CC BY
266
УДК 543
ИЗУЧЕНИЕ ГИДРОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВОД БАССЕЙНА ОБСКОЙ ГУБЫ
© И. Ю. Кузьмина1, О. В. Литвинова1, Ф. Х. Кудашева2*
1Уренгойский филиал ООО «Газпромэнерго»
Россия, Ямало-Ненецкий автономный округ, 629300 г. Новый Уренгой, ул. Железнодорожная, 2б.
Тел.: +7 (3494) 96 78 74.
2Башкирский государственный университет Россия, Республика Башкортостан, 450074 г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32.
Тел.: +7 (347) 273 67 21.
E-mail: [email protected]
Гидрохимический состав водного бассейна Ямало-Ненецкого округа малоизучен, хотя воды Обской губы являются источником питьевого водоснабжения. Настоящая работа посвящена изучению состава вод по гидрохимическим, органолептическим, микробиологическим и токсикологическим показателям. Также проведена оценка изменения качества вод за последние годы.
Ключевые слова: бассейн Обской губы, Обская губа, гидрохимический состав, органолептические свойства, норматив качества.
Введение
Проблема сохранения окружающей среды, рационального использования природных ресурсов, в том числе водных, является одной из самых актуальных. Ухудшение экологической ситуации -следствие экстенсивных методов хозяйствования, сопровождающихся разрушением сложившихся экосистем, нерациональным использованием добываемых ресурсов, накоплением отходов, приводящих к загрязнению поверхностных вод [1-2]. В последние десятилетия в районах Крайнего Севера активно развивается газовая промышленность, растет инфраструктура и ранее неизвестные поселки становятся мощными топливно-энергетическими комплексами.
Обская губа - самый крупный залив Карского моря, устье реки Обь. Рассматриваемая территория представлена большим количеством водотоков, а также отличается исключительным обилием озер и болот [3]. В губу, кроме Оби, впадают реки: в юговосточную часть - Надым и Ныда, с западной стороны небольшие реки - Яда, Оя, Ивоча, Зеленая и др. Многие реки представляют собой короткие протоки, соединяющие многочисленные озера. Все водоемы так или иначе активно способствуют миграции химических загрязнений, поступающих в Обь из многочисленных источников, которая, в конечном счете, выносит их в Обскую губу.
Обская губа является приемником очищенных и обезвреженных хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу (условно чистых) производственных сточных вод. Некоторые населенные пункты, расположенные на берегах губы и ее притоков, не имеют очистных сооружений и осуществляют непосредственный сброс неочищенных сточных вод в природные водоемы.
Поскольку судить о качестве вод водного объекта позволяет совокупность показателей, то данное исследование проведено с целью - изучить гидрохимический состав, микробиологические и органолептические свойства вод бассейна Обской губы за 2002-2007 гг.
Экспериментальная часть
Объект исследования - Обская губа, водоем рыбохозяйственного назначения, представляет собой залив Карского моря. Его длина 795 км, ширина 30-70 км, наибольшие глубины в средней части
12-15 м. Берега залива крутые, с меняющимися зонами растительности по всей ее длине. У места изучения берег рассечен устьями рек, ручьев, оврагами, озерами и заболочен.
Для температурного режима изучаемой территории характерны суровая продолжительная зима, сравнительно короткое, но жаркое лето, короткие переходные сезоны - весна и осень. По многолетним данным переход температуры воздуха через 0 °С в изучаемой части Обской губы происходит в первой декаде июня. Среднемесячная температура поверхности воды в июне, по данным наблюдений, изменяется в пределах от 0 до 8.0 °С. Переход температуры воздуха к отрицательным значениям приходится на конец сентября, одновременно отмечается появление плавучего льда. Прогревание вод Обской губы продолжается до конца июля начала августа (наибольшие значения среднемесячной температуры поверхности воды 8.2-17.4 °С). В августе начинается охлаждение воды, которое продолжается до первой-второй декады октября [4].
Исходным материалом для изучения гидрохимического состояния вод бассейна Обской губы послужили пробы воды, отбираемые ежемесячно, и результаты расширенных исследований.
Отбор проб воды, их подготовка и анализы выполнены в соответствии с требованиями нормативной документации (ГОСТ 51592-2000 Вода. Общие требования к отбору проб; ГОСТ 51593-2000 Вода питьевая. Отбор проб) и методик выполнения измерений.
Оценка изменения состояния вод бассейна Обской губы проводилась по микробиологическим, органолептическим и обобщенным химическим показателям, а также по содержанию веществ антропогенного происхождения, поступающих в водоем в результате хозяйственной деятельности человека.
Результаты исследований сравнивались с нормативами качества воды поверхностных источников питьевого водоснабжения (ГоСт 2761-84; ГН 2.1.5.1315-03; СанПиН 2.1.4.1074-01; СанПиН 2.1.5.980-00).
Результаты и их обсуждение
Средние значения результатов исследования состава вод по обобщенным химическим показателям приведены в табл. 1.
* автор, ответственный за переписку
Таблица 1
Средние значения результатов анализа вод бассейна Обской губы по химическим показателям
Наименование Период исследования, год Норматив Единицы НД на МВИ
компонентов 2002 2003 2004 2005 2006 2007 качества измерения
Водородный показатель 7.2 7.3 7.3 7.2 7.3 7.2 6.5-8.5 Ед. рН ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97
Сухой остаток 121 117 106 96 113 104 1000 мг/дм3 ГОСТ 18164-72
Взвешенные вещества 8.5 7.1 6.7 6.6 5.7 9.0 - мг/дм3 ПНД Ф 14.1:2.110-97
Жесткость 1.1 0.93 1.20 0.97 1.28 0.87 7 °Ж ГОСТ Р 52407-2005
Перманганатная окисляемость 14.8 13.7 8.9 10.2 9.3 12.9 7 мгО/дм3 ПНД Ф 14.2:4.154-99
Растворенный кислород 9.4 8.8 9.4 9.0 9.1 9.3 не менее 4.0 мг/дм3 (г = 10°С) ПНД Ф 14.1:2.101-97
ХПК 21.3 12.3 8.03 13.8 24.3 32.5 15 мгО2/дм3 ПНД Ф 14.1:2:4.190-03
Нефтепродукты 0.020 0.013 0.009 0.023 0.023 0.019 0.1 мг/дм3 ПНД Ф 14.1:2:3:4.128-98
АПАВ <0.025 0.027 <0.025 <0.025 <0.025 <0.025 0.5 мг/дм3 ПНД Ф 14.1:2:4.158-00
Фенолы <0.0005 <0.0005 <0.0005 <0.0005 <0.0005 <0.0005 0.001 мг/дм3 ПНД Ф 14.1:2:4.182-02
Метанол <0.05 0.05 <0.05 <0.1 <0.1 <0.1 3 мг/дм3 ПНД Ф14.1:2.102-97
Барий - <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 0.09 0.7 мг/дм3 ПНД Ф 14.1:2:4.167-00
Железо общее 1.7 1.8 1.3 1.7 1.2 2.0 1 мг/дм3 ГОСТ 4011-72 п.2
Литий - - - - <0.02 <0.015 0.03 мг/дм3 ПНД Ф 14.1:2:4.167-00
Марганец 0.12 0.11 0.08 0.13 0.18 0.11 0.1 мг/дм3 ГОСТ 4974-72 п.1
Медь 0.005 0.005 - 0.011 0.0042 0.13 1 мг/дм3 ГОСТ 4388-72
Ион аммония 0.62 0.56 0.43 0.53 0.37 0.43 2 мг/дм3 ГОСТ 4192-82 п.3
Нитрит-ион 0.033 0.032 0.026 0.029 0.024 0.017 3.3 мг/дм3 ГОСТ 4192-82 п.4
Нитрат-ион 0.4 0.3 0.3 0.7 0.4 2.2 45 мг/дм3 ГОСТ 18826-73
Стронций - <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 7 мг/дм3 ПНД Ф 14.1:2:4.167-00
Сульфат-ион 11.7 10.5 8.3 7.0 6.0 6.5 500 мг/дм3 ПНД Ф 14.1:2:4.157-99
Фторид-ион 0.29 <0.04 0.16 0.18 0.17 0.32 0.7 мг/дм3 ГОСТ 4386-89 п.1
Хлорид-ион 5.3 6.0 7.6 7.0 7.7 4.7 350 мг/дм3 ПНД Ф 14.1:2:4.157-99
Важной химической характеристикой природной воды является жесткость. Вода изучаемого водного объекта относится к категории очень мягких вод.
Водородный показатель воды преимущественно нейтральный и соответствует нормативу качества (ГОСТ 2761-84).
Обская губа расположена в зоне многолетнемерзлых грунтов. Бедные растворимыми веществами, хорошо промытые оглеенные тундровые почвы обусловливают низкую минерализацию воды. Изменение минерализации не наблюдается.
Перманганатная окисляемость (ПО) характеризует содержание легкоокисляемой органики, би-хроматная (ХПК) - общее содержание органических веществ в воде. Для природных малозагряз-ненных вод рекомендовано определять перманга-натную окисляемость [5]. Значения ПО и ХПК для изучаемого водоема колеблются в сформировавшихся пределах, но превышают норматив качества (ГОСТ 2761-84; СанПиН 2.1.5.980-00).
Содержание растворенного кислорода соответствует норме (СанПиН 2.1.5.980-00).
При изучении изменения ХПК по месяцам выявилась тенденция: наибольшее содержание органических веществ в воде приходится на период максимального прогревания вод бассейна Обской губы (август). К концу августа водоем начинает охлаждаться и значения ХПК снижаются (рис. 1).
-Е?
О
X
«
5
X
и
5
X
Месяцы
Рис. 1. Изменение значений ХПК в водах бассейна Обской губы в 2007 г.
Поскольку окисляемость обусловлена содержанием в воде органических веществ и лишь отчасти служит индикатором загрязненности, вероятно, высокие значения ПО и ХПК связаны с пониженной способностью изучаемого водоема к самоочи-
щению ввиду особенностей территориального расположения и климатических условий края.
Концентрации АПАВ и нефтепродуктов в воде бассейна Обской губы не превышали значений норматива качества (ГН 2.1.5.1315-03; СанПиН 2.1.4.1074-01). За весь период исследования фенол и метанол в водоеме обнаружены не были.
Содержание общего железа стабильно превосходило норматив (ГОСТ 2761-84). Повышенная концентрация железа в северных водоемах связана с образованием органических комплексов с гумусовыми веществами, чему способствует сильная заболоченность водосборов. При высоком содержании гумусовых веществ концентрация железа повышается [6].
Превышен норматив по содержанию марганца (ГН 2.1.5.1315-03). Повышенное содержание марганца свидетельствует о специфических литологических условиях территории.
Состав вод бассейна Обской губы по нитрит-, фторид-, хлорид-, сульфат-ионам и ионам аммония не изменялся и соответствует природным значениям. Концентрация меди не превысила норматив (ГН 2.1.5.1315-03).
Органолептические показатели исследуемого водоема приведены в табл. 2.
Стабильно высокие значения результатов анализа цветности, превышающие норматив (ГОСТ 2761-84), являются следствием повышенного содержания в Обской губе железа общего (рис. 2).
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Период исследования, год
Рис. 2. Изменение средних значений цветности в водах бассейна Обской губы.
Значения показателей запаха и мутности свидетельствуют о благоприятных органолептических свойствах водоема.
Таблица 2
Средние значения результатов анализа вод бассейна Обской губы по органолептическим показателям
Наименование компонентов НД на МВИ Ед. измер. Период исследования, год Норматив качества
2002 2003 2004 2005 2006 2007
Запах, при 20 °С ГОСТ 3351-74 п.2 балл 1 1 2 2 2 1 2
Цветность ГОСТ Р 52769-2007 п.5 градус (Сг-Со) 103 81 48 57 57 94 35
Мутность ГОСТ 3351-74 п. 5 мг/дм3 6.3 5.2 1.5 5 3.3 13.5 20
С февраля 2004 по январь 2005 года были проведены исследования вод бассейна Обской губы на содержание некоторых тяжелых металлов (бериллий, бор, кобальт, мышьяк, кадмий, висмут) и вредных органических веществ (ДДТ, 2,4-Д,
у-ГЦХГ, цианиды). Во всех пробах концентрация определяемых веществ не превышала ПДК [7].
За весь период исследований вод бассейна Обской губы результаты анализов по микробиологическим показателям были отрицательными.
Выводы
• Показано, что отсутствует загрязнение вод бассейна Обской губы токсикантами техногенного генезиса - нефтепродуктами, анионными поверхностно-активными веществами, фенолами, метанолом, тяжелыми металлами и вредными органическими веществами.
• Превышение норматива для воды поверхностных источников питьевого водоснабжения такими показателями, как - цветность, железо общее, марганец, перманганатная окис-ляемость и химическое потребление кислорода, не является следствием антропогенного воздействия.
• Систематическое изучение состава вод по гидрохимическим, органолептическим, микробиологическим и токсикологическим показателям за 2002-2007 годы свидетельствует о том, что бассейн Обской губы является благополучной экосистемой.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абдрахманов Е. Ф., Чалов Ю. Н., Абдрахманова Е. Р. Пресные подземные воды Башкортостана. Уфа: Информрек-лама, 2007. -183 с.
2. Майстренко В. Н., Хамитов Р. З., Будников Г. К. Экологоаналитический мониторинг супертоксикантов. М.: Химия, 1996. -319 с.
3. Самойлов И. В. Устья рек. М.: Географгиз, 1952. -525 с.
4. Залогин Б. С., Родионов Н. А. Устьевые области рек СССР. М.: Мысль, 1969. -311 с.
5. Скопинцев Б. А., Гончарова А. И., Использование значений отношений различных органических веществ природных вод для его качественной оценки // Современные проблемы региональной и прикладной гидрохимии. Л.: Гид-рометиздат, 1987. -58 с.
6. Алекин О. А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометиздат, 1970. -413 с.
7. Перечень рыбохозяйственных нормативов: предельно
допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение. ГК РФ по рыболовству. М.: ВНИРО, 1999. -304 с.
Поступила в редакцию 15.11.2008 г.
