CC BY
43
УДК 556.555.6
Д.В. Иванов, В.С. Валиев, И.И. Зиганшин, Д.Е. Шамаев, Р.Р. Хасанов,
А.А. Марасов, В.В. Маланин, О.А. Богданова
Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, water-rf@mail.ru
ДОННЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ МЕЛЕКЕССКОГО ЗАЛИВА НИЖНЕКАМСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА
Дана характеристика состава, физических и химических свойств дойных отложений Меле-кесского залива Нижнекамского водохранилища и нижнего течения рек Мелекеска и Шукралин-ка (Челна) в черте г. Набережные Челны. Показано, что в результате подпора водохранилища в заливе активно протекают процессы заиления и накопления донных отложений, мощность которых здесь достигает 1 м и более. За период существования водохранилища в Мелекесском заливе аккумулировалось более 500 тыс. м3 вторичных отложений. Речные и водохранилищные осадки характеризуются высокими показателями загрязнённости тяжёлыми металлами и нефтепродуктами, концентрации которых превышают региональные фоновые уровни в 15-25 раз. Удаление накопленных донных отложений как один из элементов экологической реабилитации водного объекта будет способствовать существенному улучшению качества воды по комплексу показателей, позволит снизить санитарно-эпидемиологические риски.
Ключевые слова: донные отложения; осадконакопление; загрязнение; дноуглубление; Нижнекамское водохранилище.
Б01: 10.24411/2411-7374-2020-10029
Введение
В число наиболее эффективных и поэтому наиболее часто применяемых мероприятий в рамках экологической реабилитации водных объектов входят работы по дноуглублению и изъятию донных отложений. Они способствуют улучшению циркуляции водных масс, снижению показателей загрязненности и улучшению качества воды, восстановлению нарушенных бентосных сообществ. В водоемах и водотоках, расположенных на урбанизированных территориях, удалением накопленных донных отложений устраняется токсический эффект для различных групп гидробионтов, вызванный присутствием в них в высоких концентрациях соединений тяжелых металлов и нефтепродуктов.
Как правило, наибольшей мощности речные отложения достигают в устьевой части, что связано с гашением скоростей потока основной рекой и выпадением на дно значительной части переносимого взвешенного материала. Создание водохранилищ на крупных реках усиливает эффект подпора, который может распространяться вверх по руслу водотока на несколько километров, формируя зоны застоя воды, где седиментация минеральных и органических взвесей различной гидравлической крупности, включая тонкодисперсные частицы, протекает наиболее активно. В этой связи при разработке проектов дноуглубления не-
обходима точная оценка количества и качества накопленных донных осадков, а при наличии источников загрязнения - объективная оценка степени их загрязненности и направлений дальнейшей утилизации (использования).
Реки Мелекеска и Шукралинка (Челна) расположены на территории Тукаевского муниципального района Республики Татарстан (РТ) и Комсомольского района г. Набережные Челны (рис. 1).
Река Шукралинка (Челна) является левым притоком р. Кама (Нижнекамского водохранилища (НВ)). Длина реки 33 км, площадь водосбора 364 км2. Морфометрические характеристики исследованного участка реки от моста Набережночелнин-ского проспекта до устья: длина 2.7 км, средняя ширина 6 м (в устье 124 м), средняя глубина 0.5 м, максимальная глубина 2-5 м. Питание реки смешанное, с преобладанием снегового (до 86%). Гидрологический режим характеризуется высоким половодьем и очень низкой меженью. Средний многолетний слой годового стока в бассейне 105 мм, слой стока половодья 90 мм. Средний многолетний годовой расход воды 0.49 м3/с.
Река Мелекеска - приток р. Шукралинка. Длина 22 км, площадь водосбора 152 км2. Создание НВ на р. Кама изменило гидрографическую схему бассейна. Мелекеска стала непосредственно впадать в водохранилище с образованием Мелекес-ского залива. Морфометрические характеристики
Рис. 1. Реки Мелекеска и Шукралинка и Мелекесский залив Нижнекамского водохранилища Fig. 1. The Melekeska and Shukralinka rivers and the Melekesskij bay of the Nizhnekamsk reservoir
участка реки в пределах г. Набережные Челны: длина участка 4.0 км, площадь водного зеркала 0.45 км2, средняя ширина 80 м, средняя глубина 2.5 м, максимальная глубина 4.7 м. На участке от стадиона до автодороги М7 «Волга» и берега создан пруд со следующими морфометрическими характеристиками: площадь водного зеркала 8.6 га, длина 1.2 км, средняя ширина 160 м, средняя глубина 2.7 м. Питание реки смешанное, с преобладанием снегового (до 87%). Гидрологический режим характеризуется высоким половодьем и очень низкой меженью.
Акватория Мелекесского залива и нижнее течение рек Шукралинка и Мелекеска испытывают значительное антропогенное воздействие, которое выражается в нарушении их гидрологического режима вследствие подпора НВ, химическом и частично тепловом загрязнении, а также заилением и накоплением загрязняющих веществ в донных отложениях. Цель данного исследования - дать характеристику современного состояния донных отложений Мелекесского залива НВ и впадающих в него рек как основы для разработки природоохранных мероприятий, направленных на экологическую реабилитацию водного объекта.
Материалы и методы исследования
Грунтовая съемка нижнего течение рек Мелекеска и Шукралинка и Мелекесского залива НВ выполнена в августе 2018 г. Отбор кернов донных отложений осуществлялся гравитационными трубками ТГ-1 и ТГ-1.5. Для химического анализа отобрано 18 кернов донных отложений мощ-
ностью от 12 до 110 см (рис. 2). После отбора керны разделяли на слои мощностью по 5 см и исследовали по следующим физическим и химическим показателям: гранулометрический состав, содержание органического вещества по величине потерь при прокаливании, влажность, плотность в ненарушенном сложении, реакция среды, содержание кислоторастворимых (5М НК03) и подвижных (ацетат-но-аммонийный буфер с рН 4.8) форм металлов, нефтепродуктов (ИК-спектрометрия).
По классификации В.В. Законнова (2007) донные отложения акватории р. Мелекеска и Мелекесского залива НВ относятся к группе минеральных осадков и содержат от 2 до 21% органического вещества. В грунтовом комплексе доминируют глинистые и песчанистые илы, покрывающие большую часть ложа, в которых доля частиц размером <0.01 мм достигает 82%. Илистые пески имеют ограниченное распространение в районе городского пляжа (ст. 3) и в приплотинной части городского пруда (ст. 14) (рис. 2).
Исследованные осадки характеризуются невысокой влажностью 11-29% и типичными для глинистых илов значениями плотности 1.0-2.7 г/см3.
Карта-схема показателей накопления донных отложений представлена на рисунке 3. В затопленном устье р. Шукралинка (участок №1) мощность илов характеризуется максимальными значениями и составляет 100-120 см. В этой же части акватории, где в границах судового хода ранее проводились дноуглубительные работы, она уменьшается до 40-60 см.
Результаты и их обсуждение
В нижнем течении р. Шукралинки (участок №2), в отличие от р. Мелекески, мощность накопленных вторичных отложений оказалась существенно ниже, варьируя от полного их отсутствия до 40 см. Это связано с ещё сохраняющимся здесь речным режимом и достаточно большими скоростями течения - до 1.5 м/с, при которых отсутствуют необходимые условия для седиментации и аккумуляции тонкодисперсного взвешенного материала.
Вследствие подпора НВ активные процессы седиментации и накопления илистых отложений
Рис. 2. Карта-схема расположения станций отбора проб донных отложений Fig. 2. Map of sediments sampling site
отмечаются на участках №3 и №4. Значительные объемы взвешенного материала поступают в русло с поверхностным стоком с урбанизированной территории. На участках акватории, расположенных ниже выпусков ливневой канализации, мощность илов достигает 70-90 см. При этом, как показали результаты грунтовой съемки, некоторое количество взвесей осаждается в пределах затопленной поймы, особенно в зарослях высшей водной растительности, пояса которой расположены по правому и левому берегам реки.
Значительная часть аллохтонного стока взвешенных веществ, поступающих в Мелекеску в результате смыва верхнего горизонта черноземных почв с территории водосборного бассейна, аккумулируется в ложе городского пруда (участок №5). Мощность накопленных здесь отложений варьирует от 40 до 80 см. Активное заиление ведет к уменьшению глубины водоема, его постепенному зарастанию, способствуя увеличению трофности и ухудшению качества воды.
В ряде кернов отложений р. Мелекеска под слоем ила были вскрыты песчаные русловые осадки, а также пойменные дерновые почвы, затопленные при создании НВ в 1979 г. Это позволило оценить общую мощность вторичных отложений и среднюю скорость осадконакопления, которая составила 18 мм/год. Она в 4 раза превышает скорость образования осадков в Куйбышевском водохранилище (Законнов, Законнова, 2008).
Проведенные расчеты показали, что основные объемы донных отложений сосредоточены в Мелекесском заливе (участок №1), где они достигают 250 тыс. м3: это практически половина от их общих запасов (рис. 3). В русловой части р. Мелекеска (участки №№3 и 4) аккумулировано более 125 тыс. м3 ила. Примерно такое же его количество находится в ложе городского пруда (участок №5).
Кроме объемов фактического накопления, важным показателем, который следует учитывать при разработке проектов дноуглубления и утилизации донных отложений, является их химический состав, включая показатели плодородия и присутствие в них различных загрязняющих веществ.
Учитывая достаточно высокое содержание в донных отложениях обеих рек органических веществ (в среднем 7.8%), изъятые грунты могут быть использованы в качестве природного удобрения для мелиорации пахотных почв легкого гранулометрического состава, в целях технической и биологической рекультивации нарушенных почв и грунтов, а также при ландшафтном обустройстве городских территорий и в «зелёном» строительстве. Близкая к нейтральной реакция среды отложений, которая в среднем составляет 7.5 единиц рН, благоприятна для их внесения в малоплодородные кислые почвы.
Кроме обеспеченности органическим веществом, иловые отложения содержат в среднем 0.12% валового азота и 0.13% общего фосфора, т.е. обладают благоприятными удобрительными свойствами. Одновременно это обусловливает их двойственную роль в исследуемой водной экосистеме как источника вторичного биогенного загрязнения водных масс. Ожидается, что удаление иловых осадков из Мелекесского залива положительно скажется на его трофическом статусе, снизит потенциальные экологические риски, связанные с процессами «цветения» и с появлением в воде цианобактериальных токсинов, ограничивающих использование поверхностных вод в куль-
Участок Площадь, км2 Средняя мощность отложений, м2 Объем отложений, м3
1 0.321 0.77 249 400
2 0.054 0.25 13 500
3 0.162 0.58 85 800
4 0.084 0.63 40 700
5 0.180 0.7 126 000
Всего 0.801 515 400
Рис. 3. Зонирование акватории Мелекесского залива и нижнего течения рек Мелекеска и Шукралинка по показателям накопления
донных отложений Fig. 3. Zoning of the Melekesskij bay and the lower reaches of the Melekeska and Shukralinka rivers according to the sediment's accumulation
Я*
турно-бытовых и рекреационных целях.
Существенное значение с точки зрения влияния на качество воды и на возможность дальнейшей утилизации имеют показатели загрязненности донных отложений. Результаты статистической обработки данных, характеризующих средние (медианные - Ме) значения и диапазоны содержания в составе донных отложений таких приоритетных поллютантов на тяжелые металлы и нефтепродукты Мелекесского залива и впадающих рек, представлены в таблице 1.
Значительная вариабельность концентраций тяжелых металлов в составе отложений свидетельствует о наличии одного или нескольких антропогенных источников их поступления в исследуемые водные объекты. В ним, в первую очередь, можно отнести поверхностный сток с городской территории, который в настоящее время не подвергается очистке на сооружениях ливневой канализации. На Мелекеске и Шукралинке, согласно
официальным данным, имеется несколько незначительных по объемам стока сосредоточенных выпусков, эффективность очистки которых не обеспечивает нормативного качества воды.
Основная масса нефтяных углеводородов, присутствующих в поверхностном стоке с городских территорий также аккумулируется в донных отложениях, что ведет к вторичному загрязнению вод органическими веществами и продуктами их разложения, снижая качество воды и её потенциал самоочищения. Максимальные концентрации нефтепродуктов, превышающие 2000 мг/кг, отмечены на станциях в акватории Мелекесского залива, а также в расширении русла ниже Колокольного моста, где расположен выпуск ливневой канализации.
Алгоритм расчета степени загрязнения донных отложений водных объектов РТ закреплен в «Методических указаниях по разработке региональных нормативов фонового содержания загряз-
Таблица 1. Содержание тяжелых металлов и нефтепродуктов (НП) в донных отложениях, мг/кг Table 1. Concentrations of heavy metals and petroleum hydrocarbons (PG) in sediments, mg/kg
Cd Pb Co Cu Ni Zn Cr Mn НП (PG)
Кислоторастворимые формы Acid-soluble forms
Me 0.28 15.1 16.3 33.5 62.9 78.3 36.4 923.0 224.0
Min 0.11 3.0 2.9 14.3 25.3 26.3 8.2 376.3 29.5
Max 2.03 45.2 21.9 76.6 85.1 280.3 94.5 3091.4 4654.0
Подвижные формы Mobile forms
Me 0.08 3.80 1.18 1.32 2.16 8.7 0.61 573.5 -
Min 0.01 0.30 0.01 0.67 0.50 0.4 0.03 222.0 -
Max 0.33 8.15 2.91 2.72 3.56 117.6 2.76 2050.2 -
Таблица 2. Региональные нормативы фонового содержания тяжелых металлов (ТМ) в донных отложениях поверхностных водных объектов РТ, мг/кг (Региональные ..., 2019) Table 2. Regional background concentrations of heavy metals (HM) in sediments of surface water bodies
of the Republic of Tatarstan (Regional ..., 2019)
Реки, водохранилища Rivers, reservoirs Озера Lakes Реки, водохранилища, озера Rivers, reservoirs, lakes
Минеральные донные отложения, содержание органического вещества <30% Mineral sediments, organic matter content <30% Органические донные отложения, содержание органического вещества >30% Organic sediments, organic matter content >30%
ТМ нм Содержание частиц <0.01 мм <30% Particles <0.01mm content <30% Содержание частиц <0.01 мм >30% Particles <0.01mm content >30% Содержание частиц <0.01 мм < 30% Particles <0.01mm content <30% Содержание частиц <0.01 мм >30% Particles <0.01mm content >30%
Фон, Сф Background, С Верхний предел Upper limit, Clim Фон, Сф Background, С Верхний предел Upper limit, Clim Фон, Сф Background, С Верхний предел Upper limit, Clim Фон, Сф Background, С Верхний предел Upper limit, Clim Фон, Bacls-ground, Cb Верхний предел Upper limit, C,. 7 lim
Кислоторастворимые формы / Acid-soluble forms
Cd 0.26 0.48 0.64 0.92 0.22 0.41 0.34 0.62 0.42 0.66
Pb 6.4 10.4 14.4 18.8 7.0 10.9 18.0 25.2 12.5 21.3
Co 4.9 7.5 11.5 15.5 6.8 10.6 9.9 13.8 6.7 11.0
Cu 8.1 17.0 27.0 31.1 8.3 15.3 27.9 37.4 21.8 30.0
Ni 15.6 23.5 50.2 63.9 21.3 37.1 35.6 45.7 25.3 32.6
Zn 19.9 42.5 66.5 74.9 23.6 41.2 77.1 103.2 53.0 94.4
Cr 5.9 13.7 38.6 44.6 9.5 15.9 30.3 39.8 17.2 22.8
Mn 238.2 453.8 737.8 925.0 203.3 407.3 613.0 773.5 503.8 683.7
Подвижные формы / Mobile forms
Cd 0.06 0.10 0.28 0.42 0.06 0.12 0.23 0.38 0.12 0.32
Pb 1.27 2.21 2.56 3.70 1.90 3.99 5.15 7.34 3.82 7.41
Co 0.18 0.34 0.54 0.68 0.24 0.43 0.58 0.81 0.55 0.71
Cu 0.53 1.05 1.16 1.45 0.51 1.11 1.46 3.27 0.52 1.10
Ni 0.67 1.48 1.64 2.14 0.64 1.09 2.02 3.31 1.23 2.98
Zn 1.37 3.14 5.93 7.49 2.33 8.02 6.49 19.36 6.35 20.46
Cr 0.15 0.33 0.70 1.22 0.45 0.74 0.68 1.04 0.44 1.11
Mn 85.7 146.8 301.5 318.3 40.7 97.4 266.3 350.6 233.2 362.0
няющих веществ в донных отложениях водных объектов Республики Татарстан» (2019). Согласно документу, расчет степени химического загрязнения донных отложений водных объектов РТ тяжелыми металлами и нефтепродуктами производится путем сравнения фактической концентрации
элемента (вещества) в пробе с их региональными фоновыми концентрациями.
Если содержание загрязняющего вещества в пробе донных отложений превышает верхний предел фонового содержания, установленного для соответствующего класса (типа) донных отложе-
Таблица 3. Региональные нормативы фонового содержания нефтепродуктов в донных отложениях
рек и водохранилищ РТ, мг/кг (Региональные ..., 2020) Table 3. Regional background concentrations of petroleum hydrocarbons in sediments of surface water bodies of the Republic of Tatarstan mg/kg (Regional ., 2020)
Характеристика донных отложений Sediments characteristics Фон, С Background, Cb Верхний предел Upper limit, Cim
Содержание органического вещества < 8%, содержание частиц <0.01 мм < 30% Organic matter content < 8%, particles content <0.01mm content < 30% 45 100
Содержание органического вещества < 8%, содержание частиц <0.01 мм > 30% Organic matter content < 8%, particles content <0.01mm content > 30% 65 115
Содержание органического вещества > 8%, содержание частиц <0.01 мм < 30% Organic matter content > 8%, particles content <0.01mm content <30% 160 305
Содержание органического вещества > 8%, содержание частиц <0.01 мм > 30% Organic matter content > 8%, particles content <0.01mm content > 30% 180 475
ний С11т, рассчитывают коэффициент загрязнения Кз как отношение концентрации вещества в пробе донных отложений С к фоновому значению Сф (табл. 2, 3) по формуле:
к = с. / е..
3 1 ф
При этом вводится следующая классификация: Кз < 3 - умеренный коэффициент загрязнения, 3 < К < 6 - значительный, К > 6 - высокий.
3 ' 3
В случае если содержание загрязняющего вещества в пробе донных отложений не превышает верхний предел фонового содержания, установленного для соответствующего класса (типа) донных отложений, донные отложения считаются незагрязненными.
Степень загрязнения Сз рассчитывается как сумма коэффициентов загрязнения отдельных веществ Кз для данной пробы донных отложений. Градация Сз зависит от количества определяемых загрязняющих веществ (К):
Сз < 2К - умеренная степень загрязнения, 2К < С < 4К - значительная степень
3
загрязнения,
С > 4К - высокая степень загрязнения. Для расчета величины Сз при комплексном (смешанном) характере загрязнения коэффициент загрязнения донных отложений нефтепродуктами суммируют с коэффициентами загрязнения, рассчитанными для кислоторастворимых форм тяжелых металлов.
Преобладающая часть проанализированных проб содержала нефтепродукты в концентрациях выше регионального фона для соответствующих типов отложений. Это касается как поверхностных осадков, содержание нефтяных углеводородов в которых отражает современное загрязнение водных объектов, так и проб, отобранных из распо-
ложенных на различной глубине слоев отложений, образовавшихся за последние 40 лет. Коэффициент загрязнения нефтепродуктами варьировал от 1.9 до 25.9 и характеризовался как «умеренный» -«высокий» (табл. 3). Максимальные его значения характерны для акваторий в районе расположения выпусков ливневой канализации.
Выявленные техногенные геохимические аномалии нефтепродуктов и тяжелых металлов, аккумулированных в донных отложениях, в большинстве случаев совпадают.
Содержание кислоторастворимых форм Cd оказалось превышенным в 0.3% проанализированных проб. При этом кратность превышения его фонового содержания, выражаемая коэффициентом загрязнения Кз, составила 1.4-3.2 раза (в среднем 2.1). По РЬ величина К изменялась в пределах 1.3-3.9 (1.9) и была выше фона в 35% случаев; по Со превышения составили 1.4-3.7 (1.6) раза в 64% проб; по Си - 1.2-4.1 (1.7) раз в 61% проб; по N1 -1.3-3.7 (1.6) раза в 49% проб; по Ъъ - 1.2-6.2 (2.2) раза в 60% проб; по Сг - 1.2-5.7 (2.0) раза в 37% проб; по Мп - в 1.3-11.7 (2.3) раза в 51% проб.
Загрязнение донных отложений носит полиэлементный характер: в большинстве проб превышения фоновых значений наблюдались не менее чем по трем металлам (табл. 3).
Степень загрязнения Сз донных отложений нефтепродуктами и кислоторастворимыми формами тяжелых металлов варьировала от 1.3 до 38.8 и в среднем была равна 8.6. При этом 84% проб характеризовалось «умеренной» степенью загрязнения, 17% - «значительной», 1% - «высокой». Только 4% из проанализированных проб можно оценивать как «незагрязненные».
В тех осадках, где загрязнение носило ком-
Таблица 4. Показатели загрязненности донных отложений (слой 0-10 см) Table 4. Sediments pollution indexes (layer 0-10 cm)
Станции Stations Коэффициент загрязнения Кз Pollution index К р Степень загрязнения Pollution level
Cd РЬ Со Си Ni Zn Cr Mn НП/PG С / PL 3 Характеристика Characteristic
1 - - - 1.5 - 5.2 - 3.5 5.1 15.2 Умеренная Moderate
2 - 1.7 - 2.0 - 5.3 - 1.4 - 10.4 Умеренная Moderate
3 - 2.6 3.7 4.1 3.7 2.8 5.2 5.7 10.9 38.8 Высокая High
4 1.4 1.7 - 2.3 - 5.5 - - 11.7 22.6 Значительная Significant
5 - 2.2 1.5 1.6 1.3 2.8 - 1.8 11.6 22.8 Значительная Significant
6 - - - - - 2.0 - 3.2 4.8 10.0 Умеренная Moderate
7 - - - - - 1.7 - 2.7 - 4.3 Умеренная Moderate
8 - 2.7 3.5 3.8 3.7 3.0 5.7 6.5 2.2 31.0 Значительная Significant
9 1.9 2.3 2.2 3.3 2.0 3.0 - 9.1 4.7 28.5 Значительная Significant
10 - 2.3 2.0 2.8 1.9 4.9 - 6.1 6.5 26.5 Значительная Significant
11 - 1.7 1.8 3.0 1.9 2.2 - 11.6 - 22.2 Значительная Significant
12 - 2.7 - 1.3 - 2.5 - 4.2 - 25.6 Значительная Significant
13 - 1.8 2.4 2.7 2.9 2.8 - 15.0 - 21.1 Значительная Significant
14 - - 1.5 1.4 - - - 2.9 - 4.8 Умеренная Moderate
15 - - - - - 1.3 - 1.8 - 3.1 Умеренная Moderate
16 2.0 2.1 1.4 1.9 - 4.2 - 1.3 25.9 38.7 Высокая High
17 - 2.0 2.1 3.1 2.3 5.7 2.9 - 2.6 20.9 Значительная Significant
18 2.0 1.6 - 2.5 - 6.2 - - 19.8 32.1 Значительная Significant
Примечания: расположение станций см. на рисунке 2; НП - нефтепродукты. Notes: see Figure 2 for station locations; PG - petroleum hydrocarbons.
плексный характер, вклад нефтепродуктов в величину Сз составлял от 7 до 80% (в среднем 41%). Это подчеркивает значительный вклад поверхностного стока с городской территории в общий уровень загрязнения донных отложений на исследованной акватории.
Как показали результаты определения содержания тяжелых металлов, извлекаемых ацетат-но-аммонийным буфером с рН 4.8, значительная их часть присутствует в составе донных отложений в геохимически активных формах. По величине подвижности металлы образуют следующий убывающий ряд (%): Мп (62.8) > РЬ (34.5) > Са (33.4) > Тп (13.0) > Со (7.4) > Си (4.2) > N1 (3.3) >
Сг (1.8). Он указывает на высокие риски вторичного загрязнения водных масс соединениями марганца, свинца и кадмия.
Степень загрязнения Сз донных отложений рек Мелекеска и Шукралинка подвижными формами тяжелых металлов колеблется от 1.3 до 52.3. Более 90% проб по данному показателю характеризовалось «умеренной» степенью загрязнения. Среднее значение степени загрязнения подвижными формам металлов (9.6) выше, чем кислотораство-римыми (6.9), что подчеркивает важность проведения мониторинга за содержанием и динамикой подвижных форм металлов в составе отложений.
Заключение
Донные отложения Мелекесского залива Нижнекамского водохранилища и нижнего течения рек Мелекеска и Шукралинка представлены преимущественно глинистыми илами, мощность которых на отдельных участках достигает 1 м и более. Общие запасы донных отложений в пределах исследованного участка акватории превышают 500 тыс. м3.
Активные процессы осадконакопления (в среднем 18 мм/год), являющиеся следствием влияния подпора водохранилища (р. Камы), привели к трансформации гидрологического и гидрохимического режима притоков, что отложило отпечаток на формировании неблагоприятной санитарно-эпидемиологической и экологической обстановки в акватории водного объекта, используемого жителями г. Набережные Челны в рекреационных целях.
Речные и водохранилищные осадки отличают высокие показатели загрязнённости соединениями тяжёлых металлов, особенно подвижными их формами, и нефтепродуктами, превышающие региональные фоновые уровни на отдельных участках акватории в 15-25 раз. Они являются основными источниками вторичного загрязнения водных масс.
Удаление всего объема накопленных донных отложений в совокупности с другими необходимыми мероприятиями по экологической реабилитации и предотвращению негативного воздействия на поверхностные водные объекты определённо будет способствовать коренному улучшению экологической ситуации, сложившейся в акватории Мелекесского залива и позволит обеспечить нормативное качество воды в целях комплексного использования водного объекта.
Список литературы
1. Законнов В.В., Законнова А.В. Географическая зональность осадконакопления в системе водохранилищ Волги II Известия РАН. Сер. Географическая. 2008. №2. С. 105-111.
2. Законнов В.В. Осадкообразование в водохранилищах Волжского каскада: Дисс. ... докт. геогр. наук. М., 2007. 379 с.
3. Региональные нормативы «Фоновое содержание нефтепродуктов в донных отложениях поверхностных водных объектов Республики Татарстан» (утв. Приказом Министерства экологии и природных ресурсов РТ от 20.02.2020 г. №110-п).
4. Региональные нормативы «Фоновое содержание тяжелых металлов в донных отложениях поверхностных водных объектов Республики Татарстан» (утв. Приказом Министерства экологии и природных ресурсов РТ от 27.03.2019 г. №316-п).
References
1. Zakonnov V.V., Zakonnova A.V. Geograficheskaya zonal'nost' osadkonakopleniya v sisteme vodohranilishch Volgi [Geographic zoning of sedimentation in the Volga reservoir system] II Izvestiya RAN. Ser. Geograficheskaya [Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Ser. Geographic], 2008. No 2. P. 105-111.
2. Zakonnov V.V. Osadkoobrazovanie v vodohranilishchah Volzhskogo kaskada [Sedimentation in the reservoirs of the Volga cascade]: DSci (Dr. of Geography) thesis. Moscow, 2007. 379 p.
3. Regionalny'e normativy «Fonovoe soderzhanie nefteproduktov v donnyx otlozheniyax poverxnostnyx vodnyx ob'ektov Respubliki Tatarstan» (utv. Prikazom Ministerstva e'kologii i prirodny'x resursov RT 20.02.2020) [Regional standards «Background concentrations of petroleum hydrocarbons in sediments of surface water bodies of the Republic of Tatarstan» (approved by the Order of the Ministry of ecology and natural resources of the Republic of Tatarstan 20.02.2020)].
4. Regionalnye normativy «Fonovoe soderzhanie tyazhelyx metallov v donnyx otlozheniyax poverxnostnyx vodnyx ob'ektov Respubliki Tatarstan» (utv. Prikazom Ministerstva e'kologii i prirodny'x resursov RT 27.03.2019) [Regional standards «Background concentrations of heavy metals in sediments of surface water bodies of the Republic of Tatarstan» (approved by the Order of the Ministry of ecology and natural resources of the Republic of Tatarstan 27.03.2019)].
Ivanov D.V., Valiev V.S., Ziganshin I.I., Shamaev D.E., Hasanov R.R., Marasov A.A., Malanin V.V., Bogdanova O A. Sediments of the Melekesskij bay of the Nizhnekamsk reservoir.
The characteristics of the composition, physical and chemical properties of sediments of the Melekesskij bay of the Nizhnekamsk reservoir and the lower reaches of the Melekeska and Shukralinka (Chelna) rivers within the city of Naberezhnye Chelny is given. It is shown that as a result of the backwater of the reservoir in the bay, the processes of sediments accumulation are actively occurring, the sediments thickness reaches 1 m and more. Over the period of the reservoir existence more than 500000 m3 of sediments have been accumulated in the Melekesskij bay. The river and reservoir sediments are characterized by high heavy metals and petroleum hydrocarbons pollution level, their concentration exceeds the regional background levels in 15-25 times. Removal of accumulated sediments as one of the elements of the ecological rehabilitation of a water body will contribute to a significant improvement in water quality, and will reduce the existing sanitary and epidemiological risks.
Keywords: sediments; sedimentation; pollution; dredging; Nizhnekamskoe reservoir.
Информация об авторах
Иванов Дмитрий Владимирович, кандидат биологических наук, зам. директора по научной работе, Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 420087, Россия, г. Казань, ул. Даурская, 28, E-mail: water-rf@mail.ru.
Валиев Всеволод Сергеевич, старший научный сотрудник, Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 420087, Россия, г. Казань, ул. Даурская, 28, E-mail: podrost@mail.ru.
Зиганшин Ирек Ильгизарович, кандидат географических наук, доцент, старший научный сотрудник, Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 420087, Россия, г. Казань, ул. Даурская, 28, E-mail: irek_ziganshin@mail.ru.
Шамаев Денис Евгеньевич, младший научный сотрудник, Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 420087, Россия, г. Казань, ул. Даурская, 28, E-mail: dsl991n@gmail.com.
Хасанов Рустам Равилевич, младший научный сотрудник, Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 420087, Россия, г. Казань, ул. Даурская, 28, E-mail: rustamkhasanov88@gmail.com.
Марасов Антон Александрович, младший научный сотрудник, Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 420087, Россия, г. Казань, ул. Даурская, 28, E-mail: OwlTravolta@yandex.ru.
Маланин Виталий Викторович, научный сотрудник, Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 420087, Россия, г. Казань, ул. Даурская, 28, E-mail: wizzlel3@yandex.ru.
Богданова Ольга Анатольевна, научный сотрудник, Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, Россия, 420087, г. Казань, ул. Даурская, 28, E-mail: bogdanova-olga@yandex.ru.
Information about the authors
Dmitrii V. Ivanov, Ph.D. in Biology, Deputy Director, Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Ta-tarstan Academy of Sciences, 28, Daurskaya st., Kazan, Russia, 420087, E-mail: water-rf@mail.ru.
Vsevolod S. Valiev, Senior Researcher, Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, 28, Daurskaya st., Kazan, Russia, 420087, E-mail: podrost@mail.ru.
Irek I. Ziganshin, Ph.D. in Geography, Senior Researcher, Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, 28, Daurskaya st., Kazan, Russia, 420087, E-mail: irek_ziganshin@mail.ru.
Denis E. Shamaev, Junior Researcher, Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, 28, Daurskaya St., Kazan, Russia, 420087, E-mail: dsl991n@gmail.com.
Rustam R. Khasanov, Junior Researcher, Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, 28, Daurskaya St., Kazan, Russia, 420087, E-mail: rustamkhasanov88@gmail.com.
Elvina E. Paymikina, Junior Researcher, Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, 28, Daurskaya st., Kazan, Russia, 420087, E-mail: elvinapaimikina@yandex.ru.
Anton A. Marasov, Junior Researcher, Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, 28, Daurskaya St., Kazan, Russia, 420087, E-mail: OwlTravolta@yandex.ru.
Vitalii V. Malanin, Researcher, Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, 28, Daurskaya st., Kazan, Russia, 420087, E-mail: wizzlel3@yandex.ru.
Olga A. Bogdanova, Researcher, Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, 28, Daurskaya st., Kazan, 420087, Russia, E-mail: bogdanova-olga@yandex.ru.
