CC BY
0
нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения. Приказ Росрыболовства от 13 декабря 2016 г. № 552 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно-допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения с изменениями на 12 октября 2018 года».
8. ПНД Ф 14.1:2.253-09. Методика выполнения измерений массовых концентраций Al, Ba, Be, V, Fe, Cd, Co, Li, Mn, Cu, Mo, As, Ni, Sn, Pb, Se, Sr, Ti, Cr, Zn в природных и сточных водах атомно-абсорбционным методом «МГА-915». М. 2013. 36 с.
9. Р 52.24.353-2012. Рекомендации. Отбор проб поверхностных вод суши и очищенных сточных вод. М. 27 с.
10. РД 52.24.381-2006. Руководящий документ. Массовая концентрация нитритов в водах. Методика выполнения измерений фотометрическим методом с реактивом Грисса. М. 14 с.
11. РД 52.24.367-2010. Руководящий документ. Массовая концентрация нитратов в водах. Методика выполнения измерений потенциометрическим методом с ИСЭ. М. 21 с.
12. РД 52.24.394-2015. Руководящий документ. Массовая концентрация аммония в водах. Методика выполнения измерений потенциометрическим методом с ИСЭ. М. 13 с.
13. Реутова Т.В. Оценка уровня загрязнения рек Центрального Кавказа по результатам 10-летнего мониторинга / Т.В. Реутова, Т.И. Воробьева, Л.П. Гущина, Л.З. Жинжакова, Е.А. Чередник // Бассейн реки Терек: проблемы регулирования, восстановления и реабилитации водных объектов. Труды Всероссийской научно-практической конференции. Западно-Каспийское бассейновое водное управление открытое акционерное общество «Севкавгипроводхоз». 2015. С. 232-237.
14. Справочник по гидрохимии / под ред. Никанорова А.М. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 392 с.
15. Zhinzhakova L. Z. Violation of Environmental Standards for Inorganic Nitrogen Compounds in Glacial Rivers of the Central Caucasus in 2017-2019 // Russian Journal of General Chemistry. 2020. Vol. 90. No. 13. Рр. 1-5.
© Жинжакова Л.З., Чередник Е.А., 2023
УДК 504.064: 504.75
Жинжакова Л.З.
Старший научный сотрудник ФГБУ «ВГИ»
г. Нальчик, РФ Чередник Е.А. Научный сотрудник ФГБУ «ВГИ» г. Нальчик, РФ
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ВОД ЛЕДНИКОВЫХ РЕК ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА БИОГЕННЫМИ
СОЕДИНЕНИЯМИ ЗА ПЕРИОД 2020-2022 ГОДЫ
Аннотация
На основании трехлетних наблюдений за содержанием биогенных соединений в речных водах Центрального Кавказа установлен уровень концентраций загрязняющих веществ в водах ледниковых рек Баксан, Малка, Урух и Терек. Выявлены высокие концентрации соединений азота, меняющие соотношение компонентов в сторону накопления нитритов и аммиачного азота, являющиеся
показателями чистоты водотоков. Анализ колебаний концентрации загрязняющих веществ в 2020-2022 годах показал изменение их содержания в водах ледниковых рек в сторону увеличения к 2022 году. Исследования проведены в водах ледниковых рек среднего и нижнего течения в зимнюю межень и летнее половодье. Уровень концентраций и качество воды водных объектов оценивалось в соответствии с экологическими классами качества поверхностных вод суши и по предельно допустимым концентрациям.
Ключевые слова
Ледниковые реки, концентрация, биогенные соединения, загрязнение.
Zhinzhakova L.Z.
Senior staff scientist, FSBI "VGI" Nalchik, Russia Cherednik E.A.
Staff scientist, FSBI "VGI" Nalchik, Russia
STUDY OF BIOGENIC COMPOUNDS POLLUTION IN THE WATER OF GLACIER RIVERS OF THE CENTRAL CAUCASUS FOR THE PERIOD 2020-2022
Annotation
Based on three years of observations of the content of biogenic compounds in the river waters of the Central Caucasus, the level of concentrations of pollutants in the waters of the glacial rivers Baksan, Malka, Urukh and Terek was established. High concentrations of nitrogen compounds were revealed, changing the ratio of components towards the accumulation of nitrites and ammonia nitrogen, which are indicators of the purity of watercourses. An analysis of fluctuations in the concentration of pollutants in 2020-2022 showed an increase in their content in the waters of glacial rivers by 2022. The studies were carried out in the waters of glacial rivers in the middle and lower reaches during winter low water and summer high water. The level of concentrations and quality of water in water bodies was assessed in accordance with the ecological classes of the quality of land surface waters and according to maximum permissible concentrations.
Keywords
Glacial rivers, concentration, biogenic compounds, pollution.
Введение
На основании многолетних наблюдений за содержанием соединений азота (биогенными соединениями) в речных водах Центрального Кавказа (2002-2017 годы) установлен уровень концентраций загрязняющих веществ в воде ледниковых рек Баксан, Малка, Урух и Терек [9].
На водные объекты оказывают влияние природные и антропогенные источники загрязнения, приводящие к изменению качества и экологического состояния водной среды, к нарушению функционирования и превышению установленных нормативных стандартов. В связи с этим уделяется большое значение оценке изменения качества вод бассейнов ледниковых рек, состоянию водных экосистем, подверженных длительному загрязнении.
Одним из таких факторов влияния на гидрологический режим рек является климат. В условиях окружающей среды, изменяющегося климата, где наблюдаются погодные аномалии, высокие температурные колебания, выпадение ливневых осадков, особенно в последние годы, биогенные
соединения, являются экологически опасными факторами химической природы, которые способны длительное время сохраняться, мигрировать и накапливаться в ее биотических и абиотических компонентах, в концентрациях, превышающих естественный уровень. Загрязнители могут наносить токсическое действие, как на окружающую среду, так и на здоровье человека. Перечисленные факторы могут привести к отрицательным экологическим последствиям, ухудшению качества ледниковых рек, используемых в различных целях.
В ранее опубликованных работах [1, с. 136; 2, с. 212; 3, с. 5; 10, с. 2593] приводились данные исследований по содержанию биогенных соединений N(N02^ и N(NH4+). Были выявлены высокие концентрации, которые изменили соотношение компонентов в сторону накопления нитритов и аммиачного азота. Анализ годовых колебаний концентрации загрязняющих веществ в водах ледниковых рек указывает на тенденцию к их накоплению в 2020 году. Фактическое качество воды оценивалось в соответствии с экологическими классами и предельно допустимыми концентрациями.
Цель трехлетнего исследования в продолжение наблюдений за загрязняющими соединениями и их соотношением в водах ледниковых рек с разным уровнем антропогенной нагрузки в условиях изменяющегося климата.
Экспериментальная часть
Отбор проб речных вод проводили по рекомендации [5] в основные фазы гидрологического режима - зимнюю межень и летнее половодье. Исследования проводили в среднем и нижнем течении по двум пунктам на каждом водном объекте.
В результате сезонных исследований ледниковых вод в 2020-2022 гг. получены данные о содержании загрязняющих веществ в водах бассейнов Баксана, Малки, Уруха и Терека. Выявлены уровни концентраций неорганических соединений азота N(N02^ и N(NH4+), являющиеся важными показателями чистоты водотоков. При оценке загрязненности речных вод, их состоянии использовали базу данных гидрохимической информации и данные, в ранее опубликованных статьях. Большое значение приобретает изменчивость качества воды и состояние водных экосистем, учитывая миграционную и накопительную способность загрязнителей с учетом природных особенностей и антропогенных нагрузок. Степень загрязненности водотоков можно охарактеризовать как высокую, обусловленную нарушением существующих нормативов [4].
Определение нитритов проводилось спектрофотометрическим методом на СФ-46 с применением реактива Грисса [6], ионы аммония потенциометрическим способом с использованием халькогенидного ионоселективного электрода с твердой мембраной в паре с электродом хлорсеребряным [7]. Средние значения концентраций загрязняющих соединений представлены на рисунке 1(а, б).
Результаты и их обсуждение
В период половодья концентрации N(N02^ убывают и варьируют в пределах 0,01-0,029 мг/дм3 при нормативных значениях 0,02 мг/дм3. Незначительное увеличение в водах Баксана и Терека (1,05-1,45 ПДК), в экосистемах Урух и Малка нитриты ниже ПДК и составляют 0,01-0,019 мг/дм3 соответственно рис.1а.
Концентрации аммония N(NH4+) в водах четырех ледниковых рек представлены на рис.1б, где наблюдается такая же тенденция, как и для нитрит-ионов, т.е. увеличение содержания в зимний период и многократное убывание в период летнего половодья.
Воды Уруха в среднем и нижнем течении содержат загрязняющие соединения, но по средним значениям концентраций N(N02^ и N(NH4+) в водах основных фаз водного режима (зима-лето) ниже предела допустимых значений.
Рисунок 1 - Средние значения концентраций N(N02^ (а) и N(NH4+) (б) в воде ледниковых рек, 2022 год Источник: разработано автором
Сравнительный анализ максимальных значений (табл. 1) концентраций N(N02^ и N(NH4+) в водах ледниковых рек выявил высокие значения нитритов в водах зимней межени: Малка 0,066 мг/дм3 (3,3 ПДК), Баксан 0,027 мг/дм3 (1,3 ПДК), Терек 0,053 мг/дм3 (2,6 ПДК).
Таблица 1
Максимальные значения концентраций загрязняющих веществ в нижнем течении рек в 2020-2022 гг.
Ингредиент Год р. Баксан р. Малка р. Урух р. Терек ПДК, мг/ дм3
N(NO2-), мг/ дм3 2020 0,046 0,052 0,046 0,040 0,020
2021 0,042 0,043 0,016 0,030
2022 0,027 0,066 0,010 0,053
N(NH4+), мг/ дм3 2020 1,32 1,33 0,35 0,72 0,40
2021 0,54 0,48 0,61 0,37
2022 1,70 3,15 0,26 0,89
Примечание. Курсивом выделены концентрации, превышающие ПДК. Источник: разработано автором
Установлено, что в водах ледниковых рек отмечается загрязнение нитритами и аммонием в трехлетний период исследований. Воды р. Малка наиболее загрязненные. Это связано с наибольшим сбросом загрязненных сточных вод в реку главными внеледниковыми притоками (р. Куркужин и
р. Кичмалка), прокладывающие русла водотоков через населенные пункты, загрязняя Малку хозяйственно-бытовыми, сельскохозяйственными отходами и т.д., неблагоприятно влияют на экологическое состояние, увеличивая антропогенную нагрузку на реку Малка [2].
Сопоставляя максимальные концентрации содержания азота нитритов и азота аммония в водах ледниковых рек, установлено, что высокое загрязнение в 2022 году зафиксировано в воде р. Малка (таблица). Содержание N(N02^ и N(NH4+), равное 3,3 ПДК и 8 ПДК соответственно, указывает на кратное увеличение азота аммония в водах Баксана 4,2 ПДК и Терека до 2,2 ПДК как показано на рис.1.
Нитриты и аммоний приравниваются к приоритетным экологически токсичным соединениям, загрязняющим воды ледниковых рек в 2022 году в период зимней межени (Малка, Баксан). Воды Терека загрязнены, как в зимний, так и летний периоды (табл. 2) в среднем и нижнем течении водотоков. Повышенные концентрации загрязняющих веществ меняют соотношение компонентов в сторону накопления.
Таблица 2
Средние значения концентрации соединений азота в период зимней межени
и летнего половодья, 2022 г.
Ингредиент Фаза отбора р. Урух р. Малка р. Баксан р. Терек ПДК, мг/ дм3
NO2-, зима 0,030 0,216 0,088 0,175 0,08
мг/ дм3 лето 0,034 0,064 0,068 0,094
NH4+, зима 0,34 4,05 2,19 1,15 0,5
мг/ дм3 лето 0,21 0,34 0,31 0,26
Источник: разработано автором
Оценивая загрязненность водных экосистем по экологическим классам качества поверхностных вод суши вод установили, что по содержанию загрязнителей реки Баксан, Малка и Терек относятся к водам «загрязненным» и «сильно загрязненным», а воды Уруха «весьма незначительно» и «незначительно загрязненным». Загрязнение ледниковых рек 2022 года соединениями азота носит антропогенный характер и представляет экологическую опасность для водных экосистем. Необходимо усилить санитарную охрану вод ледниковых рек по СанПиНу [8].
Заключение
Представлены результаты загрязненности речных вод Центрального Кавказа, где установлена изменчивость содержания загрязняющих соединений азота в водных объектах за последний год.
Установлены концентрации, опасные для водных экосистем, дана оценка загрязненности вод Баксана, Малки и Терека по экологическим классам качества поверхностных вод суши и нормативам качества воды водотоков рыбохозяйственного значения.
Сравнительный анализ сезонных исследований (2020-2022 гг.) выявил различия и особенности ледниковых рек, их отличия по уровню загрязнения соединениями азота. Результаты представлены в виде диаграмм.
Загрязнение вод носит природный и антропогенный характер. Сильные половодья, наводнения, сброс в русла рек недостаточно очищенных сточных вод, загрязнение русел и пойм рек бытовыми отходами и отходами сельскохозяйственных угодий, отсутствие систем канализационных стоков может привести к необратимым экологическим последствиям, связанными с эрозийно-аккумулятивными процессами, влияющими на изменение химического состава и ухудшения качества речных вод. Нитриты и ионы аммония являются индикаторами чистоты водных объектов и сохранение водных экосистем -главная и важная задача XXI века. Исследование содержания вредных и опасных веществ в водных объектах, в том числе соединений азота, является одной из важных задач, решению которой способствует дальнейшее проведение мониторинга ледниковых рек Центрального Кавказа.
Список использованной литературы:
1. Жинжакова Л.З. Превышение экологических норм содержания неорганических соединений азота в водах ледниковых рек Центрального Кавказа за 2017-2019 гг. // Экологическая химия. 2020. № 29(3). С. 136-142.
2. Жинжакова Л.З., Чередник Е.А. Антропогенная нагрузка и изменчивость содержания загрязняющих веществ в водах внеледниковых рек Центрального Кавказа за 2017-2019 годы // Экологическая химия. 2021. № 30(4). С. 212-216.
3. Жинжакова Л.З., Чередник Е.А. Оценка загрязненности ледниковых рек Центрального Кавказа за периоды 2017-2018 годы // Chronos: естественные и технические науки. 2021. Т. 6. № 2 (35). С. 5-10.
4. Перечень 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 13 декабря 2016г. № 552 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно-допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения с изменениями на 12 октября 2018 года».
5. Р 52.24.353-2012. Рекомендации. Отбор проб поверхностных вод суши и очищенных сточных вод. -Ростов-на-Дону, 2012. 36 с.
6. РД 52.24.381-2018. Руководящий документ. Массовая концентрация нитритов в водах. Методика выполнения измерений фотометрическим методом с реактивом Грисса. - Ростов-на-Дону. 2018. 14 с.
7. РД 52.24.394-2012. Массовая концентрация аммонийного азота в водах. Методика измерений потенциометрическим методом с ионселективными электродами. - Ростов-на-Дону. 2012. 32 с.
8. СанПиН 2.1.4.1175-02. Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников. - М., 2002. 18 с.
9. Чередник Е.А., Жинжакова Л.З., Отарова А.С. Многолетние данные состава основных водных артерий и малых рек Центрального Кавказа по физическим и химическим параметрам. Свидетельство о регистрации базы данных RU 2019620642, 18.04.2019.
10. Zhinzhakova L. Z. Violation of Environmental Standards for Inorganic Nitrogen Compounds in Glacial Rivers of the Central Caucasus in 2017-2019 // Russian Journal of General Chemistry. 2020. Т. 90. № 13. С. 2593-2597.
© Жинжакова Л.З., Чередник Е.А., 2023
