CC BY
29
SCIENCE TIME
■
ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ БАССЕЙНА РЕКИ УРАЛ (В ПРЕДЕЛАХ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ)
Манаев Эмиль Фанилевич, Башкирский государственный университет, г. Уфа
E-mail: diehappyru@gmail.com
Фатхутдинова Регина Шамилевна, Башкирский государственный университет, г. Уфа
E-mail: regishka1503@yandex.ru
Аннотация. Данная статья посвящена проблемам загрязнения водных объектов бассейна реки Урал в результате антропогенного влияния. В статье приведена классификация рек изучаемой территории по удельному комбинаторному индексу загрязнения воды, которые отражены в тематической карте.
Ключевые слова: бассейн реки Урал, УКИЗВ, загрязнение рек, тематическая картография, экологическое картографирование.
Бассейн реки Урал в пределах Республики Башкортостан характеризуется довольно сложной водохозяйственной и экологической обстановкой. Для бассейна р. Урал характерна высокоразвитая промышленность в северной части до г. Оренбурга, в южной части наряду с промышленностью развито сельское хозяйство. В промышленном комплексе особенно велика роль электроэнергетики, черной и цветной металлургии, химической промышленности, а также машиностроения и металлообработки при значительном развитии пищевой и легкой промышленности.
В бассейне р. Урал размещаются крупные промышленные узлы: Магнитогорский в Челябинской области (Магнитогорский металлургический комбинат; ОАО «Магнитстрой»); Оренбургский, Орский и Медногорский в Оренбургской области (Ириклинская ГРЭС - самый крупный водопользователь промышленности; предприятия топливной промышленности - Оренбургнефть, Орскнефтесинтез, Оренбурггазпромэнерго; предприятия цветной металлургии -
1 SCIENCE TIME 1
комбинат «Южуралникель», Гайский горно-обогатительный комбинат; предприятия - Орск-Халиловский металлургический комбинат, Медногорский медно-серный комбинат), а также предприятия городов Учалы, Сибай, Миндяк (Республика Башкортостан) [3].
Промышленные объекты, сосредоточенные в определенных узлах и центрах при ограниченности водных ресурсов, оказывают отрицательное влияние на качественное состояние вод. Загрязненные участки рек, простирающиеся иногда на большие расстояния, ухудшают условия водоснабжения населенных пунктов, затрудняют использование вод для культурно-бытовых и оздоровительных целей, наносят экологический и экономический ущерб.
Положительным является то, что на изучаемой территории в последнее время обнаруживается некоторое снижение загрязнения, обусловленное внедрением прогрессивных методов в технологию производства, увеличением объемов оборотного водоснабжения, соблюдением мер по дальнейшему улучшению и оздоровлению санитарного состояния.
Приведенный в данной работе метод комплексной оценки степени загрязненности воды по УКИЗВ позволяет однозначно оценить загрязненность воды одновременно по широкому перечню ингредиентов и показателей качества вод, классифицировать воду по степени загрязненности.
УКИЗВ - комплексный относительный показатель степени загрязненности поверхностных вод. Он условно оценивает (в виде безразмерного числа) долю загрязняющего эффекта, вносимую в среднем одним из ингредиентов состава воды, в общую загрязненность воды, обусловленную одновременным присутствием ряда загрязняющих веществ [4]. УКИЗВ рассчитывается как средний обобщённый оценочный балл по всем анализируемым показателям. Классы качества воды по значению УКИЗВ представлена в таблице 1.
Удельный комбинаторный индекс загрязненности воды определяется по следующей формуле:
где Sj- удельный комбинаторный индекс загрязненности воды в j-м створе;
Sj - комбинаторный индекс загрязненности воды в j-м створе; К] - число учитываемых в оценке ингредиентов.
Для оценки качества воды в реках и водоёмах их разделяют по загрязнённости на несколько классов. Классы основаны на интервалах удельного
1 SCIENCE TIME 1
комбинаторного индекса загрязненности воды (УКИЗВ) в зависимости от количества критических показателей загрязнённости (КПЗ) (табл.1).
Значение УКИЗВ определяется по частоте и кратности превышения ПДК по нескольким показателям и может варьировать в водах различной степени загрязненности от 1 до 16 (для чистой воды 0). Большему значению индекса соответствует худшее качество воды. Анализируются следующие показатели [1]: растворенный в воде кислород, биохимическое потребление кислорода (БПК5), химическое потребление кислорода (ХПК), фенолы, нефтепродукты, нитрит-ионы (К02), нитрат-ионы (К03), сульфаты, аммоний-ион (ЫН4+), железо общее, медь (Си2+), цинк ^п2+), никель (№2+), марганец (Мп2+), хлориды.
Таблица 1
Классификация качества воды водотоков по значению удельного комбинаторного
индекса загрязненности воды (УКИЗВ) [5]
Класс и разряд Хар-ка состояния загрязненности воды Удельный комбинаторный индекс загрязненности воды
В зависимости от числа учитываемых КПЗ
Без учета числа КПЗ 1 (R = 0,9) 2 (R = 0,8) 3 (R = 0,7) 4 (R = 0,6) 5 (R = 0,5)
1-й условно чистая 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
2-й слабо загрязненная (1; 2] (0,9; 1,8] (0,8; 1,6] (0,7; 1,4] (0,6; 1,2] (0,5; 1,0]
3-й загрязненная (2; 4] (1,8; 3,6] (1,6; 3,2] (1,4; 2,8] (1,2; 2,4] (1,0; 2,0]
разряд «А» загрязненная (2; 3] (1,8; 2,7] (1,6; 2,4] (1,4; 2,1] (1,2; 1,8] (1,0; 1,5]
разряд «Б» очень загрязненная (3; 4] (2,7; 3,6] (2,4; 3,2] (2,1; 2,8] (1,8; 2,4] (1,5; 2,0]
4-й грязная (4; 11] (3,6; 9,9] (3,2; 8,8] (2,8; 7,7] (2,4; 6,6] (2,0; 5,5]
разряд «А» грязная (4; 6] (3,6; 5,4] (3,2; 4,8] (2,8; 4,2] (2,4; 3,6] (2,0; 3,0]
разряд «Б» грязная (6; 8] (5,4; 7,2] (4,8; 6,4] (4,2; 5,6] (3,6; 4,8] (3,0; 4,0]
1 SCIENCE TIME 1
продолжение таблицы 1
разряд «В» очень грязная (8; 10] (7,2; 9,0] (6,4; 8,0] (5,6; 7,0] (4,8; 6,0] (4,0; 5,0]
разряд «Г» очень грязная (8; 11] (9,0; 9,9] (8,0; 8,8] (7,0; 7,7] (6,0; 6,6] (5,0; 5,5]
5-й экстремально грязная (11; ю] (9,9; ю] (8,8; ю] (7,7; ю] (6,6; ю] (5,5; ю]
Для интегральной оценки экологического состояния водных объектов бассейна реки Урал использовался удельный комбинаторный индекс загрязненности воды (УКИЗВ) в приведенной табл.2.
Качество воды водного объекта может быть отнесено к тому или иному классу (качества воды) в зависимости от кратности превышения отдельными веществами нормативных требований к качеству воды (ПДК) и совместного влияния на водоток.
На основании полученных данных была составлена тематическая карта для наглядного анализа пространственной загрязненности водных объектов в изучаемой территории (рис.1). Карта была выполнена в программном обеспечении в CoralDRAW Х7.
Таблица 2
Интегральная оценка состояния водных объектов бассейна р. Урал по УКИЗВ в 2009 году по данным СКИОВО [5]
№ п\ п Наименование водного объекта Гидрохимический створ Класс и разряд Степень загрязненности
1 река Урал в черте г. Верхнеуральска, Челябинская область (ЧО) 3 Б очень загрязненная
2 река Урал 1 км ниже г. Верхнеуральска, ЧО 4 А грязная
3 Верхнеуральское вдхр. п. Спасский, ЧО 3 Б очень загрязненная
4 река Урал 13 км выше г. Магнитогорска, ЧО 3 Б очень загрязненная
5 Магнитогорское вдхр. в черте г. Магнитогорска у северного перехода, ЧО 4 А грязная
6 Магнитогорское вдхр. 10 км ниже г. Магнитогорска, 50 км выше плотины, ЧО 4 А грязная
1 SCIENCE TIME 1
продолжение таблицы 2
7 река Урал 18 км ниже г. Магнитогорска, д. Агаповка, ЧО 4 А грязная
8 река Урал 0,5 км выше п. Ершовского, ЧО 4 А грязная
9 река Большой Кизил 0,5 км выше с. Кизильское, ЧО 3 Б очень загрязненная
10 река Худолаз Казанский мост 3 А загрязненная
11 река Худолаз п. Калинино 5 экстремально грязная
12 река Худолаз п. Новопокровский 5 экстремально грязная
13 река Карагайлы устье р. Карагайлы, 28,5 км от устья р. Худолаз 5 экстремально грязная
14 река Таналык п. Таштугай 3 А загрязненная
15 река Таналык выше п. Бурибай 4 А грязная
16 река Таналык ниже п. Бурибай 5 экстремально грязная
17 река Урал п. Березовский 3 А загрязненная
18 река Суундук п. Майский, 1 км выше поселка 3 А загрязненная
19 Ириклинское вдхр. пгт. Ирикла, 14 км выше плотины 3 Б очень загрязненная
20 Ириклинское вдхр. пгт. Ирикла, от гор. пункта «Горный Ерик» 3 А загрязненная
21 река Урал 1 км выше г. Орск 3 А загрязненная
22 река Урал 6,5 км ниже г. Орск 3 Б очень загрязненная
23 река Урал г. Орск, 20,3 км ниже города 3 А загрязненная
24 река Сакмара с. Акьюлово 3 А загрязненная
25 река Зилаир с. Зилаир 3 А загрязненная
26 река Блява г. Медногорск, выше города 3 А загрязненная
27 река Блява г. Медногорск, ниже города 4 Б грязная
28 река Большой Ик с. Спасское, 1 км выше села 2 слабо загрязненная
29 река Салмыш с. Буланово, 1 км выше села 3 Б очень загрязненная
30 река Сакмара с. Татарская Каргала, выше села 3 А загрязненная
31 река Сакмара г. Оренбург, в черте города 3 Б очень загрязненная
32 река Урал г. Оренбург, 1 км выше города 3 А загрязненная
33 река Урал г. Оренбург, 2 км ниже города 4 А грязная
1 SCIENCE TIME 1
продолжение таблицы 2
34 река Урал г. Оренбург, 5 км ниже сбросов ГОС 3 А загрязненная
35 река Илек п. Веселый, выше поселка 4 А грязная
36 река Урал п. Илек, выше поселка (створ замыкающий) 3 А загрязненная
В результате проведенного анализа 36 гидрохимических створов по изучаемой территории можно сделать следующий вывод, что наиболее остро водохозяйственная и экологическая обстановка в течение продолжительного времени сохраняется в зонах непосредственного воздействия промышленных центров, которые оказывают воздействие на истощение качественных и количественных характеристик водных ресурсов.
Рис. 1 Оценка состояния водных объектов бассейна р. Урал по УКИЗВ в 2009 году (составлено по данным СКИОВО [3])
Так, к категории «слабо загрязненные» относится река Большой Ик, а вот к категории «экстремально грязная» - рр. Худолаз и Карагайлы, находящиеся в
1 SCIENCE TIME 1
зоне влияния г. Сибай. В целом, большинство водные объекты по бассейну реки Урал относятся к категории «загрязненная». Все это характеризует то, что водные объекты весьма уязвимые по отношению к техногенным воздействиям предприятий на данной территории.
Несмотря на проводимые мероприятия по охране водных ресурсов и рационального водопользования проблема охраны водных ресурсов до сих пор остается важным. Следует обратить внимание на решение водоохранных мероприятий, задач по перечисленным предприятиям промышленных центров. В составе рекомендуемых мероприятий: совершенствование очистных сооружений, оптимизация водопользования водоохранных мероприятий на уровне промышленных центров, бассейнов рек и другие.
Литература:
1. Гагарина О. В. Оценка и нормирование качества природных вод: критерии, методы, существующие проблемы: Учебно-методическое пособие Ижевск: Издательство «Удмуртский университет». - 2012. - 199 с.
2. Гареев А.М., Фатхутдинова Р.Ш. Гидролого-экологическая характеристика бассейна реки Урал (в пределах Российской Федерации) // ЧИСТАЯ ВОДА РОССИИ: Сборник материалов XIII Международного научно-практического симпозиума и выставки. Редакторы: Н.Б. Прохорова, А.Ф. Никифоров, Ю.А. Галкин Ю., Н.Н. Шагалова, Е.И. Крылова, Т.М. Принцева. 2015. С. 76-82.
3. Калинин В.Г. Применение геоинформационных технологий в гидрологических исследованиях: монография / В.Г. Калинин, с.В. Пьянков; ООО «Алекс-Пресс». -Пермь, 2010. - 217 с.
4. Никаноров А.М. Гидрохимия: Учебник. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб: Гидрометеоиздат, 2001. - 444 с.
5. Схема комплексного использования и охраны водных объектов бассейна реки Урал (Российская часть). Приложение 2. Пояснительная записка к книге 2. Оценка экологического состояния и ключевые проблемы речного бассейна, 2014. - 226 с.
6. Фатхутдинова Р.Ш. Гидролого-экологическая характеристика озер бассейна реки Урал (в пределах Республики Башкортостан) // Геосфера: Сборник научных работ студентов, магистрантов и аспирантов географического факультета. Уфа, 2015. С. 225-226.
7. Фатхутдинова Р.Ш. Гидролого-экологическая ситуация бассейна реки Урал (в пределах Республики Башкортостан) // Наука и общество в современных условиях Материалы Международной научно-практической конференции: в 2-х частях. Ответственный редактор Искужин Т.С. 2013. С. 31-35.
1 SCIENCE TIME 1
8. Фатхутдинова Р.Ш. Изученность стока рек бассейна реки Урал (в пределах Российской Федерации) //ОБЩЕСТВО, НАУКА И ИННОВАЦИИ: Сборник статей Международной научно-практической конференции. Ответственный редактор: Сукиасян А.А. 2015. С. 299-302.
9. Фатхутдинова Р.Ш. Проблемы водопользования в бассейне р. Урал (в пределах Республики Башкортостан) //Региональные проблемы водопользования в изменяющихся климатических условиях: Материалы научных докладов участников Международной научно-практической конференции. 2014. С. 249251.
