CC BY
18УДК504.423:543.3
М.А. Каспарова,А.Ш. Рамазанов,И.В. Сараева
Гидрохимическая оценка качества морских вод в административных границах
г. Махачкала
Дагестанский государственный университет; a_ramazanov_@mail.ru
Приведены результаты определения гидрохимических показателей 16 проб морских вод, отобранных в пределах административной границы г. Махачкалы 10-11 января 2012 года. Качество исследуемых проб оценено по показателюиндекса загрязненности воды и расчетом коэффициентакомплексной загрязненности.
Установлено, что морская вода, отобранная в шести пунктах, относится по качеству к умеренно загрязненной^ восьми пунктах - к загрязненной, по одной пробе - к оченьгрязной и чрезвычайно грязной.
Ключевые слова:морская вода,качество, индекс загрязненности воды, коэффициент комплексной загрязненности воды.
Введение
Одна из актуальных проблем Российской Федерации - сохранение уникальной экосистемы Каспийского моря, имеющего важное геополитическое, экономическое и экологическое значение.
Каспийское море обладает богатыми водными биологическими ресурсами, в его бассейне сосредоточено около 80 % мировых запасов ценных осетровых рыб.
Шельф Каспийского моря располагает значительными запасами углеводородного сырья, освоение которых будет способствовать экономическому развитию как Республики Дагестан, так и Российской Федерации в целом. При проведении работ по добыче шельфовых запасов углеводородного сырья необходимо выработать оптимальную стратегию природопользования с целью сохранения баланса интересов экономики и экологии, минимизации ущерба окружающей среде.
Целью настоящей работы являлась гидрохимическая оценка качества прибрежных морских вод в административных границах города Махачкалы.
Экспериментальная часть
Объектами исследования являлисьпробы вод, отобранных 10-11 января 2012 года с различных участков береговой зоны Каспийского моря в пределах г. Махачкалы (рис. 1).
Отбор проб вод Каспийского моря осуществляли в соответствии с требованиями Международной организации по стандартизации (ИСО) по методике «Руководство по отбору проб морской воды» ИСО 5667-9 [1].
Для фиксации свойств воды и веществ, находящихся в ней, консервацию проб воды осуществляли в момент их отбора. Тогда же определяли и температуру воды.
Химический анализ проб вод производили в лаборатории в соответствии с методи-ками,утвержденными Международной организацией по стандартизации (ИСО) [1] и изложенными в Руководящем документе РД 52.10.243-92 [2].
Рис.1. Карта береговой зоны г. Махачкалы: 1 - городской пляж города Каспийска; 2 - санаторий
«Дагестан»; 3 - загородный пляж у ипподрома; 4 - ГК «Джами»; 5 - пляж «Металлоснаб»; 6 - берег ГНС; 7 - газетный комплекс; 8 - ЛОК «Белый медведь»; 9 - городской пляж города Махачкалы; 10 - торговый порт; 11 -волнолом у ж/д переезда; 12 - пляж «Березка»; 13 - пляж «Черные камни»; 14 - пляж «Караман-2»; 15 - устье реки Шура-Озень; 16 - берег моря у реки Сулак
Определение величины рН воды проводили потенциометрическим методом на рН-метре рН-150 МИ [1,2].
Содержание растворенного кислорода, сероводорода, щелочности, хлорид-ионов, сульфат-ионовопределяли методом титрования [1].
Соленость исследуемых проб вод устанавливали определением сухого остатка [1].
Содержание фосфатов, нитритов,нитратов,аммонийного азота, кремния определяли спектрометрическим методом [1] наспектрофотометре SPECORD 210 (Апа1у^Ыепа, Германия).
Массовую концентрацию нефтепродуктов, фенолов, синтетических поверхностно-активными веществ (СПАВ),общее содержание органических веществ (ХПК)определяли флуориметрическим методом [3,4] на анализаторе жидкости «Флюа-рат-02-3М» с термореактором «ТЕРМИОН».
Содержание тяжелых металлов в пробах воды определяли атомно-абсорбционным методом в режиме электротермической атомизации на спектрометре соПх АА 700 (Апа-1уйЫепа, Германия).
Результаты и их обсуждение
Для установления качества морских вод в административных пределах Махачкалы в период с 10 по 11 января 2012 г. отобраны пробы в шестнадцати пунктах, результаты их анализов представлены в табл. 1,2.
Из данных, представленных в табл.1, следует, что по показателям рН все пробы морских вод соответствуют нормативным требованиям. Температура морской воды в основномколебалась в пределах 3-5 0С. Незначительное превышение температуры (8,9 0С) наблюдалось в пробах, отобранныху городской насосной станции (ГНС) и лечебно-оздоровительного комплекса (ЛОК) «Белый медведь».
Соленость морской воды менялась в широких пределах - от 0,84 (точка впадения р. Шура-Озень) до 11,2 г/дм3 (городской пляж Махачкалы). Наблюдается явная тенденция снижения солености морских вод в точках сброса сточных вод - городской пляж Каспийска, ЛОК «Белый медведь», ГНС и т. д.
По содержанию растворенного кислорода пробу морской воды, отобранную у ЛОК «Белый медведь», можно отнести к очень загрязненной - 2,9 мг/дм3 [5].
Ниже предельно допустимых концентраций (ПДК) содержание кислорода обнаружено в пробах морских вод, отобранных у ГНС - 3,1 мг/дм3, на пляже «Черные камни» -3,5 мг/дм3. В остальных пробах содержание растворенного кислорода колебалось от 4 (точка впадения р. Шура-Озень) до 10,7 мг/дм3 (загородный пляж у ипподрома).
По гидрохимическим требованиям в морских водах присутствие сероводорода недопустимо, однако во всех проанализированных пробах морских вод обнаружено сероводорода от 0,6 (гостиничный комплекс «Джами») до 2,7 мг/дм3 (городской пляж Махачкалы).
Содержание фосфатов колебалось в пределах от 0,4до 36 ПДК.Только в пробах, отобранных у санатория «Дагестан» - 0,02 мг/дм3, на пляже «Черные камни» - 0,03 мг/дм3 и у устья реки Сулак - 0,04мг/дм3 содержание фосфатов было ниже ПДК. Значительное превышение ПДК по фосфатам обнаружено в пробах вод, отобранных у волнолома железнодорожного переезда - 36 ПДК, ЛОК «Белый медведь» - 28 ПДК, на пляже «Березка» - 8,8 ПДК, городском пляже Махачкалы - 6,2 ПДК, пляже ГК «Джами» - 3,2 ПДК.
По содержанию нитратов все пробы соответствую требованиям ПДК.
Нитриты в пробах вод присутствовали в интервале значений от 0,01 до 0,12 мг/дм3. Содержание нитритов, превышающее ПДК, обнаружено в пробах морской воды у ЛОК «Белый медведь»и ГНС 1,6 и 1,1 раза соответственно.
По содержанию аммонийного азота нормативным требованиям не соответствовали пробы морских вод у ЛОК «Белый медведь» - 20 ПДК, ГНС - 16 ПДК, пляжа «Березка» -1,3 ПДК.
Концентрация нефтепродуктов колебалась в пределах от 0,01 до 0,07 мг/дм3. Наиболее загрязненными нефтепродуктами оказались пробы морских вод, отобранные у ЛОК «Белый медведь» - 1,4 ПДК, в торговом порту Махачкалы - 1,2 ПДК и у санатория «Дагестан» - 1 ПДК.
Все проанализированные пробы морских вод содержали фенолы в пределах от 5 до 11 ПДК. Наиболее загрязненными из них были пробы воды, отобранные у ЛОК «Белый медведь» - 11 ПДК, ГНС-9 ПДК.
Все проанализированные пробы сильно загрязнены СПАВ, превышениеПДК составляло от 2 (берег моря около устья р. Сулак) до 100 раз (городской пляж Махачкалы).
Значения ХПК, которые являются интегральным показателем загрязненности вод органическими соединениями, колебались в пределах от 10 (точка впадения р. Шура-Озень) до 290 мг/ дм3 (ЛОК «Белый медведь»). Очень высокое содержание органических загрязнений обнаружено в пробах морских вод, отобранных в торговом порту Махачкалы - 260 мг/дм3 и у санатория «Дагестан» - 280 мг/дм3.
Содержание тяжелых металлов(^, РЬ, Си, Со, №, Сг, Zn, Мп) во всех проанализированных пробах морских вод ниже соответствующих ПДК. Содержание железа в семи пробах колебалось в пределах от 1,4 (точка впадения р. Шура-Озень)до 5,4 (ЛОК «Белый медведь») ПДК (табл. 2).
Таблица 1. Гидрохимические показатели проб морских вод, отобранных 10-11 января 2012 г. в пределах г. Махачкалы
Объект исследования СС рН соленость, г/дм3 мг/дм3
щелочность 02 сероводород фосфаты нитраты нитриты хлориды сульфаты аммоний кремний нефтепродукты фенолы о « В X СПАВ
1. Городской пляж г. Каспийска 5 8,3 1,8 195 8,5 1,4 0,05 0,83 0,02 3370 1480 0,04 0,4 0,03 0,005 10 7,2
2. Санаторий «Дагестан» 3 8,2 8,9 207 6,1 0,9 0,02 0,77 0,01 3730 1700 сл. 0,6 0,05 0,005 280 7,7
3. Загородный пляж у ипподрома 5 7,9 9,0 207 10,7 1,7 0,05 0,85 0,02 3370 1410 сл. 0,4 0,04 0,005 50 4,0
4. ГК «Джа-ми» 5 8,2 8,8 207 4,4 0,6 0,16 0,07 0,02 3230 1963 0,24 0,8 0,04 0,006 30 7,5
5. Пляж «Ме-галлоснаб» 5 6,5 8,7 201 6,4 1,4 0,07 0,17 0,03 3200 1980 0,05 0,6 0,03 0,006 40 4,2
6. Берег ГНС 8 7,3 5,5 207 3,1 1,7 0,09 0,4 0,09 2060 1313 8 1,3 0,03 0,009 20 7,9
7. Газетный комплекс 5 8,2 9,0 201 4,3 1,4 0,06 0,83 0,02 3340 1385 0,06 0,4 0,02 0,005 10 3,3
8. ЛОК «Белый медведь» 9 7,8 3,5 207 2,9 0,9 1,4 1,17 0,13 1240 1302 10 1,6 0,07 0,011 290 9,2
9. Городской пляж г. Махачкалы 4 8,2 11,2 207 5,1 2,7 0,31 0,64 0,01 3730 1560 0,10 0,5 0,02 0,005 80 10
10. Торговый порт 7 8,2 10,5 201 4,5 2,0 0,08 1,2 0,01 3550 1506 0,14 0,9 0,06 0,006 260 6,2
11. Волнолом у ж/д переезда 5 8,3 8,6 195 4,3 1,4 1,8 0,18 0,02 3230 1931 0,09 0,6 0,03 0,007 50 9,1
12. Пляж «Березка» 6 8,2 7,6 201 4,5 1,4 0,44 2,1 0,07 2770 1573 0,67 0,7 0,02 0,005 40 8,0
13. Пляж «Черные камни» 5 8,2 10,0 207 3,5 1,7 0,03 0,96 0,01 3160 1355 0,12 0,8 0,03 0,005 50 7,8
14. Пляж «Караман-2» 5 8,2 8,7 201 5,1 1,1 0,07 0,01 0,02 3340 1412 сл. 0,6 0,01 0,005 20 4,2
15. 120 м левее устья р. Шура-Озень 5 7,5 0,84 165 4,0 1,4 0,06 3,7 0,07 96 422 0,01 2,0 0,03 0,005 10 4,3
16. Берег моря на 250 м правее р. Сулак 5 7,9 10,6 244 6,0 0,9 0,04 0,72 0,02 3540 2760 0,06 1,1 0,01 0,005 70 0,2
17. ПДК 6,5 8,5 < 4,0 0,05 40,0 0,08 0,5 0,05 0,001 0,1
Таблица 2. Содержание тяжелых металлов в пробах морских вод, отобранных 10-11 января 2012 г. в пределах г. Махачкала
Объект исследования -5 - « s § 3 « fj § -5 - и и = s а и Медь, мг/дм3 Кобальт, мг/дм3 3 3м д/ /г ьле и S Я 3м д/ /г о а X 3м д/ /г и = S а Марганец, мг/дм3 3 3м д/ /г © е еле К
1. Городской пляж Каспийска 0,0001 0,0003 0,0005 0,0002 0,0001 0,0002 0,004 0,0005 0,01
2. Санаторий «Дагестан» 0,0002 0,0001 0,0011 0,0002 0,0001 0,0002 0,002 0,0005 0,02
3. Загородный пляж у ипподрома 0,0001 0,0003 0,0003 0,0002 0,0001 0,0001 0,003 0,0008 0,01
4. ГК «Джами» 0,0002 0,0002 0,0011 0,0003 0,0002 0,0001 0,001 0,001 0,10
5. Пляж «Металлоснаб» 0,0002 0,0002 0,0011 0,0002 0,0002 0,0002 0,003 0,0013 0,10
6. Берег ГНС 0,0003 0,0001 0,001 0,0003 0,0002 0,0001 0,002 0,0014 0,21
7. Газетный комплекс 0,0001 0,0002 0,0003 0,0002 0,0001 0,0001 0,002 0,0006 0,01
8. ЛОК «Белый медведь» 0,0002 0,0001 0,0006 0,0003 0,0001 0,0001 0,004 0,001 0,27
9. Городской пляж Махачкалы 0,0001 0,0001 0,0004 0,0003 0,0001 0,0002 0,002 0,0012 0,01
10. Торговый порт 0,0001 0,0001 0,0006 0,0003 0,0003 0,0001 0,002 0,0011 0,01
11. Волнолом у ж/д переезда 0,0002 0,0003 0,0007 0,0002 0,0001 0,0001 0,003 0,0013 0,10
12. Пляж «Березка» 0,0003 0,0002 0,0004 0,0002 0,0001 0,0001 0,002 0,0008 0,11
13. Пляж «Черные камни» 0,0001 0,0003 0,001 0,0003 0,0003 0,0001 0,004 0,001 0,01
14. Пляж «Караман-2» 0,0002 0,0002 0,0008 0,0002 0,0001 0,0001 0,001 0,0005 0,03
15. 120 м от устья р. Шура-Озень 0,0002 0,0003 0,0005 0,0003 0,0001 0,0001 0,002 0,0005 0,08
16. Берег моря на 250 м правее р. Сулак 0,003 0,001 0,003 0,003 0,003 0 0,006 0 0,08
17. ПДК 0,01 0,01 0,005 0,005 0,01 - 0,05 0,05 0,05
Оценку качества морской водыпроводили по показателюиндекса загрязненности воды (ИЗВ), который является аддитивным коэффициентом и представляет собой среднюю долю превышения ПДК индивидуальных ингредиентов [5].
ИЗВ=
cj
где Ci - концентрация компонента; n - число показателей, используемых для расчета индекса; ПДК - установленная величина норматива для соответствующего типа водного объекта.
Предварительную оценку степени загрязненности проб морских вод также проводили с помощью расчета коэффициентакомплексной загрязненности воды К[5].
Kfi= ^ ■ 100 %,
где Kf¡ - коэффициент комплексной загрязненности воды в f-м результате анализа для j-го створа;^/ - количество нормируемых ингредиентов и показателей качества воды, содержание или значение которых превышает соответствующие им ПДК в f-м результате анализа для j-го створа; Nj - общее количество нормируемых ингредиентов и показателей качества воды, определенных в f-м результате анализа для j-го створа.
В табл. 3 представлены результаты оценки качества проб морской воды отобранных в 16 пунктах от городского пляжа Каспийска до впадения р. Сулак.
Таблица 3. Классы качества и категории морской воды в пределах г. Махачкалы
Объект исследования ИЗВ Качество вод К Категория воды
1. Городской пляж Каспийска 1,78 умеренно загрязненные III 17,4 II загрязненность по 4 ингредиентам
2. Санаторий «Дагестан» 1,81 умеренно загрязненные III 21,7 II загрязненность по 5 ингредиентам
3. Загородный пляж у ипподрома 1,64 умеренно загрязненные III 21,7 II загрязненность по 5 ингредиентам
4. ГК «Джами» 2,96 загрязненные IV 26,1 II загрязненность по 6 ингредиентам
5. Пляж «Металлоснаб» 1,91 умеренно загрязненные III 26,1 II загрязненность по 6 ингредиентам
6. Берег ГНС 8,82 очень грязные VI 34,8 II загрязненность по 8 ингредиентам
7. Пляж у газетного комплекса 2,81 загрязненные IV 21,7 II загрязненность по 5 ингредиентам
8. Берег ЛОК «Белый медведь» 11,5 чрезвычайно грязные VII 43,5 III загрязненность по 10 ингредиентам
9. Городской пляж Махачкалы 3,34 загрязненные IV 21,7 II загрязненность по 5 ингредиентам
10. Торговый порт 3,0 загрязненные IV 26,1 II загрязненность по 6 ингредиентам
11. Волнолом у ж/д переезда 3,11 загрязненные IV 26,1 II загрязненность по 6 ингредиентам
12. Пляж «Березка» 3,70 загрязненные IV 30,4 II загрязненность по 7 ингредиентам
13. Пляж «Черные камни» 3,60 загрязненные IV 21,7 II загрязненность по 5 ингредиентам
14. Пляж «Караман-2» 1,95 умеренно загрязненные III 17,4 II загрязненность по 4 ингредиентам
15. 120 м от устья р. Шура-Озень 2,66 загрязненные IV 26,1 II загрязненность по 6 ингредиентам
16. Берег моря на 250 м правее р. Сулак 1,58 умеренно загрязненные III 17,4 II загрязненность по 4 ингредиентам
Из данных химического анализа (табл.1,2), расчета индекса ИЗВ и коэффициента К (табл. 3) следует что морская вода отобранная в шести пунктах (городской пляж Каспийска, санаторий «Дагестан», загородный пляж у ипподрома,пляж «Металлоснаб», пляж «Караман-2» и берег моря на 250 м правее р. Сулак) относятся по качеству к умеренно загрязненным - III классу, категории - II, в которых содержание от 4 до 6 компонентов превышает ПДК.
По ИЗВ кГУ классу качества - загрязненные относится морская вода, отобранная из восьми пунктов (табл. 3).В этих пробах наблюдается превышения ПДК от 5 до 7 компонентов(табл.1,2) и по коэффициенту К их можно отнести ко II категории загрязненности.
Очень грязной по ИЗВ (VI класс качества) оказалась проба морской воды, отобранная рядом с ГНС - загрязненность по восьми ингредиентам, чрезвычайногрязной по ИЗВ (VII класс качества) проба ЛОК «Белый медведь» - загрязненность по десяти компонентам (табл.1,2). Причем по коэффициенту комплексной загрязненности воды проба, отобранная у ЛОК «Белый медведь» относится к III (максимальной) категории загрязненности воды (табл.3).
Полученные данные можно рассматривать как первичный материал для дальнейшего мониторинга состояния вод Каспийского моряв административных границах города Махачкала при масштабных работах по разведке и добыче нефти и другой хозяйственной деятельности.
Литература
1. Фомин Г.С. ВОДА. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам. Энциклопедический справочник. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Протектор, 2000. - 848 с.
2. Руководство по химическому анализу морских вод. РД 52.10.243-92. - СПб: Гидрометеоиздат, 1993. - 264 с.
3. Методические указания по измерению массовой концентрации нефтепродуктов флуориметрическим методом в пробах питьевой воды и воды поверхностных и подземных источников водопользования. МУК 4.1.068 - 96].
4. Методические указания по измерению массовой концентрации фенолов общих и летучих флуориметрическим методом в пробах питьевой воды и воды поверхностных и подземных источников водопользования. МУК 4.1.069 - 96].
5. Руководящий документ. Методические указания. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. РД 52.24.643-2002. - М.: Росгидромет, 2004. - 21 с.
Поступила в редакцию 11 октября 2013 г.
Sea water hydrochemical quality within Makhachkala administrative boundaries
KasparovaM.A., Ramazanov A.Sh., Saraeva I. V.
Dagestan State University; a_ramazanov_@mail.ru
The article presents the results ofdeterminationof hydrochemical characteristicsof 16 samplesof sea watercollectedwithin the administrativeboundaries ofthe city of Makhachkalaon 10-11January 2012. Their quality was evaluatedin terms ofwater pollution indexand by calculating a total contamination coefficient.
It has been established thatsea watersampledin six areas ismoderately polluted, in eight areas it is contaminated, one sample is verydirty and one more is extremely dirty.
Keywords: sea water, quality, water pollution index, total water contamination coefficient
Received Octoberll, 2013
