нормальной водности года) и 0,3 м при попуске — 400 м3/сек (гарантированный навигационный попуск). Средняя амплитуда суточных колебаний в створе станицы Николаевской (в 61 км ниже
плотины) в летние месяцы составляет 7,5 см, а в зимние—10,3 см. В зимний (межнавигационный) период среднесуточный попуск воды составляет 100—250 м3/сутки.
Особенностью гидрологического режима Нижнего Дона как нижнего бьефа Цимлянского гидроузла является то, что последний не оказывает определяющего влияния на режим уровней и уклонов реки и дельты. Волна попуска гидроузла уже у станицы Романовской (в 11 км от плотины ГЭС) теряет около 40% высоты, а у станицы Камышевской (в 30 км от плотины) —63%; далее распластывание волны попуска несколько уменьшается (от 72 до 80%).
Вниз по течению у водозаборов городских водопроводов колебаний уровней, зависящих от попусков ГЭС, нет.
Изменения наблюдаются и в ледово-термическом режиме р. Дон после зарегулирования. На участке реки от плотины до поселка Констан-
600\-
[Г г & ш ш к
■Ле сяцы ~ /
Рис. 1. Распределение стока р. Дон по месяцам до и после зарегулирования (км3/мес). 1 — до зарегулирования; 2—после него.
Десна /7ето Осень
Рис. 2. Посезонные показатели сухого остатка воды р. Дон до и после зарегулирования (Ростовский водозабор).
/ — 1943—1949 гг.; 2— 1950— 1952 гг.; 3 — 1953—1957 гг.; 4 — 1961—1965 гг.
тиновского продолжительность безледоставного периода возросла на 16 дней, а дата наступления максимальной температуры воды сдвинулась почти на месяц позже.
После зарегулирования реки произошли значительные изменения в санитарной ситуации водоема: почти в 2 раза увеличилась численность жителей населенных пунктов, расположенных в прибрежной полосе реки, более чем в 4 раза увеличился сброс в р. Дон хозяйственно-фекальных и производственных сточных вод, увеличилось количество портов, пристаней и причалов, больше стало средств водного транспорта, а следовательно, возросла возможность загрязнения реки.
Аналитические данные химических и бактериологических исследований донской воды в местах забора Шихтинским и Ростковским водозаборами с 1945 по 1965 г. охватывают 4 периода: первый период — годы, предшествующие строительству Цимлянского гидроузла (1945— 1949); второй период — годы строительства и пуска в эксплуатацию Цимлянского гидроузла (1953—1957); третий период — первые 5 лет после строительства Цимлянского гидроузла (1950—1952) и четвертый период — последние 5 лет (1961—1965) рассматриваемого времени, характеризующиеся полной стабилизацией гидрологического режима Нижнего Дона после его зарегулирования.
Установлены некоторые особенности изменения качества речной воды в том или ином сезоне каждого периода.
В первый и второй период (до зарегулирования реки) весной наблюдалось резкое уменьшение сухого остатка за счет разбавления зимних вод маломинерализованными паводковыми водами (рис. 2). В эти периоды в летнюю межень увеличивалась общая минерализация. В третий и четвертый период (после зарегулирования) наблюдается другая закономерность. Сухой остаток остается высоким зимой, весной же плотный остаток несколько снижается, летом уменьшается его содержание, к осени намечается некоторое .повышение сухого остатка. Таким образом, до зарегулирования Дона отмечалась обычная прямая зависимость минерализации воды от величины расходов реки, минимум минерализации воды приходится на пики паводков (апрель — май). После зарегулирования при некотором снижении минерализации весной минимальные ее значения приходятся уже на летние и осенние месяцы (август— сентябрь). Этот сдвиг обусловлен тем, что Цимлянское водохранилище весной аккумулирует часть донского стока, а в остальные времена года расходует его. Водохранилище служит перераспределителем водного стока реки, при этом осенне-зимняя, более минерализованная, вода Цимлянского водохранилища проходит по реке (в ее нижнем бьефе) весной, а весенняя маломинерализованная вода проходит в нижнем бьефе уже в летне-осеннее время. Эти особенности зарегулирования водоема обусловили сдвиг минимума минерализация речной воды в нижнем бьефе с весеннего на летне-осенний сезон. Выявлена тенденция к увеличению минерализации воды реки: с уменьшением общего расхода реки до 5,1 км3/год, или на 17,7%, плотный остаток увеличился до 100 мг/л. В перспективе дальнейшего уменьшения стока реки до 50% средней многолетней величины его следует ожидать роста минерализации.
Динамика сезонных колебаний окисляемости одинакова во всех 4 периодах. Она всегда достигает максимума весной, значительно уменьшается к лету и осени и несколько выше зимой. Показатели прозрачности донской воды, как и окисляемости, ухудшаются весной во все годы.
Показатели количественного и ¡качественного состава бактериальной флоры водоема до и после зарегулирования идентичны. Отмечается ухудшение качества воды весной и летом и улучшение осенью и зимой. Так, коли-индекс летом до зарегулирования достигал 8660, а после зарегулирования— 8440, зимой—соответственно 1780 и 1970. Однако в период строительства Цимлянского гидроузла бактериологические показатели были наихудшими: летом коли-индекс достигал 18 570, а зимой — 5000.
В первые годы после зарегулирования показатели бактериальной загрязненности водоема улучшились: коли-индекс летом достигал 12 828, а зимой — 2122; в последние годы показатели бактериальной загрязненности идентичны периоду до зарегулирования (рис. 3).
Таким образом, несмотря на ухудшение санитарных условий р. Дон, качество воды в ней существенно не изменилось; в этом, безусловно, сказалась роль зарегулирования реки.
1Э->5-!949 /Э50-/Э5г /Э53-/Э57 /36/-/36.5
Рис. 3. Посезонные показатели бактериальной загрязненности воды р Лон до и после зарегулирования (Ростовский водозабор), /-коли-индекс; 2—количество микробов в I мл.
Исходя из того, что проектирование отдельных объектов гидротехнического строительства должно вестись в свете основной гигиенической задачи — сохранить высокие природные качества донской воды, допускающие использование реки как источника централизованного хозяйственно-литьевого водоснабжения на всем ее протяжении и при любой форме его народнохозяйственного использования, мы в 1965 г. провели целенаправленное исследование всего участка Нижнего Дона по 17 створам, 3 из которых расположены в устьях притоков (Северный Донец, Сал и Маныч) и 1—у Таганрогского водозабора на рукаве р. Мертвый Донец).
Результаты санитарно-химических и бактериологических исследований воды за 1965 г. свидетельствуют о значительных качественных изменениях воды р. Дон под влиянием ее притоков и загрязнений, вносимых со сточными водами.
Минеральный состав воды возрастал от створа 4 к устью. Динамика изменений минерализации воды хлор-сульфат ионами и суммой ионов (хлориды, сульфаты, бикарбонаты, кальций, магний, натрий, калий) представлена графически на рис. 4. Из рис. 4 видно, что кривые нарастания концентрации ионов имеют общую закономерность. Заметное повышение минерализации донской воды наступает на участке створов 5—6, после впадения притоков Дона — рек Северный Донец и Сал. Аналитические данные показывают, что минерализация воды р. Северный Донец выше донской почти в 3 раза (сумма ионов 1181 мг/л). Влияние притоков сказывается в повышении солевого состава воды р. Дон с 330 до 438 мг/л, т. е. в 1,3 раза, по сравнению с водой первого створа. Вода р. Маныч также имеет повышенную минерализацию (сумма ионов 1409 мг/л); после впадения ее в Дон минерализация донской воды увеличивается до 513,3 мг/л, т. е. в 1,4 раза (створ 8—Новочеркасский водозабор). Минерализация воды в приустьевом отрезке увеличивается в
I,8 раза по сравнению с данными анализов воды створа 1. Показатели БПК.20 на всем протяжении водоема колеблются в пределах от 3,3 до
II,4 мг 02/л, причем максимальная величина также приходится на створ 12. Насыщенность речной воды кислородом на всем протяжении реки находится в пределах 87—98%. Показатели количественного и качественного состава бактериальной флоры водоема, как видно из рис. 5, ухудшаются в местах массового загрязнения реки хозяйственно-фекальными производственными сточными водами Волгодонска (створ 3: коли-индекс 23 800), Новочеркасска (створ 8: коли-индекс 238 000), Ростова
—^—|—|—I—I—I—I—I_I_I I I
>2 з 4 з е 7 я з /о // /г гз
Рис. 4. Концентрации хлоридов (/), сульфатов (2) и сумма ионов (3) воды р. Дон.
(створы 11, 12: коли-индекс 23 000 000), Азова (створ 13: коли-индекс 27 800).
Динамические наблюдения за самоочищающей способностью р. Дон свидетельствуют, что он получает массивное загрязнение со сточными водами Ростова и Новочеркасска, причем с каждым годом массивность загрязнения увеличивается, а процессы самоочищения реки осложняются. Так, по данным Никитинского (1912), самоочищение Дона после сброса сточных вод Ростовской городской канализации наступало через
Рис. 5. Характерные показатели качества воды р. Дон за
1965 г.
I — окисляемость; 2—БПК20; 3— коли-индекс.
1,5 км, по данным Христюк (1930),— через 7 км. Гориенко с соавторами (1958) показали, что заметное самоочищение водоема наступает на 33-м километре; по материалам наших исследований за 1963—1964 гг., начинающееся самоочищение наблюдается на 28-м километре после сброса сточных вод Ростова и Новочеркасска; полного самоочищения до устья реки (43 км) нет.
Выводы
1. Внутригодовое перераспределение стока после зарегулирования реки благоприятно сказалось на улучшении качества 'речной воды летом и осенью.
2. Изменение в гидрологическом режиме Нижнего Дона в связи с зарегулированием его стока повлекло за собой сдвиги в сезонном формировании солевого состава воды.
3. Увеличение сброса хозяйственно-фекальных и промышленных сточных вод привело к тому, что река уже не справляется с очисткой вносимых загрязнений, и качество воды Шахтинского, Новочеркасского, Азовского, Ростовского и Таганрогского водозаборов не отвечает требованию ГОСТ 2761—57 в весенне-летний период.
4. Намечающееся в перспективе уменьшение расходов воды в реке в связи с осуществлением проекта регулирования Дона и одновременное увеличение сброса сточных вод могут еще более ухудшить санитарное состояние Нижнего Дона.
5. Для сохранения р. Дон как источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения необходимо срочное проведение мероприятий по ликвидации спусков неочищенных сточных вод.
Л ИТЕРАТУРА
Фердинанд Я. М. Влияние Цимлянского водохранилища на качество воды р. Дон. Известия РИЭМГ, вып. 22, Ростов, 1957. — Ч е р н о и в а н е н к о И. М. Сток р. Дон после его зарегулирования. В кн.: Сборник работ по гидрологии, 4. Л., 1964.
Поступила 11/X 1967 г.
DYNAMICS OF THE SANITARY REGIMEN OF THE DON RIVER IN THE TAIL WATER OF TSIMLYANSKY HYDRO-ELECTRIC STATION
G. A. Tsaturova, A. A. Tsatska, L. G. Milokostova, K- F. Goncharova, Yu. N. Korshunov, A. F. Kleshch
The authors analysed the hydrological data of many years on the peculiar features of the sanitary regimen prevailing in the tail water of the Tsimlyansky hydro-electric station and on the changes that had occurred in the sanitary state of the shores of the Don for a distance of 321 km. Chemical and bacteriological analyses of water of the Don river were carried out in the investigated areas at 17 ranges. The results of chemical and bacteriological analyses of water from the Don made from 1945 to 1965 at sites of water intake by Shakhtinsk and Rostov waterworks were thoroughly investigated. Definite changes took place in the quality of river water after the river regulation. The decrease of the amount of water in the river together with the fall of the current rate after further regulation of the Don and the increase of the amount of sewage discharged into the river will tend to slow down the water purification processes in the river.
УДК 613.63:621.928.5
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НОВОГО ФЛОТАЦИОННОГО РЕАГЕНТА СЦМ-2
Доц. И. В. Козик
Центральный институт усовершенствования врачей, Москва
•
Новый флотационный реагент СЦМ-2 предназначен для флотации цветных металлов. Он принимается в основном для флотации меди из некоторых сортов руд, когда другие реагенты малоэффективны.
Флотореагент представляет собой маслянистую жидкооть с резко выраженным неприятным запахом, хорошо растворим в органических растворителях, жирах и плохо растворим в воде. Под действием кислот и щелочей, даже слабых, происходит разложение продукта. Флотореагент— это смесь 2 в равной мере флотационноактивных веществ. В техническом продукте, подвергнутом специальной очистке около 70% кар-бометоксилового эфира бутилксантогеновой кислоты (КЭБК) и около 22% тиоангидрида бутилксантогеновой кислоты (ТБК).
В виде примеси реагент содержит около 6,5% диметилового эфира тиодимуравьиной кислоты. Неочищенный технический продукт включает до 30% примесей, в состав которых входят диметиловый эфир тиодимуравьиной кислоты, О-метил-Э-бутилтиокарбонат, метиловый и бутиловый спирт, сероуглерод и сероокись углерода. Контакт с металлическими поверхностями, повышенная влажность и кислотность, а также наличие примесей способствуют разложению флотореагента.
Сравнивая 2 способа получения флотореагентов — в водной среде и среде ацетона, удалось установить, что во втором случае они содержат больше примесей и кислых продуктов, способствующих их разложению.
При флотации в течение часа на экспериментальной установке разложения реагента не наблюдается, при удлинении флотации до 2 часов отмечается выделение сероокиси углерода.
