CC BY
0УДК 556.535.8
DOI: 10.24412/cl-37200-2024-267-269
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ИСТОЧНИКАХ ДИФФУЗНЫХ СТОКОВ ВОДОСБОРНОЙ ТЕРРИТОРИИ Р. СЕЛЕНГИ (В ПРЕДЕЛАХ РФ)
DETERMINATION OF POLLUTANTS IN SOURCES OF DIFFUSE RUNOFF IN THE SELENGA RIVER CATCHMENT AREA (WITHIN THE RUSSIAN FEDERATION)
Гармаев Е.Ж., Ульзетуева И.Д., Ширапова Г.С.
Garmaev E.Zh., Ulzetueva I.D., Shirapova G.S.
Байкальский институт природопользования СО РАН, Улан-Удэ, Россия Baikal Institute of Nature Management SB RAS, Ulan-Ude, Russia
E-mail: idulz@mail.ru
Аннотация. Большое негативное влияние на качество воды водных объектов оказывает диффузный (рассредоточенный) сток с водосборных территорий. В результате ливневых дождей формируются диффузные стоки с большим количеством загрязняющих веществ. По данным проведенных исследований был определен химический состав вод диффузных стоков, поступающих в водосборный бассейн р. Селенги с территорий крупных промышленных центров на примере г. Улан-Удэ и г. Закаменск. Было установлено, что увеличение концентраций загрязняющих веществ наблюдалось после подъема уровня воды в августе 2023 г. в результате выпадения значительного количества атмосферных осадков над большинством водных объектов водосборного бассейна р. Селенги и не зависело от уровня антропогенного воздействия. Основными факторами, влияющими на уровень загрязнения воды нефтепродуктами, тяжелыми металлами, биогенными веществами, стойкими органическими загрязнителями в последние годы являются как антропогенный, так и природный. Выявлено, что вынос загрязняющих веществ в реки происходит как с поверхностным стоком, так и с подземным (грунтовым). На формирование химического состава вод р. Модонкуль большое влияние оказывают подземные шахтные воды Джидинского вольфрамово-молибденового комбината.
Ключевые слова: Загрязняющие вещества, диффузные стоки, водосборная территория р. Селенга.
Abstract. Diffuse (dispersed) runoff from catchment areas has a great negative impact on the water quality of water bodies. As a result of heavy rainfall, diffuse runoffs with a large amount of pollutants are formed. The chemical composition of diffuse runoff water entering the Selenga River watershed from the territories of large industrial centers, using Ulan-Ude and Zakamensk as examples. It was found that the increase in concentrations of pollutants was observed after the rise in water level in August 2023 as a result of significant precipitation in most water bodies of the Selenga River catchment area and did not depend on the level of anthropogenic impact. The main factors affecting the level of water pollution by oil products, heavy metals, nutrients, persistent organic pollutants in recent years are both anthropogenic and natural. It is revealed that the removal of pollutants into the rivers occurs both with surface runoff and underground (groundwater). The formation of the chemical composition of waters of the Modonkul River is greatly influenced by underground mine waters of the Dzhida tungsten-molybdenum combine.
Key words: Pollutants, diffuse flow, Selenga River catchment area.
Введение. Значительной проблемой оз. Байкал и его водосборного бассейна является снижение качества поверхностных вод, обусловленное как природными, так и антропогенными факторами. Река Селенга является основным притоком оз. Байкал, водосборная площадь ее бассейна составляет 447060 км2. Природный состав вод бассейна р. Селенга сначала формируется в горных ландшафтах Монголии, затем в степных и лесостепных зонах России и зависит от климатических, гидрологических, почвенных условий, биологических процессов и т.д. [1].
Большое влияние на качество поверхностных вод оказывает антропогенная составляющая, связанная с хозяйственной деятельностью на водосборной территории. Водные объекты бассейна реки Селенги играют важную роль в обеспечении водой для различных отраслей экономики, сельского хозяйства, промышленности и бытовых нужд населения. Основные водопотребители - предприятия энергетики, промышленные организации и предприятия жилищно-коммунального хозяйства, являющиеся источниками сточных вод разной степени очистки. Хозяйственная деятельность, связанная с видовым изменением растительности в результате вырубки лесов, перехода целинных земель под пашню, застройкой территории, обводнением, осушением, изменением глубины залегания подземных вод в связи с их отбором
на хозяйственные нужды приводит к загрязнению и другим негативным последствиям посредством диффузного загрязнения. Одной из основных причин, приводящих к загрязнению водных объектов, является активное освоение территорий в водоохранных зонах и их прибрежных защитных полосах. Диффузные источники могут оказывать существенное воздействие, а в некоторых случаях и определяющее влияние на качество воды в поверхностных и подземных водных источниках [2]. Например, источником загрязнения водных объектов нефтепродуктами и взвешенными веществами является также водный транспорт, в особенности маломерный флот. Серьезную проблему представляют собой несанкционированные свалки мусора и отходов, которые не оборудованы системами дренажа и другими средствами защиты. В результате добычи и переработки полезных ископаемых значительные площади водосборных территорий засыпаются отвалами различных техногенных образований. К неконтролируемым источникам диффузного загрязнения в Закаменском промышленном узле относятся отвалы и шахтные воды Джидинского вольфрамово-молибденового комбината, стоки с которого без очистки попадают в р. Модонкуль [3].
Результаты и их обсуждение. В настоящей работе в результате гидрохимических исследований были определены загрязняющие вещества в составе диффузных стоков в водные объекты бассейна р. Селенги. Отборы проб проводились в летнее время в период ливневых дождей на территории двух промышленных центров (Улан-Удэнский и Закаменский). Было отобрано более 60 проб, включающих поверхностные, подземные, диффузные стоки.
В составе диффузных стоков, поступающих с ливневыми дождями, отобранных на урбанизированных территориях в пределах Улан-Удэнского и Закаменского промышленного центра, основные загрязняющие вещества представлены нефтепродуктами, тяжелыми металлами, биогенными веществами. В пробах вод были определены также стойкие органические загрязнители. Максимальное количество нефтепродуктов наблюдалось в первых пробах стоков, поступающих с потоками дождя и минующих ливневые канализации, с территорий автодорог и их обочин.
Проведен анализ диффузных стоков на содержание микроэлементов, высокие концентрации которых приводят к снижению продуктивности водных экосистем и к потенциальной опасности для человека. Микроэлементы, такие как марганец, никель, кобальт, медь, цинк, кадмий, хром, железо и мышьяк, токсичные для водной биоты даже при низких концентрациях, могут накапливаться и активно участвовать в биологических процессах живых организмов. Свинец, мышьяк, кадмий, никель и медь также считаются особо токсичными и канцерогенными для человека, что приводит к негативным последствиям и развитию новообразований.
Особое внимание было направлено на поступление загрязняющих веществ с неконтролируемыми стоками, поступающих в р. Модонкуль, в Закаменском промышленном центре. В период отбора проб шахтные воды имели слабокислую реакцию (pH 2,82), высокое значение минерализации (1,76 ПДК) и повышенные концентрации сульфат-анионов (6,1 ПДК). Физико-химические параметры р. Модонкуль до и после впадения шахтных вод изменяются, минерализация воды в реке увеличивается в 2 раза, происходит снижение рН с 7,1 до 6,3. Ниже по течению реки в результате поступления атмосферных осадков и диффузных стоков с загрязненных значения рН и минерализации вод незначительно колеблются, при этом, ожидаемого уменьшения данных параметров не происходило из-за многочисленных выходов минерализованных подземных вод, обнаруженных вдоль реки.
Высокие значения концентрации свинца, кадмия, никеля, кобальта отмечались только в шахтных водах. В водах р. Модонкуль после впадения шахтных вод содержание этих микроэлементов снижается и не превышает значений ПДК (ПДК, 2020), что обусловлено их высокой способностью к процессам разбавления, адсорбции и осаждению в донные отложения. В пробах других источников диффузного загрязнения данные микроэлементы были обнаружены в низких или следовых концентрациях.
Повышенное содержание меди, железа, марганца, цинка, алюминия характерно почти для всех образцов проб воды. Наиболее высокие содержания данных микроэлементов отмечалось в шахтных водах Закаменского промышленного центра. В целом, загрязнение вод бассейна р. Селенги соединениями металлов происходит в основном из природных источников, также соединения меди могут попадать в реки через сток с сельскохозяйственных угодий в результате применения удобрений.
Поступление биогенных веществ с диффузными стоками в водные объекты связано, в первую очередь, с сельскохозяйственной деятельностью. В результате поверхностного смыва с территорий пашен, животноводческих ферм в водных объектах наблюдается незначительное увеличение содержания аммонийного азота.
Стойкие органические загрязнители переносятся по воздуху, с пресными и морскими водами, с дымовыми газами, с пылью и аэрозольными частицами, что позволяет им перемещаться в атмосфере на большие расстояния и рассеиваться в окружающей среде. Попав в воздух, СОЗ перераспределяются в различных компонентах окружающей среды (атмосфера, поверхностные и грунтовые воды, почвенный покров, донные отложения, живые организмы) и перемещаются на большие расстояния, вплоть до регионов, расположенных в тысячах километрах от первоначальных источников их поступления (Арктика, Антарктика) [4]. Проведенный анализ проб на содержание следующих СОЗ: полихлорированные бифенилы (ПХБ); хлорорганические пестициды (дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ) и его метаболиты (п,п'-ДДЭ, п,п'-ДДД), изомеры гексахлорциклогексана (а-ГХЦГ, ß-ГХЦГ, у-ГХЦГ, 5-ГХЦГ), гексахлорбензол (ГХБ); 19 индивидуальных полиароматических углеводородов (ПАУ) показал относительно невысокий уровень загрязнения хлорорганическими пестицидами (ХОП) бассейна реки Селенги. Максимальные концентрации ХОП получены в районе железнодорожного моста после г. Улан-Удэ. Уровни содержания ПХБ также невысоки и свидетельствуют о фоновом поступлении в экосистему со сточными водами предприятий ЖКХ, с диффузными стоками, а также в результате атмосферного переноса. Для ПАУ максимальные значения характерны для нижнего течения реки Селенга после г. Улан-Удэ до дельты. Как известно, Байкальский регион характеризуется развитым промышленным производством и топливно-энергетическим комплексом. В Иркутской области расположены многочисленные источники эмиссии ПАУ: заводы по производству алюминия, крупные ТЭЦ, предприятия нефтяной и химической промышленности. Поскольку преобладающие ветры в Байкальском регионе имеют направление юго-восток, газовые выбросы загрязняют поверхность озера Байкал и его бассейн, в первую очередь дельту реки Селенги. Локальные теплоэнергетические установки в бассейне озера также выбрасывают в атмосферу значительное количество ПАУ.
Заключение. Таким образом, основное количество загрязняющих веществ (нефтепродуктов, тяжелых металлов, биогенных веществ, стойких органических соединений) попадает в водосборный бассейн р. Селенги в составе диффузных стоков от промышленных и сельскохозяйственных предприятий, селитебных территорий, а также коммунально-бытового сектора. Увеличение стока биогенных веществ в р. Селенге наблюдается ниже г. Улан-Удэ, что, в основном, обусловлено как с поступлением недостаточно очищенных сточных вод из городских очистных сооружений, так и с диффузными стоками, поступающих с селитебных территорий, в период паводков.
Работа выполнена при финансовой поддержке Всероссийской общественной организации «Русское географическое общество» (Договор № 08 2023 И).
Список литературы
1. Гармаев Е.Ж., Христофоров А.В. Водные ресурсы рек бассейна озера Байкал: основы их использования и охраны. Новосибирск: ГЕО, 2010. 227 с.
2. Данилов-Данильян В.И., Веницианов Е.В., Беляев С.Д. Некоторые проблемы снижения загрязнения водных объектов от диффузных источников // Водные ресурсы. 2020. Т. 47. № 5. С. 493-502.
3. Ulzetueva I.D., Gomboev B.O., Zhamyanov D.Ts.-D. The assessment of the anthropogenic impact degree on the catchment area of the Selenga river transboundary basin (Russian part) // Proceedings of the 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2017, www.sgem.org, (29 June - 5 July 2017, Albena, Bulgaria). 2017. Vol. 17. Issue 31. P. 649-654. DOI: 10.5593/sgem2017/31/S12.081.
4. Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2022 год // Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (росгидромет). http://downloads.igce.ru/publications/reviews/review2022.pdf (дата обращения: 09.01.2024).
