CC BY
88
УДК 556.04, 911.53
А.Ю. Елецкая*, Ю.А. Барабаш, И.О. Тихонова
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, г. Москва, Миусская площадь д. 9 * e-mail: astra-s@bk.ru
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ МАЛЫХ РЕК Г. МОСКВА -Р.СЕРЕБРЯНКА
Проведено обследование малой реки Серебрянки в период весеннего половодья и осеннего паводка. Особое внимание уделялось полевому обследованию реки и гидрохимическим исследованиям речной воды. Цель исследований - определение качества воды в реке, выявление приоритетных загрязняющих веществ и возможных путей их поступления в реки. Основными загрязняющими веществами явились тяжелые металлы (ТМ) и нефтепродукты (НП).
Ключевые слова: малые реки; мониторинг водных объектов; река; водные ресурсы; загрязнение рек.
Одной из наиболее актуальных проблем современной экологической науки является прогрессирующее загрязнение бассейнов малых рек. Особая роль малых рек заключается в том, что малые реки формируют средние и крупные реки, предопределяя их экологическую чистоту. Любые, даже малозначительные события, происходящие в бассейнах и долинах малых рек, оказывают влияние на формируемые на их основе речные системы более высоких порядков. Поэтому без анализа процессов, затрагивающих малые реки невозможно понять и оценить экологическое состояние более крупных рек.
Малые реки являются наиболее чувствительным элементом любой
гидрографической сети. Они первыми реагируют на хозяйственную деятельность человека и могут служить индикаторами общего состояния территорий, на которых они протекают.
В 2013-2014 г. на кафедре промышленной экологии РХТУ им. Менделеева было выполнено обследование малой реки Серебрянки. Помимо полевого обследования был проведен гидрохимический анализ воды с последующим выявлением трендов концентраций загрязняющих веществ.
Серебрянка - река на северо-востоке Москвы, левый приток реки Хапиловки. Общая длина 12 км, в черте Москвы - 8,6 км, в том числе 3,7 км в открытом русле. Площадь бассейна около 30 км2. Средний расход воды 0,028 м3/с [1]. Серебрянка, обладает разветвлённой системой небольших притоков, сохранившихся в Измайловском лесном массиве или заключённых в подземные коллекторы вне леса. Её основными правыми притоками являются Липитинский ручей, Косинский ручей и Стеклянка; левыми - Чёрный ручей, Красный ручей и Благуша [2].
По результатам предварительного полевого обследования реки в период осеннего паводка на реке было выбрано 7 точек пробоотбора. Анализ проб воды, отобранных в октябре 2013 года, проводился по следующим показателям:
Показатель Нормативный документ
ХПК РД 52.24.421-2012
Растворенный кислород ПНД Ф 14.1:2.101-97
рН ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97
Нитраты ПНД Ф 14.1:2.4-95
Нефтепродукты ПНД Ф 14.1:2.168-2000
АСПАВ ПНД Ф 14.1:2:4.15-95
Фосфаты ПНД Ф 14.1:2:4.248-07
Цинк ПНД Ф 14.1:2:4.214-06
Железо
Медь
Аммоний-ион ПНД Ф 14.1:2.1-95
Взвешенные вещества ПНД Ф 14.1:2.110-97
Выбор перечня показателей обусловлен наблюдениями во время проведения полевых исследований. Выбор перечня показателей, определенных в апреле 2014 году, обусловлен результатами анализа проб, отобранных в октябре 2013 г., в которых наибольшая кратность превышения ПДК наблюдалась для тяжелым металлов и нефтепродуктов. Исходя из этого, пробы воды, отобранные в апреле 2014 года, было решено анализировать на содержание тяжелых металлов и нефтепродуктов. Кроме того было увеличено число точек пробоотбора. Значение показателей по течению реки представлено в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Содержание загрязняющих веществ в реке Серебрянка (октябрь 2013 г.)
Показатель, мг/дм3 (кроме рН) ПДК р.х.* ПДК х.п.* Номер точки пробоотбора
1 2 3 4 5 6 7
Активная реакция (рН) 6,5-8,5 6,0-9,0 8,1 8,2 8,4 8,3 8,3 8,4 8,4
Кислород раств. > 4 > 4 6,4 6,6 7,9 7,3 7,3 7,7 7,7
Взвешенные вещества Фон+ 0,75 Фон+ 0,75 62 55 6 9 5 20 13
ХПК 30 5 56,6 68,1 48,9 49,9 52,8 49,9 54,7
Нитраты 40 45 10,2 9,7 7,7 7,9 8,9 9,7 11,3
Аммоний-ион 0,5 1,5 6,74 6,49 2,95 3,71 4,22 3,71 3,71
Хлориды 300 350 58,2 49,5 62,3 66,1 59,7 68,8 75,3
Фосфаты 0,05 3,5 0,26 0,14 0,26 0,29 0,20 0,14 0,26
Нефтепродукты 0,05 0,1 5,69 2,92 1,42 1,39 1,69 0,93 1,33
Анионные СПАВ 0,5 1,4 0,4 0,41 0,27 0,33 0,32 0,27 0,29
Цинк 0,01 1 0,112 0,080 0,051 0,050 0,043 0,044 0,037
Железо общее 0,1 0,3 2,16 1,44 0,66 0,76 0,77 0,73 0,82
Медь 0,001 1 0,036 0,023 0,010 0,011 0,013 0,009 0,009
Таблица 2
Содержание загрязняющих веществ в реке Серебрянка (апрель 2014 г.)
Показатель, мг/дм3 (кроме рН) ПДК р.х.* ПДК х. п.* Номе р точки пробоотбора
1 2 3 4 5 6 7 8
Активная реакция (рН) 6,58,5 6,0-9,0 7,5 7,7 7,8 7,7 7,7 7,6 7,6 7,7
Взвешенные вещества 10,75 10,75 13 12 22 2 17 45 14 24
ХПК 30 5 58,6 48,0 45,1 46,1 49,0 45,1 46,1 50,9
Аммоний-ион 0,5 1,5 1,2 <0,1 <0,1 <0,1 1,5 2,7 2,9 2,8
Хлориды 300 350 68,3 55,3 52,4 52,3 53,9 48,1 46,9 40,6
Нефтепродукты 0,05 0,1 0,26 0,39 0,21 0,21 0,57 0,42 0,36 1,39
Анионные СПАВ 0,5 1,4 0,035 <0,01 0,11 <0,01 0,026 0,270 0,110 0,510
Цинк 0,01 1 0,051 0,065 0,064 0,070 0,050 0,056 0,057 0,058
Железо общее 0,1 0,3 0,61 0,64 0,70 0,56 0,62 0,92 0,68 0,80
Активная реакция (рН) 6,58,5 6,0-9,0 7,6 7,7 7,4 7,5 7,8 7,9 7,7 7,7
Взвешенные вещества 10,75 10,75 157 134 149 136 118 121 117 131
ХПК 30 5 138 53,3 50,6 82,3 119,6 48,9 45,0 44,1
Аммоний-ион 0,5 1,5 1,8 2,1 2,1 2,7 3,1 3,1 3,1 5,7
Хлориды 300 350 73,9 79,4 82,2 94,5 103,3 104,4 108,5 287,3
Нефтепродукты 0,05 0,1 0,48 0,37 0,38 0,23 0,17 0,13 0,14 0,26
Анионные СПАВ 0,5 1,4 0,44 0,26 0,29 0,23 0,22 0,20 0,19 0,19
Цинк 0,01 1 0,02 0,036 0,016 0,018 0,020 0,066 0,031 0,044
Железо общее 0,1 0,3 0,2 0,2 1,5 1,2 0,4 0,2 0,15 0,18
* - [3,4]
Основной характеристикой качества воды был принят гидрохимический индекс загрязнения воды, который является аддитивным показателем и представляет собой среднюю долю превышения ПДК по строго лимитированному числу индивидуальных ингредиентов. В таблицах 3 и 4 представлены результаты расчета ИЗВ во время осеннего паводка и весеннего половодья.
Средний ИЗВ во время осеннего поводка равен 9,1, следовательно, вода реки Серебрянка относится к VI классу качества воды - очень грязные.
Таблица 3
ИЗВ и класс качества воды в реке Серебрянка _(октябрь 2013 г.)
№ створа ИЗВ Класс качества воды
1 20,6 VII Чрезвычайно грязные
2 12,6 VII Чрезвычайно грязные
3 6,0 V Грязные
4 6,4 VI Очень грязные
5 7,1 VI Очень грязные
6 5,2 V Грязные
7 6,0 V Грязные
Таблица 4
ИЗВ и класс качества воды в реке Серебрянка (апрель
2013 г.)
№ створа ИЗВ Класс качества воды
1 3,7 IV Загрязненные
2 3,7 IV Загрязненные
3 3,4 IV Загрязненные
4 3,1 IV Загрязненные
5 4,2 V Грязные
6 4,8 V Грязные
7 4,1 V Грязные
8 6,9 VI Очень грязные
9 6,8 VI Очень грязные
10 4,7 V Грязные
11 6,1 VI Очень грязные
12 6,1 VI Очень грязные
13 5,8 V Грязные
14 4,5 V Грязные
15 3,9 IV Загрязненные
16 6,4 VI Очень грязные
Средний ИЗВ во время осеннего поводка равен 4,9, таким образом, воду в реке Серебрянка в период весеннего паводка можно отнести к V классу - грязная.
На рисунке 1 представлено изменение значений ИЗВ от истока реки к устью.
По результатам гидрохимических исследований видно, что величина таких показателей как: ХПК, АСПАВ, амоний-ион, железо - в целом почти не подвержена сезонным изменениям. Снижение значения показателя рН в среднем на 0,6 ед.рН объясняется разбавление воды в реке во время весеннего паводка. Интересно, что концентрация хлоридов в весеннее время значительно превышает концентрацию в период осеннего половодья. Причиной таких колебаний концентрации могут быть противогололедные реагенты, в состав которых часто входит поваренная соль. С талой водой в период снеготаяния, а далее и с ливневым стоком с поверхности противогололедные реагенты, растворяясь в них, в итоге попадают в реку.
Изменение IIЗВ по створаы
м
25 20 15 10 5 0
I
\
!
I
ВО
12345678 9 10111213141516 Номер точки пробоотбора
■ октябрь 2013 % лпрйчь2014 Рис. 1. Динамика изменения ИЗВ по длине реки
В изменении таких показателей как: нефтепродукты и тяжелые металлы -прослеживаются общие закономерности. Мы заметили, что концентрации этих загрязняющих веществ напрямую связаны с концентрацией взвешенных веществ в воде реки.
СООТНОШЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
-взв
-нп
-гп
-Си
2 3 4 5 6 7 НОМЕР ТОЧКИ ПРОБООТБОРА
Рис. 2. Соотношение концентраций взвешенных веществ, нефтепродуктов и тяжелых металлов Объяснить это можно тем, что ТМ и НП сорбируются на взвешенных частицах и на их поверхности переносятся водными массами. На рис.2 содержание взвешенных вещества
выделено толстой линией.
Особенно следует отметить чрезвычайно высокие концентрации нефтепродуктов в воде. В период осеннего паводка кратность превышения ПДК по данному показателю достигает 30 и более раз, в период весеннего половодья до 13. Такие высокие концентрации НП объясняются тем, что : река протекает на территории строительного рынка, на реке расположено множество автозаправочных станций и автомобильных моек, река большой своей частью течет в коллекторе под жилыми застройками. С территорий АЗС и моек возможен ливневый сток, а так же несанкционированный сброс отработанных вод, содержащих НП в большом количестве. В коллекторе так же возможен о внесение НП , отследить которое практически невозможно.
Таким образом, на основании проведенных исследований было выявлено, что:
- по данным за октябрь 2013 года наиболее загрязненными створами реки являются 1 и 2;
- по данным за апрель 2014 года - 8,9,11,12,16.
- в воде реки Серебрянка имеются превышения ПДК по таким показателям как: ХПК, нефтепродукты, тяжелые металлы, взвешенные вещества, аммоний-ион.
- класс качества воды в реке колеблется от очень грязной в период осеннего паводка, до грязной в период весеннего половодья.
Елецкая Александра Юрьевна аспирантка кафедры промышленной экологии РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Барабаш Юлия Александровна студентка кафедры промышленной экологии РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Тихонова Ирина Олеговна к.т.н., доцент кафедры промышленной экологии РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Литература
1. Проект малые реки Москвы, [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://mosriver.narod.ru/serebro.htm (дата обращения 16.05.14).
2. Московские парки [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://moscowparks.narod.ru/. (дата обращения 16.05.2014).
3. Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения: Приказ Росрыболовства от 18.01.2010 № 16326 // Минюст РФ.- 2010.- №20.
4. Гигиенические нормативы: ГН 2.1.5.1315-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. [Текст].- Москва: Минюст России, 2003.
Eletskaya Alexandra Yurievna, Barabash Yuliya Alexandrovna, Tihonova Irina Olegovna
Mendeleev University of Chemical Technology of Russia * e-mail: astra-s@bk.ru
THE ECOLOGICAL SURVEY OF SMALL RIVERS OF MOSCOW - SEREBRYANKA
Abstract
In 2013-2014 we took out a survey of Moscow small river name Serebryanka. One of the goals of our observation was to determine possible pollutants of this river and to identify possible ways of pollution. According to the results of our survey, the main pollutants are heavy metals and petroleum products. The main sources of pollution are traffic arteries and anthropogenic activity.
Key words: small rivers; water pollution; river; survey of water resources.
