Научная статья на тему 'ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ И БИОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ РЕК БАССЕЙНА ОБИ - ПЫШМА И КУНАРА'

ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ И БИОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ РЕК БАССЕЙНА ОБИ - ПЫШМА И КУНАРА Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
138
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВОДЫ / WATER CHEMICAL COMPOSITION / АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ / HUMAN IMPACT / БИОГЕННЫЕ И ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА / BIOGENIC AND ORGANIC MATTER / КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД / SURFACE WATER QUALITY / КРИТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ВОДЫ / WATER POLLUTION CRITICAL LEVEL / СРЕДНЕМНОГОЛЕТНИЕ СЕЗОННЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ / AVERAGE MANY YEAR SEASON CONCENTRATIONS / БАССЕЙН ОБИ / OB RIVER BASIN / Р. ПЫШМА / THE PYSHMA RIVER / Р. КУНАРА / THE KUNARA RIVER

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Лобченко Евгения Ефимовна, Лавренко Наталья Юрьевна, Ничипорова Ирина Павловна, Гончаров Александр Валентинович

Проведен анализ гидрохимических данных, полученных государственной сетью наблюдений Росгидромета в бассейне Оби на реках Пышма и Кунара в 1993-2013 гг. Рассмотрены пространственно-временные изменения содержания в воде этих рек аммонийного и нитритного азота, фосфатов, органических веществ и растворенного в воде кислорода. Дана комплексная оценка качества воды. В верхнем течении р. Пышма, испытывающая воздействие Екатеринбургской агломерации, характеризуется как «экстремально грязная», ниже по течению отмечено незначительное улучшение качества воды реки до уровня «грязная». В нижнем течении низкое качество воды вызвано не только антропогенным воздействием, но и естественными условиями формирования воды на заболочен ных территориях. Установлено, что вода р. Кунара, в 1996-1997 гг. характеризуемая как «экстремально грязная», в большую часть рассматриваемого периода улучшилась до уровня «грязная». Изучено изменение содержания в воде рек Пышма и Кунара органических и биогенных веществ, соединений цинка, меди и марганца. В многолетнем плане отмечена тенденция увеличения фосфатов и аммонийного азота в воде верховья р. Пышмы, снижения аммонийного и нитритного азота в нижнем течении рек Пышма и Кунара. Для улучшения качества воды рекомендуется проведение водоохранных мероприятий, направленных на уменьшение поступления загрязняющих веществ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Лобченко Евгения Ефимовна, Лавренко Наталья Юрьевна, Ничипорова Ирина Павловна, Гончаров Александр Валентинович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DYNAMICS OF ORGANIC AND BIOGENIC MATTER CONTENT IN THE OB RIVER BASIN PYSHMA AND KUNARA RIVERS

Analysis of hydro/chemical data obtained by the Rosgidromet state observation network in the Ob River basin at the Pyshma and Kunara rivers in 1993-2013 has been done. Spatio-temporal changes in the ammonia/nitrite nitrogen, phosphates, organic matter, and dissolved oxygen content in these rivers' water have been discussed. An integrated assessment of water quality has been given. In the Pyshma River upstream subjected to the Ekaterinburg agglomeration impact the water was characterized as «extremely polluted», a bit lower an insignificant improvement of water quality to the «polluted» level was registered. In the downstream the water low quality was caused not only by human impact but by the natural conditions of water quality formation at wetland as well. It was stated that in 1996-1997 the Kunara River water was characterized as «extremely polluted» while over the most of the period under consideration the quality improved to the «polluted» level. Alteration of organic and biogenic matter, zinc, copper, manganese compounds contents in the Pyshma and the Kunara rivers water has been investigated. In the many-year run the trend to phosphate and ammonia nitrogen content increase was noted in the Pyshma upstream, while ammonia and nitrite nitrogen content decrease was registered in the Pyshma and the Kunara downstream. It is recommended to take water/protective measures aimed at reduction of pollutants input to improve the water quality.

Текст научной работы на тему «ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ И БИОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ РЕК БАССЕЙНА ОБИ - ПЫШМА И КУНАРА»

УДК 504:556.5

динамика содержания органических и биогенных веществ в воде рек бассейна оби - пышма и кунара*

© 2016 г. Е.Е. Лобченко1, Н.Ю. Лавренко1, И.П. Ничипорова1, А.В. Гончаров2

1 ФГБУ «Гидрохимический институт» Росгидромета, г. Ростов-на-Дону, Россия

2 ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова», Москва, Россия

Ключевые слова: химический состав воды, антропогенное воздействие, биогенные и органические вещества, качество поверхностных вод, критический уровень загрязненности воды, среднемноголетние сезонные концентрации, бассейн Оби, р. Пышма, р. Кунара.

Е.Е. Лобченко Н.Ю. Лавренко И.П. Ничипорова А.В. Гончаров

Проведен анализ гидрохимических данных, полученных государственной сетью наблюдений Росгидромета в бассейне Оби на реках Пышма и Кунара в 1993-2013 гг. Рассмотрены пространственно-временные изменения содержания в воде этих рек аммонийного и нитритного азота, фосфатов, органических веществ и растворенного в воде кислорода. Дана комплексная оценка качества воды.

В верхнем течении р. Пышма, испытывающая воздействие Екатеринбургской агломерации, характеризуется как «экстремально грязная», ниже по течению отмечено незначительное улучшение качества воды реки до уровня «грязная». В нижнем течении низкое качество воды вызвано не только антропогенным воздействием, но и естественными условиями формирования воды на заболочен-

* Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект №14-17-00155).

Водное хозяйство России № 2, 2016 г.

водное хозяйство России

ных территориях. Установлено, что вода р. Кунара, в 1996-1997 гг. характеризуемая как «экстремально грязная», в большую часть рассматриваемого периода улучшилась до уровня «грязная».

Изучено изменение содержания в воде рек Пышма и Кунара органических и биогенных веществ, соединений цинка, меди и марганца. В многолетнем плане отмечена тенденция увеличения фосфатов и аммонийного азота в воде верховья р. Пышмы, снижения аммонийного и нитритного азота в нижнем течении рек Пышма и Кунара. Для улучшения качества воды рекомендуется проведение водоохранных мероприятий, направленных на уменьшение поступления загрязняющих веществ.

Река Пышма - одна из наиболее красивых рек Среднего Урала - является излюбленным местом отдыха населения региона, на ее берегах построены дачные поселки, детские оздоровительные лагеря, санатории. В среднем течении реки находится национальный парк «Припышминские боры», где сохраняется уникальный природный комплекс сосновых лесов с редкими видами растений и животных, занесенных в Красную книгу. С другой стороны, в верховьях р. Пышмы располагается крупнейшая Екатеринбургская агломерация, насыщенная промышленными предприятиями городов Верхняя Пышма и Березовский. На р. Пышме работает Белоярская атомная станция, использующая воду специально созданного водохранилища. Поэтому в бассейне Пышмы существуют серьезные противоречия между хозяйственным и рекреационным использованием реки, антропогенным воздействием хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод и природными экосистемами. Эти противоречия так или иначе связаны с качеством воды р. Пышмы, в которую сбрасываются сточные воды многочисленных предприятий. Задачей проведенного исследования является получение сведений о динамике содержания органических и биогенных веществ в воде рек Пышма и Кунара с целью использования полученных результатов о состоянии качества воды этих водных объектов при планировании мероприятий по охране и использованию водных ресурсов региона.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Река Пышма протекает по территории Свердловской и Тюменской областей, является правым притоком р. Туры. Длина реки 603 км, площадь бассейна 19,7 тыс. км2. Пышма берет свое начало на восточных склонах Урала, протекает по Зауральской и Западно-Сибирской равнинам, имеет преимущественно снеговое питание (60 %). Среднемноголетний расход воды (устье) составляет 34 м3/с [1]. Замерзает Пышма в первой половине ноября, вскрытие происходит во второй половине апреля. Половодье про-

Водное хозяйство России № 2, 2016 г.

должается с апреля по май, начинается одновременно по всей реке и длится в верхнем течении 15-27, нижнем - до 64 дней. Наибольший подъем уровня воды в половодье достигает 1,5-1,9 в верхнем, 3,5-6,0 в среднем и 5,0-8,3 м в нижнем течении реки. В летний период наблюдаются дождевые паводки. В первую половину зимы в течение 10-30 дней отмечен подъем уровня воды от зажорных явлений. Ледостав на реке устойчивый, толщина льда на плесах достигает 1,2 м [1].

Верхняя часть водосбора р. Пышмы расположена на Предуральском плато, характеризуется холмисто-увалистым рельефом. В пределах Туринской равнины рельеф волнистый, с плоскими водоразделами. В понижениях, преимущественно в средней и нижней частях бассейна, распространены болота. Заболоченность водосбора составляет 11 %, залесенность 50 %. Пойма реки, берега покрыты кустарником, образующим местами густые, труднопроходимые заросли. Для р. Пышмы характерна пойменная многорукав-ность, образованию которой благоприятствует общая равнинность местности и малые уклоны рек, низкое положение пойм и их глубокое затопление.

Особенностью рассматриваемой территории является неоднородность почвенного покрова. Среди преобладающих почв можно выделить дерново-подзолистые и серые лесные, небольшими массивами по правому берегу р. Пышмы встречаются черноземы и лугово-черноземные почвы. Для бассейна рек Пышма и Кунара характерно преобладание ландшафтов лесной зоны. Основное распространение имеют березовые и осиновые леса в сочетании с хвойными, лугами и болотами. Эти обстоятельства обуславливают естественное повышенное содержание в воде рек органических веществ разного характера (легкоокисляемых, трудноокисляемых, фульво-кислот, гуминовых и др.).

Вода в реке во время весеннего половодья мало минерализованная (170270 мг/л), в меженные периоды минерализация повышается до 420 мг/л, в течение года имеет выраженный гидрокарбонатный характер [1].

Интенсивное использование р. Пышмы не могло не сказаться на ухудшении качества воды. В верхнем течении река принимает хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды Верхней Пышмы, Екатеринбурга, Березовского, ниже по течению - сточные воды Сухого Лога, Камышлова, Талицы. Следствием долговременной эксплуатации предприятий добывающей промышленности, черной и цветной металлургии, на которых отсутствовали или плохо работали очистные сооружения, стал высокий уровень загрязнения воды рек бассейна Оби органическими веществами, соединениями минерального азота и металлов и загрязнение прилегающих территорий, в почве которых содержание соединений металлов в отдельных районах превышает 50 ПДК [2].

Водное хозяйство России № 2, 2016 г.

Изучение многолетних изменений содержания в воде рек Пышма и Кунара органических и биогенных веществ проводили с использованием непараметрических статистик, позволяющих исследовать пространственно-временные изменения химического состава воды на фоновом уровне и в результате антропогенных изменений. Многолетние изменения изучали с помощью непараметрического теста Кендалла для монотонных трендов [3]. Применение регрессионного анализа позволило в перспективе оценить долговременные тенденции изменения содержания в воде рек Пышма и Кунара (бассейн Оби) органических веществ, аммонийного и нитритного азота, минерального фосфора.

результаты и обсуждение

Ингредиентный анализ динамики концентраций химических веществ в воде рек Пышма и Кунара показал, что наиболее высокий уровень загрязненности воды наблюдается по органическим веществам (БПК5 и ХПК); соединениям меди, марганца, цинка, железа; нитритному азоту, нефтепродуктам, фосфатам, содержание которых превышает предельно допустимое в воде большинства гидрохимических створов наблюдений; аммонийному азоту, соединениям никеля - в створах, расположенных выше и ниже г. Березовский, рп Белоярский, г. Сухой Лог (рис. 1).

Условные обозначения

□ К'1 коокнслясмьи; 0|>| оиическис вещества (по [>Г1К ; >

■ ■штритмыП ачот о соединения мели

■ сульфату

■ соединении марганца

■ кты

■ соединен ия железа о соединении никеля

и артйнвчсск|[с есшсстел (по ХПК}

■ аммонийный азот

■ соединения иннка ■соединенна мипн.яка

31|шсфлггы

Рис. 1. Повторяемость числа случаев превышения ПДК (в %) наиболее распространенными загрязняющими веществами в воде рек Пышма и Кунара в створах выше и ниже пункта наблюдений.

Водное хозяйство России № 2, 2016 г.

Характерными загрязняющими веществами воды рек Пышма и Кунара в период 1993-2013 гг. практически ежегодно являлись органические вещества (ХПК и БПК5), нитритный азот, соединения цинка, меди, марганца. С 1993 по 1996 гг. отмечена загрязненность воды аммонийным азотом, которая впоследствии носила устойчивый, либо неустойчивый характер; фосфатами - в большинстве створов устойчивый, в фоновом и контрольном створах г. Березовский до характерной. Загрязненность соединениями железа в 2011-2013 гг. в ряде створов снизилась до устойчивой, соединениями никеля - изменялась от устойчивой до единичной (в 1993-2013 гг. в фоновом и контрольном створах г. Березовский до характерной); нефтепродуктами с 1993 по 2000 гг. оставалась характерной, далее варьируя от устойчивой до неустойчивой. Загрязненность воды р. Пышмы соединениями мышьяка в двух створах: г. Березовский с 1993 по 2001 гг., в фоновом створе в 2004-2005, 2010, 2013 гг. также оценивалась как характерная и была обусловлена спецификой сточных вод предприятий, расположенных на этом участке реки [4].

В большую часть двадцатилетнего периода (1993-2013 гг.) качество воды стабилизировалось в среднем и нижнем течении р. Пышмы на уровне «грязная», верхнем - «экстремально грязная». В период 2009-2011 гг. в среднем течении реки наблюдался незначительный спад уровня загрязненности в створах ниже рп Белоярский, выше городов Сухой Лог и Камышлов до «загрязненная», ухудшившись в последующие годы до класса «грязных» вод (рис. 2).

Рис. 2. Динамика качества поверхностных вод бассейна р. Пышмы, 1993-2013 гг.

Водное хозяйство России № 2, 2016 г.

В период с 1993 по 2013 гг. критического уровня загрязненности воды р. Пышмы в фоновом и контрольном створах г. Березовский, в среднем течении на участке рп Белоярский - г. Камышлов и р. Кунара, г. Талица -с. Богандинское достигали в разной комбинации аммонийный и нитрит-ный азот, соединения меди, цинка, никеля, марганца, фосфаты, легкоокис-ляемые органические вещества (по БПК5) [5]. При этом наблюдался глубокий дефицит растворенного в воде кислорода до 0,13 мг/л.

Содержание органических (по БПК5 и ХПК) и минеральных азотсодержащих веществ в воде р. Пышмы подвержено сезонным колебаниям, которые обусловлены температурой воды, начальной концентрацией растворенного в воде кислорода, характером гидрологического режима водного объекта, от которого зависит поступление аллохтонных органических веществ с поверхности водосбора, гидробиологическими процессами и рядом других факторов, в т. ч. и антропогенных. Значительное влияние на данную трансформацию органических веществ оказывает поступление большого количества сточных вод промышленных предприятий. Органические вещества, находясь в воде в растворенной, коллоидной и взвешенной формах, образуют неравновесные динамические системы, которые под воздействием многочисленных факторов физического, химического, биологического характера непрерывно осуществляют переходы из одной формы в другую.

В данной работе представлены результаты исследования динамики содержания в воде рек Пышма и Кунара органических веществ, подвергающихся биохимическому (по БПК5) и химическому (ХПК) окислению. Величины БПК5 воды и ХПК являются быстро определяемыми показателями условной степени загрязнения поверхностных вод и характеристикой влияния на содержание органических веществ в воде количества и состава сточных вод.

Среднемноголетние значения величин БПК5 воды в пределах 1-2 ПДК характерны для большинства створов р. Пышмы и ее притока р. Кунары, в створе ниже г. Березовский с ноября по февраль достигая 3 ПДК (рис. 3). На протяжении всего рассматриваемого периода содержание легкоокисля-емых органических веществ (по БПК5) превышало предельно допустимый уровень загрязненности воды в диапазоне: максимальное 1,60-13,5 мг/л, среднегодовое 1,10-6,80 мг/л.

Внутригодовая динамика содержания органических веществ (по ХПК) в воде рек Пышма и Кунара имеет относительно сглаженный характер, что связано с изменениями стока воды. Максимальные усредненные значения величин ХПК, в 2-3 раза превышающие ПДК, наблюдались в периоды половодья и паводков, минимальные - фиксировали чаще всего в межень, с наименьшей концентрацией в зимний период (рис. 3).

Водное хозяйство России № 2, 2016 г.

Среднегодовое содержание органических веществ (по ХПК) в воде р. Пышмы в течение всего рассматриваемого временного периода превышало предельно допустимые концентрации в 1-3 раза. Наибольшие максимальные концентрации в 2012 г. в створе 13 км (г. Березовский) достигали 136 мг/л, в 2006 г. в створе с. Богандинского - 117 мг/л.

VI VII

X XI хп

■ р Пишмп. 13 км выше г Ьере^нч-шн

■ р Пы1Ш1<1. 5 км выше ри Бе.чачрскпй Ор Пышна. 2.1 ™ выше г: Сухой Лог

■ - Пишш, 5 км кг Кимишчов

■ р I ]ы шм.| I черте с lv.it 1СЛ1НК.'С

■ р Кунлра. 5.5 кы шиге г Богданович

■ р Пышмп. 2.6 гм ш[же г Беречов^кпй

■ рПышыл.Н км шгдйе рп Бе.чилрсклн

■ р Пышна. 5.5 км выше г Клмышлов □ р ГГыщыа. 2*6 км ниже г ТйЛЕЩб

■ р Куиара. 0.6 ни нише г Богданович

Рис. 3. Изменение среднемноголетних сезонных концентраций органических веществ в реках Пышма и Кунара: а - по БПК5; б - по ХПК.

Содержание растворенного в воде кислорода, выраженное в процентах насыщения, увеличивается летом и снижается зимой (рис. 4). Вместе с тем, отдельные участки реки значительно различаются по характеру сезонных изменений концентрации растворенного в воде кислорода. Река Пышма выше г. Березовский характеризуется низким содержанием растворенного в воде кислорода зимой - до 18,5 % насыщения, летом - до 44,2 % (рис. 4), что обусловлено сильным загрязнением реки легкоокисляемым органическим веществом. Ниже г. Березовский летом в воде также наблюда-

Водное хозяйство России № 2, 2016 г.

ется снижение концентрации кислорода до 50 % насыщения. Однако зимой дефицита кислорода здесь не наблюдается, что связано с тепловым загрязнением, в результате которого река на данном участке долго не замерзает и вода насыщается кислородом из атмосферы.

На нижележащих участках реки в результате процессов самоочищения кислородный режим улучшается: на участке от рп Белоярский до г. Камыш-лова содержание кислорода зимой по средним многолетним данным не опускается ниже 73 % насыщения. В нижнем течении реки у с. Богандин-ского наблюдается напряженный режим растворенного в воде кислорода, содержание которого зимой снижается до 1,91 -2,82 мг/л (глубокий дефицит) при 32,7 % насыщения. Причиной может быть сильная заболоченность территории, с которой в р. Пышму поступает большое количество органических веществ, окисляемых кислородом.

VI УЕ ие(лиы

□ р.Пышма. 13.1 кмеышё г.Березсшский

□ р.Пышма. 5.0 кыеыш? рп Белоярский

□ р.Пышма. 1.1 кыеышё г.Сл^ай Лог

□ р.Пышма. 3.0 кмншке г.КамьшпоЕ

□ р.Пышма. е черте сЛогандлнское

□ р.Клнара. 5.5 км ниже г.Богдзноеш!

Рис. 4. Изменение среднемноголетних сезонных величин содержания растворенного кислорода в воде рек Пышма и Кунара.

П р.Пышма. 2.6 км ниже г.Березсвсккй

□ р.Пышма. 11 .0кмшн;е рп Белоярский

□ р.Пышма. 5.5 кмЕыше г.КамышлоЕ

□ р.Пышма. 2.6 км ниже г. Т-алнца

□ р.Кенара. 0.6 кмЕыше г.Богдзноелч

Сезонные колебания содержания аммонийного азота в воде изучаемых рек наиболее выражены для верхнего течения р. Пышмы (г. Березовский), при этом концентрации составляли 0,99-5,45 мг/л в зимне-весенний и 0,38-1,47 мг/л в летне-осенний периоды. Повышенное содержание аммонийного азота в осенне-зимний период связано с продолжающейся минерализацией органических веществ в условиях слабого потребления ионов аммония фитопланктоном. В летний период аммонийный азот активно вовлекается в биологический круговорот и, как следствие этого процесса,

Водное хозяйство России № 2, 2016 г.

концентрации его снижаются. Среднегодовые и среднемноголетние концентрации аммонийного азота в воде среднего и нижнего течения рек Пышма и Кунара большую часть рассматриваемого периода не превышали предельно допустимые (рис. 5).

месяцы

■ р Пышма, 13 км выше г Березовский Вр Пышма, 2,6 км ниже г Березовский

■ р Пышма, 5 км выше рп Белоярскнй Ир Пышма. 11 км ниже рн Белоярский □ р Пышма, 2.7 км выше г Сухой Лог Ир Пышма, 3,5 км выше г Камышлов

■ р Пышма. Я км ниже г Камышлов ар,Пышма, 2.6 км ниже г Талнца ■р Пы шма. в черте с Бо гандн некое ■ р.Ку вара, км выше г. Богданов] сч ■р-Кунара.5,5 км ниже г Богданович

Рис. 5. Изменение среднемноголетних сезонных концентраций аммонийного азота в воде рек Пышма и Кунара.

В многолетнем цикле отмечается тенденция слабовыраженного роста содержания аммонийного азота в воде р. Пышмы в районе г. Березовский, снижения у с. Богандинское (устьевой участок) и р. Кунары. Максимальные концентрации в среднем и нижнем течении рек Пышма и Кунара находились в диапазоне величин ниже 1,0-7,5 ПДК (в контрольном створе г. Богданович - р. Кунара в 2012 г. достигали 13 ПДК, в створах выше и ниже г. Березовский 4,0-29,5 ПДК).

Повышенное содержание нитритного азота указывает на усиление процессов биохимического разложения органических остатков в условиях дефицита растворенного в воде кислорода и является одним из критериев сильного загрязнения водного объекта. Четко выраженной закономерности в изменении уровня содержания нитритного азота в воде р. Пышмы по сезонам года не наблюдалось. В большинстве случаев максимальное содержание нитритного азота по среднемесячным значениям отмечалось в верхнем течении реки в зимне-весенний период (0,080-0,330 мг/л). На участке рп Белоярский - с. Богандинское концентрации нитритного азота весь год находились в интервале 0,010-0,100 мг/л. Отмечено возрастание содержания нитритного азота в зимний и летний периоды в воде р. Кунары (0,070-0,160 мг/л, рис. 6).

Водное хозяйство России № 2, 2016 г.

О,? 5 О | 0,300

\ 0,250

| 0.200 е.

£ 0.150

т 0.100 ¡9

л 0.050 0.000

I II III IV V VI VII VIII К X XI XII

месяцы

□ р. Пышма. км выше г Березовский Ш р.Пышма. км ниже г. Березовский ■р.Пышма, 5 км выше рп БелоярскпЙ Ир Пышма. 11 км ниже рп Белоярскнй

□ р.Пышма, 2.7 км выше г Сукой Лог Яр.Пышма, 5,5 км выше г Камышлов

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

■ р Пышма. 8 км ниже г Камышлов Пр Пышма. 2,6 км ниже г Талнца

■ р.Пышма. в черте с Бога иди но кое * р.Кунара. 0,6 км выше г Богданович

■ р.Кунара. 5.5 км ниже г. Богданович

Рис. 6. Изменение среднемноголетних сезонных концентраций нитритного азота в воде рек Пышма и Кунара.

В многолетнем плане вода р. Пышмы характеризуется повышенным уровнем содержания нитритного азота, разовые концентрации которого в 1996-1997, 2009 гг. достигали в фоновом створе рп Березовский 0,610-0,780 мг/л; в контрольном створе в 2007-2009 гг. 1,04-2,32 мг/л [6]. В воде р. Ку-нары наметилась тенденция уменьшения содержания нитритного азота от 0,160-0,620 мг/л за период 1993-2001 гг. до 0,080-0,130 мг/л в 2010-2013 гг.

Повышенное содержание фосфатов характерно для верхнего течения р. Пышмы, в которую сбрасываются хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды Верхней Пышмы, Екатеринбурга, Березовского, а также в створах ниже городов Сухой Лог, Камышлов, Талица. Самые высокие среднемноголетние среднемесячные концентрации фосфатов (0,59-1,14 мг/л) наблюдались в верхнем течении р. Пышмы (г. Березовский) в течение года за исключением осенних месяцев (рис. 7). В многолетнем плане наметилась тенденция увеличения содержания фосфатов в районе г. Березовский в 2010 г. до 1,73 мг/л.

В среднем и нижнем течении среднемноголетние и среднегодовые концентрации фосфатов в течение рассматриваемого периода фиксировали на уровне ниже, либо незначительно превышающем ПДК.

Высокий уровень загрязненности воды р. Пышмы и ее притока р. Кунары объясняется не только сбросом сточных вод многочисленных предприятий, расположенных на территории бассейна, но и так называемым синергиче-ским комплексным воздействием многих факторов как естественного, так и антропогенного характера. При поступлении в поверхностные воды химических, в т. ч. соединений металлов, специфических токсичных веществ в

Водное хозяйство России № 2, 2016 г.

1.200

с? ^ 1.000

2 0,800

Е

1 0,600

0» э 0,400

=

й 0.200

0.000

1

нд|л1|д|||||]

IX

X

XI

VI VII месяцы

□ Р Пышна. км выше г Березовский I ■р Пышма, 5 км выше рп Бепмрский I

□ р Пышма, 2,7 км выше г Сухой Лог I

■ р Пышма. 3 кы Ш[же г Камышлов V р. Пышма, в черте с Богандннское

■ р.Кунара, 5.5 км ниже г Богданович

Рис. 7. Изменение среднемноголетних сезонных концентраций фосфатов в воде рек Пышма и Кунара.

XII

■ р Пышма. 2.6 км ниже г Березовский ■р Пышма, 11 км ниже рп БелоярскпП

■ р Пышма, 5,5 км выше г. Камыщлов

□ р.Пышма, км ниже г Талнца

□ р.Кунара, 0.6 км выше г Богданович

составе сточных вод в неординарных ситуациях - увеличение объема сброса и изменение химического состава сточных вод, а также в экстремальных гидрологических условиях - низкой водности, обусловливающей ухудшение качества воды, появление в периоды паводков и половодья большого количества взвешенных веществ, являющихся источником вторичного загрязнения воды, может происходить усиление общего негативного эффекта.

ВЫВОДЫ

Вода верхнего течения р. Пышмы, испытывая воздействие Екатеринбургской агломерации, характеризуется как «экстремально грязная» (5 класс качества). При этом в разные сезоны по средним многолетним данным величины БПК5 воды превышают предельно допустимую концентрацию в 2-3 раза, ХПК в 1,5-2 раза, фосфатов в 3-6, аммонийного и нитрит-ного азота в 10 и более раз. Содержание растворенного в воде кислорода составляет около 20 % насыщения зимой и 44 % насыщения летом. Ниже по течению реки не исключен процесс самоочищения воды. Незначительное уменьшение содержания загрязняющих веществ обусловлено увеличением водности. В результате качество воды р. Пышмы в среднем течении характеризуется 4 классом - «грязная».

Качество воды реки в целом остается на уровне 4 класса («грязная»), однако по отдельным ингредиентам ухудшается в связи с природными особенностями заболоченной территории. Поступление в реку болотных вод способствует увеличению количества органических веществ и изменению режима растворенного в воде кислорода.

Водное хозяйство России № 2, 2016 г.

В многолетнем плане приток Пышмы р. Кунара оценивается стабильно высоким уровнем загрязненности воды (4 класс качества, «грязная»), в 1993-1995, 1998 гг. как «очень грязная», в 1996-1997 гг. - «экстремально грязная». Максимальные концентрации легкоокисляемых органических веществ (по БПК5), нитритного азота, соединений меди, марганца достигали критического уровня.

В верхнем течении р. Пышма и р. Кунара (малые по водности) в настоящее время не справляются с антропогенной нагрузкой. Для улучшения экологической ситуации необходимо реализовать комплекс водоохранных мероприятий, направленных на снижение сброса загрязняющих веществ в эти реки.

список литературы

1. Ресурсы поверхностных вод СССР / под ред. Н.М. Алюшинской. Л.: Гидроме-теоиздат, 1973. Т. 11. С. 35-40, 762-765.

2. Государственный доклад «О состоянии окружающей среды Российской Федерации в 1997 году». / под ред. Н.А. Тумановой, Т.Я. Гаевой. Государственный комитет РФ по охране окружающей среды. г. Обнинск. 1998. 312 с.

3. Helsel D.R. and Hirsch R.M. Statistical methods in water resources: U.S. Geological Survey Techniques of Water-Resources Investigations. Режим доступа: http://pubs. usgs.gov/twri/twri4a3/.

4. РД 52.24.643-2002. Методические указания. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям. СПб.: Гидрометеоиздат, 2003. 49 с.

5. Качество поверхностных вод Российской Федерации, ежегодники за 20102013 гг. / под ред. А.М. Никанорова, Ростов-на-Дону, 2011-2014.

6. Ежегодник качества поверхностных вод на территории деятельности Уральского УГМС за 2008 год. Екатеринбург. 2009. 606 с.

сведения об авторах:

Лобченко Евгения Ефимовна, канд. хим. наук, ведущий научный сотрудник, ФГБУ «Гидрохимический институт Росгидромета» (ФГБУ ГХИ), Россия, 344090, Ростов-на-Дону, пр-т Стачки, 198; e-mail: ghi@novoch.ru

Лавренко Наталья Юрьевна, младший научный сотрудник, ФГБУ «Гидрохимический институт» Росгидромета (ФГБУ ГХИ), Россия, 344090, Ростов-на-Дону, пр-т Стачки, 198; e-mail: ghi@novoch.ru

Ничипорова Ирина Павловна, старший научный сотрудник, ФГБУ «Гидрохимический институт» Росгидромета (ФГБУ ГХИ), Россия, 344090, Ростов-на-Дону, пр-т Стачки, 198; e-mail: ghi@novoch.ru

Гончаров Александр Валентинович, канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник, кафедра гидрологии суши, географический факультет, ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова»; e-mail: mama15333@ mail.ru

Водное хозяйство России № 2, 2016 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.