CC BY
33
УДК 504.4.06 DOI: 10.24412/1816-1863-2023-1-27-32
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ РЕК ПРИ АНАЛИЗЕ НАГРУЗКИ СТОЧНЫХ ВОД В ПЕРМСКОМ КРАЕ
Т. А. Мещурова, канд. биол. наук, старший научный сотрудник, ФГБУ«Уральский государственный научно-исследовательский институт региональных экологических проблем», tmeshurova@mail.ru, Пермь, Россия
Предметом исследования является изучение качества воды рек при нагрузке сточных вод в Пермском крае. Проведен анализ данных о загрязнении сточными водами поверхностных водных объектов (2016—2021 гг.) и результатов исследования качества воды в ряде рек. При наблюдаемом уменьшении объемов поступающих сбросов в водные объекты Пермского края сохраняется неудовлетворительное состояние качества воды большинства рек на протяжении последних лет, не соответствующее нормативным требованиям. Отмечена тенденция роста величин сброса загрязняющих веществ со сточными водами в поверхностные водные объекты к 2021 г. Оценка качества воды ряда рек при анализе нагрузки сточных вод показала, что наиболее загрязненными реками в период 2019—2021 гг. являлись Косьва, Чусовая, Коса и Кама. Самое низкое качество воды в Косьве. На поверхностные водные объекты в регионе воздействуют загрязненные сточные воды м ногопрофильных действующих предприятий, диффузные и вторичные источники загрязнения. Для улучшения качества воды речных экосистем необходимо повышать мощности очистных сооружений, увеличивать лесистость водосборов. Необходимо проведение мероприятий по ликвидации нанесенного ущерба окружающей среде в регионе.
The subject of the study is the water quality of rivers under wastewater loading in the Perm Region. The analysis of data on wastewater pollution of surface water bodies (2016—2021) and the results of the water quality study in a number of rivers were carried out. The observed decrease in the volume of incoming discharges into the water bodies of the Perm Region and the unsatisfactory state of water quality of most rivers have been maintained over the past years and they don't meet regulatory requirements. The tendency of the growth of the discharge of pollutants with wastewater into surface water bodies by 2021 is noted. The water quality assessment in rivers analyzing their wastewater load showed that the most polluted rivers in the period 2019—2021 were the Kosva, Chusovaya, Kosa and Kama rivers. The lowest water quality is in the Kosva river. Surface water bodies in the region are affected by polluted wastewater from multidisciplinary operating enterprises, diffuse and secondary sources of pollution. To improve the river ecosystems water quality, it is necessary to increase the capacity of treatment facilities, increase the forest cover of catchments. It is necessary to carry out measures to eliminate the damage caused to the environment in the region.
Ключевые слова: качество воды рек, сточные воды, сбросы загрязняющих веществ, источники загрязнения поверхностных вод, Пермский край.
Keywords: river water quality, wastewater, discharges of pollutants, sources of surface water pollution, Perm Region.
Введение
С улучшением жизненного уровня населения происходит увеличение водопот-ребления и повышение требований к качеству используемой воды. Современное хозяйственно-питьевое водоснабжение населения Пермского края основывается большей частью на использовании поверхностных вод [1]. Качество воды в водоемах определяется природными и антропогенными факторами.
Пермский край — это промышленный регион, в котором развиты нефтеперерабатывающая, химическая, приборо- и машиностроительная, целлюлозно - бумажная, металлургическая и другие отрасли промышленности. По уровню негативно-
го воздействия на водные объекты Пермский край занял в 2021 г. 10-е место среди 14 субъектов Российской Федерации по Приволжскому федеральному округу (самый загрязненный имеет 14-й ранг). Одним из неблагоприятных факторов изменения гидрохимического состояния поверхностных водных объектов является прямое поступление в них сточных вод, 13,4 % которых составляют загрязненные [2].
Целью настоящей статьи явилось изучение и оценка качества воды рек при анализе нагрузки сточных вод в Пермском крае.
Модели и методы
Выполнен анализ данных о загрязнении сточными водами поверхностных вод-
27
S
О ^
m О CD
ных объектов (2016—2021 гг.), результатов исследования качества воды в ряде рек в Пермском крае. Изучена динамика сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы Пермского края (2017— 2021 гг.) и д инамика сброса загрязняющих веществ со сточными водами в природные водные объекты в 2016—2021 гг.
Для исследования использованы данные наблюдений Пермского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ЦГМС) и информация из ежегодных докладов о состоянии и об охране окружающей среды Пермского края (2020, 2021 гг.).
Результаты и обсуждение
При исследовании нагрузки сточных вод на качество воды рек Пермского края в результате сравнения величин сброса сточных вод в поверхностные водоемы в 2017—2021 гг. установлено, что наблюдается заметное уменьшение объемов поступающих сбросов в водные объекты, почти в два раза в 2021 г. по сравнению с 2017 г. (рис. 1).
При анализе данных по структуре сточных вод, поступивших в водные объекты Пермского края, в 2020 г. выявлено, что объемы загрязненных сточных вод (194,19 млн м3) превышали объемы нормативно-очищенных. В Пермском крае преобладают нормативно чистые (без очистки) сточные воды — до 74 % (рис. 2).
Структура сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водные объекты Пермского края, характеризуется наибольшим удельным весом нормативно чистых стоков, потому что основной объем водоот-ведения обеспечивают предприятия энергетики, которые используют воду преиму-
350 300 250 200 150 100 50
о
317,14
211,8 209,51 194 19
159,92
2017
2018
2019
2020
2021
28
Рис. 1. Динамика сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы Пермского края в 2017—2021 гг., млн м'
3
. Загрязненные
Нормативно -очищенные Нормативно-
чистые (без очистки)
Рис. 2. Структура сточных вод, поступивших в водные объекты Пермского края в 2020 г.,
млн м3
2016 2017 2018 2019 2020 2021
Рис. 3. Динамика сброса загрязняющих веществ со сточными водами в поверхностные водные объекты Пермского края в 2016—2021 гг., тыс. т
щественно для охлаждения оборудования и агрегатов [2].
Исследовательский интерес сфокусирован на том, как изменяется масса загрязняющих веществ в сточных водах в течение последних лет. Оказалось, что динамика значений данного показателя в период с 2016 по 2021 г. имела нестабильный характер, но в целом прослеживается тенденция роста величин сброса загрязняющих веществ со сточными водами в поверхностные водные объекты Пермского края к 2021 г. по сравнению с 2016 г. Рассматриваемый показатель увеличился в 2019 г. на 126,55 тыс. т, а в 2021 г. — на 193,87 тыс. т. (рис. 3). Отмечалось уменьшение массы сброса загрязняющих веществ в 2018 г. на 161,16 тыс. т по сравнению с 2016 г.
По материалам Камского бассейнового водного управления основными загрязнителями на территории Пермского края в 2021 г. являлись (как и в предыдущие годы) Пермский филиал ООО «Новогор-Прикамье», ООО «Сток» и СКРУ-1 ПАО «Уралкалий» [2, 3]. Масса суммарного сброса загрязняющих веществ при деятельности этих предприятий составила
79,57 % от общей массы загрязняющих веществ, поступающих со сточными водами в поверхностные водные объекты Пермского края, в основном в Камское и Воткинское водохранилища (табл. 1). На предприятиях имеются действующие нормативы допустимых сбросов (НДС). Отмечается, что нормативная очистка сточных вод на биологических очистных сооружениях (БОС) достигнута на ООО «Новогор-Прикамье» (с 2018 г.), на двух других предприятиях она не обеспечивается [2].
По данным таблицы 1 видно, что в 2021 г. масса загрязняющих веществ в сточных водах ООО «Сток», г. Березники и ПАО «Уралкалий» (СКРУ-1), г. Соликамск уменьшилась (соответственно на 6,42 тыс. т и на 11,93 тыс. т), а в стоках «Новогор-Прикамье», г. Пермь — увеличилась на 6,8 тыс. т.
Кроме названных хозяйствующих объектов на речные экосистемы в Пермском крае оказывают вредное воздействие и другие многопрофильные предприятия посредством сброса в них загрязняющих веществ в составе сточных вод. В 2020 г. вклад указанных трех предприятий в общую массу сброса загрязняющих веществ, поступающих со сточными водами в поверхностные водные объекты Пермского края, составил 88 % (рис. 4), остальная часть приходилась на другие сектора экономики (12 %).
Оценка качества водных объектов выполняется посредством статистической обработки результатов гидрохимичес-
Остальные ООО «Новогор-
Рис. 4. Вклад предприятий в общую массу сброса загрязняющих веществ, поступающих со сточными водами в поверхностные водные объекты Пермского края в 2020 г.
ких наблюдений, проводимых Пермским ЦГМС — филиалом ФГБУ «Уральское УГМС». В течение 2021 г. мониторинг осуществлялся на 18 водных объектах (из них три водохранилища) в 32 пунктах (45 створах) в основные фазы гидрологического режима.
В таблице 2 представлены значения в долях ПДК (предельно допустимых концентраций) по результатам исследования загрязненности проб воды ряда рек Пермского края за 2019—2021 гг. (среднегодовые концентрации) [2, 3].
Как показал анализ данных таблицы 2, на протяжении трех лет в качестве воды большинства рек Пермского края существенных изменений не наблюдалось. В течение последних лет сохранились среднегодовые концентрации загрязняющих веществ в водотоках, превышающие ПДК,
Таблица 1
Перечень предприятий — основных загрязнителей водных объектов по Пермскому краю
в 2020, 2021 гг.
№ Наименование предприятия Масса загрязняющих веществ в сточных водах, тыс. т Водный объект
2020 г. 2021 г.
1 Пермский филиал 55,14 61,94 Воткинское водохранилище
ООО «Новогор-Прикамье», (через БОС, хозбытовые, про-
г. Пермь мышленные и ливневые сточные
воды г. Перми)
2 ООО «Сток», г. Березники 813,01 806,589 Камское водохранилище (через
механическую очистку промыш-
ленные, хозбытовые и ливневые
сточные воды г. Березники)
3 ПАО «Уралкалий» (СКРУ-1), 161,91 149,98 Камское водохранилище (через
г. Соликамск механическую очистку произ-
водственные сточные воды)
29
№1, 2023
О ^
т О ш
что свидетельствует о несоответствии воды нормам для рыбохозяйственных водоемов.
Часто встречающимися загрязняющими компонентами являются соединения марганца, меди, железа общего, трудно окисляемые органические вещества (по ХПК), фенолы летучие, содержание которых в поверхностных водах наблюдаемых рек превышали предельно допустимые концентрации для водоемов рыбохозяйс-твенного (р/х) пользования, в основном в пределах от 2 до 6 ПДКр/х и даже более.
Значения концентраций меди выше ПДКр/х зафиксированы в 2019—2021 гг. в воде всех исследуемых рек, кроме Вишеры (2020 г.), а содержание цинка обнаружено выше предельно допустимых концентраций в воде рек Лысьвы (2019 г.), Чусовой (2020, 2021 гг.), Б. Танып (2021 г.).
Среднегодовые концентрации фенола, превышающие ПДК, наблюдались в
2020 г. в воде всех исследуемых рек, а в 2019, 2021 гг. — только в реке Косьва. Величины трудно окисляемых органических веществ, превышающих ПДК обнаружены в 2019 г. в воде рек Кама и Иньва. Среднегодовые концентрации сульфатов, превышающие ПДК, обнаружены в воде реки Сылва за период 2019—2021 гг. (табл. 2).
Наличие в воде исследуемых рек соединений железа и марганца обусловлено местным гидрохимическим фоном [2]. Присутствие других загрязнителей в воде речных экосистем Пермского края можно объяснить антропогенным влиянием различных производств, сточные воды которых поступают в поверхностные водоемы (рис. 4). В загрязнение водных объектов может внести вклад диффузный сток (с территорий населенных пунктов, аграрных полей, животноводческих ферм, полигонов твердых коммунальных отходов, промышленных зон и др.) [4—6].
Таблица 2
Загрязненность воды ряда рек Пермского края основными загрязняющими веществами
в долях ПДК за 2019—2021 гг.
Загрязняющее вещество Названия рек
Кама Вишера Косьва Чусовая Сылва Лысьва Иньва Колва Б. Танып
2019 г.
Марганец 8 5 11 9 5 7 6 — —
Железо 5 5 34 4 4 3 4 — —
Фенол н н 17 н н н н — —
Медь 2 2 4 3 3 3 4
Трудно окисляемые 2 н н н н н 2 — —
органические вещества
Сульфаты н н н н 2 н н — —
Цинк н н н н н 2 н — —
2020 г.
Марганец 7 4 7 6 5 4 5 — —
Железо 5 4 24 5 3 2 3 — —
Фенол 2 2 3 2 2 2 2 — —
Медь 2 н 2 4 3 3 2 — —
Сульфаты н н н н 2 н н — —
Цинк н н н 2 н н н — —
2021 г.
Марганец 8 9 13 11 8 7 7 9 12
Железо 6 4 31 4 2 2 3 5 2
Фенол 2 н 3 н н н н н н
Медь 2 2 2 2 2 2 3 3 3
Трудно окисляемые н н н н н н н н н
органические вещества
Сульфаты н н н н 3 н н н н
Цинк н н н 2 н н н н 2
30 н — значения по загрязняющим веществам не превышали ПДКр/х
Проведенный анализ среднегодовых концентраций присутствующих загрязняющих веществ, превышающих ПДКр/х, в воде ряда рек Пермского края показал, что наиболее загрязненными реками в период 2019—2021 гг. являлись Косьва, Чусовая и Кама. Более грязной рекой является Косьва. Главная причина ее загрязнения — выброс на поверхность земли шахтных вод закрытых выработок Ки-зеловского угольного бассейна. Сложная экологическая ситуация влияет на качество других рек данной территории (особенно в дождливое лето) [2]. Кроме того Косьва является левым притоком Камы, главной реки региона.
Классификация качества воды по степени загрязненности осуществляется с учетом числа критических показателей загрязненности и повторяемости случаев превышения ПДК. Используются следующие классы качества воды, характеризующие состав и свойства поверхностных вод при антропогенном воздействии: 1 класс — «условно чистая», 2 класс — «слабо загрязненная», 3 класс — «загрязненная», 4 класс — «грязная», 5 класс — «экстремально грязная». Степень загрязненности поверхностных вод в 2021 г. оценивалась в реках Каме и Чусовой как «очень загрязненная», в реке Косьве — как «грязная». В створе в ч ерте пос. Гайны вода реки Кама отмечена как «грязная» [2].
Качество воды в 2019—2021 гг. в реках Вишера, Иньва, Лысьва и в Сылве в 2021 г. характеризовалось как «загрязненная», а в реке Б. Танып (2019—2021 гг.) и в Сылве в 2019, 2020 гг. — как «очень загрязненная». Вода других наблюдаемых рек (Вел-ва, Ирень, Обва, Язьва, Яйва) оценивалась в 2019—2021 гг. как «загрязненная» или «очень загрязненная», а в реке Коса — как «грязная» (2019, 2021 гг.) и «очень загрязненная» (2020 г.) [2]. Степень загрязненности водной среды на таких уровнях обусловлена в основном высоким содержанием некоторых загрязняющих веществ, которые сбрасываются в водотоки в составе сточных вод.
Как отмечается в докладе [7], существенными источниками загрязнения поверхностных вод бассейна реки Камы являются сточные воды предприятий Со-ликамско - Березниковского промышлен -ного узла, бывшего Кизеловского угольного бассейна, производственных объектов г. Перми и Краснокамского, Лысьвен-ского, Чайковского, Чусовского районов Пермского края. По всему течению вода реки Камы и комплекса ее водохранилищ за многолетний период характеризуется как «загрязненная».
Заключение
При наблюдаемом уменьшении объемов поступающих сбросов в водные объекты Пермского края сохраняется неудовлетворительное состояние качества воды большинства рек на протяжении последних лет, не соответствующее нормативным требованиям. Отмечена тенденция роста величин сброса загрязняющих веществ со сточными водами в поверхностные водные объекты Пермского края к 2021 г. Оценка качества воды ряда рек при анализе нагрузки сточных вод в Пермском крае показала, что наиболее загрязненными реками в период 2019—2021 гг. являлись Косьва, Чусовая, Коса и Кама. Самое низкое качество воды в Косьве. На поверхностные воды в регионе оказывают воздействие не только загрязненные сточные воды действующих промышленных предприятий, но диффузные источники загрязнения. Со временем ухудшают качество воды рек накопленные загрязняющие вещества в почвах, грунтах, оставшиеся от деятельности прошлых лет.
Для улучшения качества воды речных экосистем в Пермском крае следует повышать мощности очистных сооружений, расширять применение природоохранных технологий, целесообразно увеличивать лесистость водосборов. Необходимо проведение мероприятий по ликвидации нанесенного ущерба окружающей среде в регионе.
а>
о ^
о
О -1
Библиографический список
1. Справка о современном состоянии подземных вод и опасных экзогенных геологических процессов Пермского края: подготовлена ФГБУ «Гидроспецгеология» в рамках выполнения Государственного задания Федерального агентства по недропользованию от 26.12.2019 № 049-00017-20-04. — Пермь,
31
2019. - URL: https://www.rosnedra.gov.ru/data/Fast/Files/202011/f6ef7c7ac089b3717748a9frd6bed426.pdf, дата обращения 12.01.2023.
¡^ 2. О состоянии и об охране окружающей среды Пермского края в 2021 г.: Докл. Министерства при-
g родных ресурсов, лесного хозяйства и экологии Пермского края. — Пермь, 2022.
^ 3. О состоянии и об охране окружающей среды Пермского края в 2020 г.: Докл. Министерства при-
¡3 родных ресурсов, лесного хозяйства и экологии Пермского края. — Пермь, 2021.
IФ 4. Черная В. В., Воронин Р. М., Сучков И. А., В. А. Горнов, Дерягина Л. Е. Мониторинг загрязнения
атмосферного воздуха и поверхностных вод в Рязанской области // Экология человека. — 2021. — № 8. — С. 28—35.
5. Полянин В. О. и др. Концепция снижения диффузного загрязнения реки Волги. — М.: ИВП РАН, 2020. — 120 с.
6. Ясинский С. В., Веницианов Е. В., Вишневская И. А. Диффузное загрязнение водных объектов и оценка выноса биогенных элементов при различных сценариях землепользования на водосборе // Водные ресурсы. — 2019. — Т. 46. — № 2. — С. 232—244.
7. Доклад «О состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации в 2020 году». — М.: Росводресурсы, НИА-Природа, 2022. — 510 с.
RIVERS WATER QUALITY ASSESSMENT IN THE ANALYSIS OF WASTEWATER LOAD IN THE PERM REGION
^ А. Meshchurova, Ph. D. (Biology), Senior Researcher, FSBI Ural State Research Institute of regional environmental problems, tmeshurova@mail.ru, Perm, Russia
References
1. Spravka o sovremennom sostoyanii podzemny x vod i opasny x e 'kzogenny x geologicheskix processov Permsko-go kraya: podgotovlena FGBU "Gidrospeczgeologiya" v ramkax vypolneniya Gosudarstvennogo zadaniya Federalnogo agentstvapo nedropol'zovaniyu ot 26.12.2019№ 049-00017-20-04. [Reference on the current state of groundwater and hazardous exogenous geological processes of the Perm region: prepared by the Federal State Budgetary Institution "Hydrospetsgeology" within the framework of the State Task of the Federal Agency for Subsoil Use dated December 26, 2019 N 049-00017-20-04] Perm, 2019. URL: https://www.rosnedra.gov.ru/data/Fast/Files/202011/f6ef7c7ac089b3717748a9ffd6bed426.pdf, access date 12.01.2023 [in Russian].
2. O sostoyanii i ob okhrane okruzhayushchei sredy'Permskogo kraya v 2021 godu]. Doklad Ministerstva pri-rodnykh resursov, lesnogo khozyaistva i ekologii Permskogo kraya. [Report on the state and environmental protection of the Perm Region in 2020]. Perm'. 2022 [in Russian].
3. O sostoyanii i ob okhrane okruzhayushchei sredy'Permskogo kraya v 2020godu. Doklad Ministerstva prirod-nykh resursov, lesnogo khozyaistva i ekologii Permskogo kraya [Report on the state and environmental protection of the Perm Region in 2020]. Perm'. 2021 [in Russian].
4. Chyornaya V. V., Voronin R. M., Suchkov I. A., Gornov V. A., Deryagina L. E. Deryagina Monitoring zagryazneniya atmosfernogo vozduxa i poverxnostnyx vod v Ryazanskoj oblasti [Monitoring of atmospheric air and surface water pollution in the Ryazan region]. Ekologiya cheloveka. 2021. No. 8. Р. 28—35 [in Russian].
5. Polyanin V. O. et al. Koncepciya snizheniya diffuznogo zagryazneniya reki Volgi [The concept of reducing diffuse pollution of the Volga River]. Moscow: IVP RAN, 2020. — 120 p. [in Russian].
6. Yasinskij S. V., Venicianov E. V., Vishnevskaya I. A. Diffuznoe zagryaznenie vodnyx ob'ektov i ocenka vynosa biogennyx e'lementov pri razlichnyx scenariyax zemlepol'zovaniya na vodosbore [Diffuse pollution of water bodies and assessment of the removal of biogenic elements under different scenarios of land use in the watershed]. Vodnye resursy'. 2019. Vol. 46, №. 2. Р. 232—244 [in Russian].
7. Report on the state and use of water resources of the Russian Federations in 2020 [O sostoyanii i ispol'zovanii vodny'x resursov Rossijskoj Federacii v 2020 godu]. Moscow: Rosvodresursy, NIA-Priroda, 2022. 510 p. [in Russian].
32
