Kemerovo region surface water pollution analysis (by example of the river Tom).pdf Поверхностные воды, а в особенности воды горо-дов, испытывают постоянное и высокое антропогенноедавление. Роль различных антропогенных факторов вопределении экологического состояния водотоков иводоемов неодинакова. Для р. Томи основную рольиграют промышленные источники загрязнения, нахо-дящиеся как в Кемеровской области, так и в черте го-родов. Однако в последнее время все большее значениеприобретают такие факторы, как автотранспорт, гара-жи, захламленность и загрязнение территории.Речная сеть Кемеровской области принадлежит сис-теме р. Оби.На территории Кемеровской области протекает32 109 рек общей протяженностью 245 152 км.Реки Томь и Иня - основные поверхностные источ-ники водоснабжения области.Река Томь и ее наиболее крупные притоки (Бель-су, Уса, Мрас-су, Тутуяс, Кондома, Верхняя, Средняяи Нижняя Терси, Тайдон, а также Яя, Кия, Урюп) бе-рут начало в горах Кузнецкого Алатау и Горной Шо-рии. В верхнем течении это типичные горные реки,имеющие узкие, глубоко врезанные (до 100-150 м)долины с преобладанием донной эрозии, порожистыерусла, большие скорости течения (от 0,8-1,2 до2,0 м/с). В предгорных районах режим их имеет пере-ходный характер. При выходе в пределы Кузнецкойкотловины и Чулымо-Енисейской впадины реки тяго-теют к равнинному типу. Долины рек резко расширя-ются, уклоны русел снижаются до 1-2о, течение ста-новится медленным и спокойным (0,4-0,8 м/с), русламеандрируют, поймы заболачиваются, появляютсямногочисленные старичные озера. Густота речнойсети в равнинной части составляет 0,2-0,4 км/км2, вгорной - 0,7-0,9 км/км2.Река Томь - основная водная артерия Кемеровскойобласти. Она характеризуется продолжительным ве-сенним половодьем, носящим бурный характер и со-провождающимся резким колебанием уровня подъемаводы.Расход воды р. Томь возрастает с 650 м3/с уг. Новокузнецка до 1 100 м3/с у г. Кемерова. В верховьер. Томь порожиста, имеет узкую глубоковрезанную (до150-200 м) долину, крутые и высокие борта. Ниже впа-дения рр. Уса и Мрас-су долина ее расширяется, места-ми ширина поймы составляет от 2 до 6 км. В пределахКузнецкой котловины ширина русла достигает 800 м,изобилует меандрами, островами, сложенными галечни-ками с песком, отмелями, косами, перекатами и порога-ми. Глубина реки изменяется от 0,5 до 4 м, скорость те-чения на перекатах 1,5-2 м/с, на плесах - 0,3-0,6 м/с.Реки бассейна р. Томь загрязняются сточными во-дами предприятий горнодобывающей, топливно-энер-гетической, металлургической, коксохимической, хи-мической, деревообрабатывающей промышленности,агропромышленного комплекса и коммунального хо-зяйства.Характерными загрязняющими веществами рекКемеровской области являются нефтепродукты, фе-нолы, соединения азота, железа, цинка, марганца, ме-ди, взвешенные вещества, органические соединенияпо показателям ХПК (химическое потребление кисло-рода) и БПК5 (биохимическое потребление кислородаза 5 сут.).В данной работе исследована динамика концентра-ций основных загрязняющих веществ в р. Томи: неф-тепродуктов, фенолов, соединений азота, легкоокис-ляемых органических соединений, соединений железа,в отдельных створах - марганца, меди и цинка.Материалом для исследования послужили данныенаблюдений за гидрологическим и гидрохимическимсостоянием поверхностных водных объектов на терри-тории Кемеровской области, проводимых Государст-венным учреждением «Кемеровский центр по гидроме-теорологии и мониторингу окружающей среды» за пе-риод с 2006 по 2010 г. В работе был рассмотрен1 водный объект - р. Томь, 5 пунктов (п. Лужба, г. Ме-ждуреченск, г. Новокузнецк, пгт. Крапивинский, г. Ке-мерово), 11 створов. Протяженность р. Томи на рас-сматриваемом участке 450 км.На графиках 1-4 створы обозначены цифрами: 1 -п. Лужба; 2 - выше г. Междуреченска; 3 - 3,5 км нижег. Междуреченска; 4 - 1 км выше г. Новокузнецка; 5 - вчерте г. Новокузнецка; 6 - 30 км ниже г. Новокузнецка;7 - пгт. Крапивинский; 8 - г. Кемерово (п. Металлпло-щадка); 9 - 1 км ниже г. Кемерова; 10 - 20,5 км нижег. Кемерова; 11 - с. Поломошное.Химическое потребление кислорода. Показатель,характеризующий суммарное содержание в воде орга-нических веществ по количеству израсходованного наокисление химически связанного кислорода. Являясьинтегральным (суммарным) показателем, ХПК в на-стоящее время считается одним из наиболее информа-тивных показателей антропогенного загрязнения вод.Этот показатель в том или ином варианте используетсяповсеместно при контроле качества природных вод,исследовании сточных вод и др.В соответствии с требованиями к составу и свой-ствам воды водоемов у пунктов питьевого водополь-зования величина ХПК не должна превышать15 мг О2/дм3.Рис. 1. Динамика концентрации ХПКНа рис. 1 показана динамика концентрации ХПК с2006 по 2010 г. в 10 створах. Кроме того, приведеныданные о концентрации в 2010 г. на р. Томи в чертес. Поломошное. В целом за рассматриваемый периодсреднегодовое значение ХПК практически не превы-шало уровень 0,9 ПДК. Лишь в 2010 г. в створе р. Томив черте с. Поломошное наблюдалось превышение -1,2 ПДК. Наименьшие концентрации были достигнутыв 2009 и 2010 гг. в створах выше г. Междуреченска и3,5 км ниже г. Междуреченска - 0,5 ПДК.В целом, значения ХПК по всему участку распреде-лены равномерно 0,5-0,9 ПДК. Имеются лишь некото-рые увеличения значений в створах ниже г. Новокуз-нецка и ниже г. Кемерова.Биохимическое потребление кислорода. Важнымсуммарным показателем санитарного состояния водо-ема, отражающим загрязнение его биохимически окис-ляющимися веществами, а также процессы самоочи-щения, является БПК.В лабораторных условиях наряду с БПКполн опреде-ляется БПК5. В поверхностных водах величины БПК5изменяются обычно в пределах 0,5-4 мг O2/дм3 и под-вержены сезонным и суточным колебаниям.Определение БПК5 в поверхностных водах исполь-зуется с целью оценки содержания биохимическиокисляемых органических веществ, условий обитаниягидробионтов и в качестве интегрального показателязагрязненности воды. Для БПК5 прослеживается четкаязакономерность: максимальные значения в 2007-2010 гг. достигается в створе 30 км ниже г. Новокузнец-ка, а в 2006 г. - в створе пгт. Крапивинский. В 2007 г.был достигнут максимум за рассматриваемый период -1,8 ПДК в створе 30 км ниже г. Новокузнецка. Мини-мальное значение БПК5 зафиксировано в 2009 г. встворе выше г. Междуреченска.Азот аммонийный. Основными источниками по-ступления в водоемы ионов аммония являются живот-новодческие фермы, хозяйственно-бытовые сточныеводы, сточные воды предприятий пищевой и химиче-ской промышленности. Лимитирующий показательвредности - токсикологический. Повышение обычноуказывает на свежее загрязнение.Рис. 2. Динамика концентрации азота аммонийногоНа рис. 2 показана динамика концентрации азотааммонийного. Максимальные значения во все периодынаблюдения отмечались в створе 30 км ниже г. Ново-кузнецка, максимум был в 2010 г. - 3,5 ПДК. Мини-мальные концентрации также во все периоды зафикси-рованы в створах г. Кемерова (п. Металлплощадка) и1 км ниже г. Кемерова - 0,07-0,1 ПДК.Азот нитритный. Распределение значений азотанитритного схоже с азотом аммонийным: максималь-ные концентрации во все рассматриваемые периодынаблюдаются в створе 30 км ниже Новокузнецка с мак-симумом в 2009 г. - 4,85 ПДК. Минимальные значения0,15-0,25 ПДК зафиксированы в створах г. Кемерова(п. Металлплощадка).В целом за период наблюдений 2006-2010 гг. кон-центрация азота нитритного превышала ПДК лишь в2 створах - 30 км ниже г. Новокузнецка и пгт. Крапи-винский.Фенол. Фенолы - весьма распространенный вид за-грязнений промышленных сточных вод. Они встречают-ся в сточных водах производств, связанных с тепловойпереработкой древесины, сланцев, торфа, бурых и ка-менных углей (например, коксохимические заводы, га-зогенераторные станции); в сточных водах нефтеперера-батывающих заводов, заводов пластмасс, искусственныхсмол, лесохимических заводов, заводов органическихкрасителей, древесностружечных плит, обогатительныхфабрик цветной металлургии и др.Рис. 3. Динамика концентрации фенолаНа рис. 3 показан график изменения концентрациифенолов. Ситуация с фенолами не столь однозначна,как с азотом. Максимальные концентрации в разныепериоды наблюдались в различных створах. Максиму-мы были зафиксированы в створах выше г. Междуре-ченска и 30 км ниже г. Новокузнецка - 4 ПДК. Нуле-вые концентрации фенола отмечены в 2007-2010 гг. встворах г. Кемерова (п. Металлплощадка), в 2009-2010 гг. - в створах 1 км ниже и 20,5 км выше г. Кеме-рова. В остальных случаях концентрация фенола изме-нялась от 1 до 3 ПДК.Нефтепродукты. Попадая в водоемы, легкие нефте-продукты образуют пленки на поверхности воды, ухуд-шая условия аэрации водоемов. Тяжелые нефтепродук-ты оседают на дне, губительно действуют на флору ифауну. Воздействие нефтепродуктов на водоемы имеетдлительный характер, так как они являются слабоокис-ляющими веществами. В этой связи по нефтепродуктамустановлены очень низкие ПДК - 0,05 мг/кг [1].Концентрация изменялась в широких пределах завесь период наблюдения. Максимальные значения бы-ли зафиксированы в створе пгт. Крапивинский в 2006,2009, 2010 гг. (1,8-5,4 ПДК), а в 2007 и 2008 гг. - вп. Лужба и 30 км ниже г. Новокузнецка - 2,4 ПДК. Мак-симум за весь рассматриваемый период был достигнутв 2010 г. - 5,4 ПДК.Значения концентрации нефтепродуктов 1 ПДК именьше достигались в 2009 г. (створы в районег. Кемерова) и 2007 г. (пгт. Крапивинский). В целомсамые максимальные концентрации нефтепродуктовнаблюдались во всех створах в 2010 г.Металлы и их соединения в воде характеризуютсямутагенным, тератогенным и канцерогенным свойст-вами, многие из них обладают токсичностью. Канцеро-генное действие на человека оказывает мышьяк, селен,цинк, хром, свинец, ртуть, содержащиеся в воде. Тера-тогенное действие свойственно кадмию, свинцу, ли-тию, галлию. К соединениям металлов, способным вы-зывать мутации во втором и последующих поколениях,относится сульфид цинка. Многие металлы, даже вочень малых концентрациях, оказывают вредное влия-ние на рыб и их кормовые ресурсы [2].Цинк. Динамика загрязнения реки цинком показа-на на рис. 4. За весь рассматриваемый период средне-годовые концентрации цинка изменялись незначи-тельно и не превышали 0,54 ПДК. Минимум концен-трации цинка наблюдался в 2010 г. в створе вышег. Междуреченска - 0 ПДК. Максимальное значение1,49 ПДК зафиксировано в 2010 г. в створе пгт. Кра-пивинский. В 2007-2009 гг. максимальные значенияконцентрации цинка относились к створам в г. Кеме-рове (0,23-0,54 ПДК).Медь. Наименьшие концентрации меди были за-фиксированы в 2006 г. во всех точках наблюдения (0-0,4 ПДК). Наибольшие концентрации - в 2007 г. (осо-бенно в створах 1 км выше г. Новокузнецка, г. Кемеро-ва (п. Металлплощадка), 1 км ниже и 20,5 км вышег. Кемерова - 1,9, 2,6, 2, 3 ПДК соответственно). Мак-симум за все время наблюдения зафиксирован в районес. Поломошное - 5,4 ПДК. Не считая пиков в 2007 и2010 гг., в остальное время концентрация меди меня-лась незначительно, в пределах 0,1-0,7 ПДК.Железо общее. С 2007 по 2010 г. концентрация же-леза во всех створах увеличивалась. Максимум в 2007,2008, 2010 гг. был отмечен в створе пгт. Крапивинский(2; 2,9; 4,8 ПДК соответственно), а в 2006 и 2009 гг. - встворе 1 км выше г. Новокузнецка (4 и 3,6 ПДК соот-ветственно). Концентрации, равные 1 ПДК и меньше,были зафиксированы дважды - в 2007 г. в створеп. Лужба (0,7 ПДК) и в 2008 г. в створе выше г. Меж-дуреченска (1 ПДК).В связи с большим количеством ТЭЦ и ГРЭС на ис-следуемой территории необходимо выделить тепловоезагрязнение водоемов. Поступление нагретых вод по-сле охлаждения оборудования в рыбохозяйственныеводоемы вызывает в них существенные изменения гид-ротермического, гидрохимического и биологическогорежимов. Повышение температуры в водоеме сказыва-ется на его газовом режиме и балансе органическоговещества. Зимой это влияние усиливается [3]. Значи-тельное превышение температуры речной воды отме-чалось в фоновом створе г. Новокузнецка, что связаносо сбросом горячей воды Томь-Усинской ГРЭС.Анализируя данные о концентрации загрязняющихвеществ в р. Томи за период 2006-2010 гг., можно сде-лать следующие выводы:1. По таким показателям, как азот аммонийный,азот нитритный, БПК5, нефтепродукты, фенол, ХПК,максимальные концентрации были зафиксированы встворе 30 км ниже г. Новокузнецка. Это связано сбольшим объемом сточных вод, выпускаемых в районеНовокузнецка. Здесь сосредоточено большое количест-во промышленных предприятий - черной и цветнойметаллургии, предприятия энергетики.2. В 2010 г. наиболее загрязненным на р. Томи счи-тался створ ниже г. Новокузнецка, где показательУКИЗВ составил 4,08 - вода «грязная».3. По таким показателям, как железо общее, цинк,максимальные концентрации отмечены в створахпгт. Крапивинский и в районе г. Кемерова.4. В целом створы в районе г. Кемерова и г. Меж-дуреченска наименее загрязнены. В Кемерове этопроисходит из-за разбавления загрязняющих веществв воде и, следовательно, уменьшения концентрации,так как расход воды в Томи возрастает с 630 м3/с уг. Новокузнецка до 1 100 м3/с у г. Кемерова. А в слу-чае с Междуреченском - из-за отсутствия большойнагрузки на водный объект, так как крупные загряз-нители (города, промышленные предприятия) нахо-дятся ниже по течению.

Скачать электронную версию публикации