авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |

«ЭКОЛОГИЯ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ ЭРБ – 2007 IV МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 28-30 сентября 2007 года ...»

-- [ Страница 13 ] --

Водоотведение производится в выгреба, либо на местность, очистка стоков отсутствует. Многие сельские населенные пункты находятся в водоохранных зонах и даже прибрежных полосах.

Загрязнение поверхностных вод увеличивается в летнее время, в связи с увеличением населения за счет приезжающих на отдых (почти в раза). Оценка поступления загрязнения от сельского населения велась из расчетов водоотведения 50 л/сут./чел. (18,2 м3/год/чел). Концентрации загрязняющих веществ стока оценивались, как для сточных вод с городских очистных сооружений г. Удомля.

Поступление загрязняющих веществ от машинно-хозяйственных дворов (1,50 га) в виде поверхностного стока с территорий автотранспорт ных организаций: ВВ – 2000 мг/л;

НП – 90 мг/л;

БПК20 – 210 мг/л;

ХПК – 500 мг/л.

На водосборной территории размещено 5 машинно-хозяйственных дворов, в парке которых насчитывается около 60 автомобилей и тракторов, много другой сельскохозяйственной техники. МХД (машинно хозяйственный двор) есть в Касково (клх. "Ленина") находящийся в 300 м от р. Тихомандрица (оз. Удомля), Верескуново (ПХ ОАО СЗЭС) в 600 м от р. Демьянка (оз. Сьюча - р. Сьюча - оз. Песьво), Мишнево (АОЗТ "Азам") в 600 м от оз. Песьво, д. Ряд и Мушино (пс/кх. "Труд"). Во всех МХД имеются собственные склады горюче-смазочных материалов (ГСМ).

Поверхностный сток с этих территорий 2,979 тыс. м3/год.

Склады минеральных удобрений (СМУ) расположены в Касково, Верескуново, Мишнево, Ряду, Мушино. В Мишнево в 100 м от пруда сообщающегося с оз. Песьво работает пилорама, отходы которой попадают в водоем.

Склады минеральных удобрений «Агрохимии» расположены на северо-востоке г. Удомля (2 склада емкостью по 1500 т). Удобрения хранят ся россыпью. Годовой оборот в начале 90-х годов составлял 30 тыс. т извести, 3 тыс. т фосфорной муки, 6 тыс. т амминовой муки, 3 тыс. т хлористого калия, 600 т аммофоса, 2 тыс. т хлористого натрия. В 500 м от складов находится низинное болото и далее через 900 м оз. Соминец, где отмечается сильное угнетение растительности поступающими загрязняю щими веществами.

Поступление загрязняющих веществ от складов минеральных удоб рений и ядохимикатов можно оценивать как разницу между массой поступившей продукции и вывезенной на поля.

На водосборе располагается 21 ферма крупного рогатого скота: телятников, 1 конюшня, 8 овчарен, 3 свинарника. Общее поголовье коров – 3 071, телят – 2 565, лошадей – 91, овец – 1 969, свиней – 1 250.

СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А В Касково (клх. "Ленина") стоки коровника, телятника и свинарника попадают в понижение рельефа и через 300 м в р. Тихомандрицу, так же сливают свои стоки и животноводческие фермы в д. Маяк Белахово, Ванюхино этого же колхоза. Телятник в д. Митронино (п/х ОАО "Вереску ново") находится в 100 м от оз. Песьво. В д. Мишнево (АОЗТ "Сезам") коровник и телятник расположены в 100 м от пруда, сообщающегося с оз. Песьво. В 100 м от оз. Песьво расположен свинарник в д. Митронино и в 200 м от р. Ракушка коровник, в 150 м от р. Ракушка находится телятник на Каменке. В 100 м от р. Мушинки находятся коровник, телятник и овчарня в д. Зарьково (пс/кх. "Труд").

Главным образом, на водоснабжение животноводческих ферм идет производственное водопотребление составляющее 154,61 тыс. м3/год.

Водоотведение производится в жижехранилища или осуществляется непосредственно на местность и равно водопотреблению. Из разрушенных и поврежденных силосных ям также могут поступать стоки обогащенные биогенными веществами.

Выпас общественного и личного скота нередко производится не только в водоохранных зонах, но и прибрежных полосах рек и озер регио на. Поступление загрязняющих веществ от животноводства оценивались по нормам водоотведения от сельскохозяйственных животных (табл. 1).

На водосборе озер Удомля-Песьво находятся угодья 10 государствен ных и коллективных хозяйств. Территория клх. "Ленина", пх "Вереску ново", пс/кх "Труд" полностью лежит на водосборной площади, у АОЗТ "Сезам" – на 60%, клх. "Ударник" – на 20%, пс./кх. "Прожектор" – на 10%, пх. "Куровский", пс./кх. "Удомельский", пс./кх. "Прогресс", клх. "Знамя Труда" на 5%.

Таблица Поступление загрязняющих веществ от животноводческих ферм в водоем Удомля-Песьво (в числителе - мг/л, в знаменателе - т) Вещество Количество ВВ 5000 / 773, Сухой остаток 6000 / 927, HCO3 4100 / 633, Cl 370 / 57, SO4 300 / 46, Ca 300 / 46, Mg 350 / 54, Na 200 / 30, K 750 / 115, Nобщ 1400 / 216, Pобщ 65,7 / 10, БПК20 2860 / 442, IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

На пахотные угодья хозяйств в 2001 г. было внесено 7,748 т мине ральных удобрений (в действующем веществе), из них 3,7136 т азотных (N2), 1,6004 т фосфорных (P) и 2,4336 т калийных, а также 9023,5 т органи ческих удобрений. В среднем в регионе внесено 1,59 кг/га минеральных удобрений и 1,87 т/га органических удобрений.

Исследования группы авторов установили модули выноса для пашни бассейна Иваньковского водохранилища: для азота – 3,46 кг/га/год, для фосфора – 0,42 кг/га/год. Исходя из общей площади пашни 4 836 га, для бассейна водоема Удомля-Песьво общее поступление азота составляет 16,733 т/год, фосфора 2,03 т/год.

Поверхностный сток с пахотных угодий составляет не менее 999, м /га дождевых вод, талых – 991,2 м3/га, всего 1 983,45 м3/га. Общий сток с пашни составляет 9591 тыс. м3/год.

Общее поступление сточных вод (табл. 2) от сельского населения и сельскохозяйственного производства составляет 9 786,040 тыс. м3/год.





Более 98 % приходится на поверхностный сток с пашни.

Произведена оценка поступления загрязнения по 6 ингредиентам:

взвешенным веществам (ВВ), азоту общему (Nобщ), нефтепродуктам (НП), фосфору общему (Робщ), железу общему (Feобщ), биологическому потребле нию кислорода (БПК20).

Полученные результаты несколько занижены, так как учитывался сток лишь с пашни, а не со всех сельскохозяйственных угодий. В расчетах азота общего от очистных сооружений фактически учитывался азот мине ральный и т.п.

Таблица Экономическая оценка поступление сточных вод и загрязняющих веществ от АПК в водоем Удомля-Песьво Показатель ВВ НП Робш БПК20 Всего N общ Feобщ Сброс т/год 779,201 0,2685 338,553 52,228 0,0537 443, Норматив платы в 366 5510 689 1378 55096 ПДС, руб./т Плата в ПДС, т. руб. 311,032 1,758 277,116 85,501 3,515 47,893 726, Приведенные цифры позволяют провести стоимостную оценку ряда ингредиентов от всех учтенных загрязнителей водохранилища Удомля Песьво по формуле Пi=Hi Mi Кэ Кb, где Пi – плата за i-ингредиент в пределах предельно допустимого сброса (ПДС), руб;

Hi – нормативная плата за сброс 1 тонны i-го загрязняющего вещества, руб./т;

Mi – масса i-го загрязнителя, т;

Кэ – коэффициент экологической значимости для бассейна Балтийского моря – 1,08;

Ки – коэффициент индексации – 1,1.

СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А Согласно Постановления Правительства РФ от 12.06.03 г. плата за загрязнение поверхностных вод составила бы в пределах допустимых нормативов за шесть ингредиентов 726,815 тыс. рублей. Если бы плата производилась в пределах установленных лимитов, она бы составила 3 634,075 тыс. рублей. За сброс без разрешения плата была бы 18 170, тыс. рублей.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 07-05-00778-а.

МЕТОДИКА И ТЕХНОЛОГИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО РАЙОНИРОВАНИЯ Е.Ю. Шикунова Институт прикладной экологии, г. Москва Condition of water resources is result of interference of nature and anthropogenic factors. To estimate condition of water resources at a regional (catchment) scale with aim of optimization in water consumption and water requirement a computer-based water-management technology has been developed. This technology based both on hydrological zoning of river basin and information about water using and water consumption distributed over river basin.

Hydrological zoning is based on elementary watersheds as zoning units. Zoning is realized by using information modeling system ECOMAG, which is version of spatial distributed physically based model of hydrology cycle and pollution transfer in river basin. Space schematization of the river basin (the allocation of river network, sub catchments of tributaries, elementary watersheds and slope elements) is executed on the basis of digital elevation model using GIS-technology. Automatic catchment fragmentation to elementary watersheds, construction of modeled river network can be made with different levels of details and scale.

Different water-management regional monitoring data were used as characteristics of anthropogenic load on river basin and water resources: water using by agricultural, industry etc., inflow in the river network various types of return water (clean, polluted, waste), pollutant’s content and other. This information in GIS-form covers whole river basin including elementary watersheds. Using ECOMAG algorithms information about water using, water management and water pollution in a regional scale was integrated along length of river network.

This technology allows to get series of evaluation maps including maps of distribution along river network of water resources, various pollutants, water consumption for agricultural, industry and population requirements, water inflow in the river network of polluted and waste waters. These maps display general condition and tendency in water management situation and can be used in planning and rationalization of water consumption processes for sustainable development of regions.

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Актуальной задачей водного хозяйства на сегодняшний день является совершенствование системы управления водными ресурсами.

Сложность этой задачи обусловлена большим числом отраслей, исполь зующих водные ресурсы и наличием глубокой взаимосвязи между природой и обществом. Острота водохозяйственных проблем и постоянное усиление антропогенного воздействия на окружающую среду влияют на специфику управления водными ресурсами. Научно-обоснованной базой для решения этой задачи может служить водохозяйственное районирование территории. Для этого оно должно основываться на современной математической и технологической базе. Использование автоматизиро ванного водохозяйственного районирования позволит повысить эффектив ность использования водных ресурсов.

Водохозяйственное районирование формирует базу для выделения упорядоченных, организованных систем водного хозяйства и создает тем самым основу для долгосрочного планирования и управления водным потенциалом страны.

Разработанное водохозяйственное районирование основывается на применении двух основополагающих подходов – бассейнового и админист ративного, что делает возможным учет природных и антропогенных факторов. Суть метода заключается в выделении элементарных речных бассейнов и наложении на них распределенной водохозяйственной инфор мации, обычно представляемой в разрезе административного деления.

Использование совокупности подходов позволяет комплексно рассмат ривать вопросы взаимодействия хозяйственных мероприятий и окружаю щей среды, минимизировать негативные последствия антропогенной нагрузки путем разработки соответствующих водоохранных мер.

Главной целью административного районирования является совер шенствование территориального управления и оптимизация территориаль ной организации производительных сил общества. К его преимуществам относится то, что административное деление РФ уже проведено на различ ных иерархических уровнях, и на его основе в стране осуществляется сбор и анализ статистической информации. Однако к его недостаткам можно отнести неэффективность управления в трансграничных зонах и недоста точный учет природных факторов. В связи с этим, предлагается исполь зовать существующие административные единицы не в качестве единиц районирования, а только как информационную основу районирования.

Бассейновый принцип управления водным хозяйством определен самой природой. Управление водными ресурсами, основанное на этом принципе, является на сегодняшний день всемирно признанным [Корон кевич и др.,1994, 2003]. Под бассейновым подходом понимается комплексная оценка данных по водным ресурсам, их использованию и СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А охране, антропогенным нагрузкам на всем водосборном бассейне [Калашникова,1982]. Использование элементарных речных бассейнов в качестве исходных единиц районирования позволяет решить проблему определения границ районов. В данном случае они проводятся по водоразделам, что позволяет перейти на количественное, а не качественное решение этого вопроса.

Сочетание бассейнового и административного принципов позволяет наиболее четко определить экологическую напряженность в регионе, обнаружить причины сложившейся ситуации, провести совместный анализ природных компонентов и антропогенной нагрузки, спрогнозировать дальнейшее развитие ситуации, найти и рекомендовать оптимальные меры по улучшению структуры водопользования и экологической обстановки.

Разработка автоматизированной системы водохозяйственного районирования территории требует привлечения большого числа инфор мационных источников. Их количество и тематическое разнообразие в значительной степени определяются природными и водохозяйственными особенностями территории, ее размером, масштабом исходной карты и желаемым масштабом районирования.

Используемые программные средства должны позволять автомати зировано осуществлять следующие процедуры: выделение элементарной бассейновой структуры на исследуемой территории;

поддержка различных типов данных;

географическая привязка информации;

расчет водохозяйст венных показателей;

распределение полученных водохозяйственных пока зателей по элементарным бассейнам;

построение и отображение карт водохозяйственного районирования.

Анализ этих требований приводит к выводу о необходимости использования мощных интегрированных систем управления базами данных, имеющих возможность поддержки картографической информации.

В качестве оптимального программного продукта в данном случае рассмат риваются географические информационные системы (ГИС), являющиеся закономерным расширением концепции баз данных, дополняя их наглядностью представления пространственно распределенной информа ции и возможностью решать задачи практического анализа.

Для пересчета данных представленных по административным едини цам РФ на бассейновую структуру района и расчета выбранных водо хозяйственных критериев по элементарным бассейнам требуется мощный программируемый математический аппарат, дополняющий по своим возможностям ГИС. Для этих целей был использован информационно моделирующий комплекс (ИМК) ECOMAG, включающего в себя: матема тическую модель ЕСОМАG, ГИС, базы данных информации о характе ристиках территории и управляющую оболочку [Мотовилов и др., 2003].

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Модель ЕСОМАG – версия пространственно-распределенной модели гидрологического цикла, формирования стока, переноса и трансформации загрязняющих веществ в речных бассейнах. Комплекс позволяет проводить построение модельной речной сети и выделение бассейновых структур на основе цифровой модели рельефа, а открытая структура ИМК, позволила включать в себя дополнительный программный модуль, разработанные автором с целью автоматизации процесса расчета водохозяйственных показателей.

Предлагаемая технология делает возможным проведение райониро вания в различных пространственных и временных масштабах, что позволяет анализировать ситуация в регионе с необходимой степенью детальности и подробности.

Обратимся к более подробному рассмотрению технологической основы автоматизированного водохозяйственного районирования.

Выделение элементарных речных бассейнов производится на основе ИМК ECOMAG. В качестве минимальной расчетной единицы используется элементарный речной бассейн. Технология автоматизированного выделе ния элементарных речных бассейнов основана на анализе цифровой модели рельефа местности (ЦМР) с помощью ГИС ArcView и включает несколько процедур.

1) Построение и корректировка цифровой модели рельефа.

2) Вычисление полей направлений потока на основе откорректирован ной ЦМР.

3) Построение и корректировка модельной речной сети.

4) Анализ модельной речной сети и выделение элементарных речных бассейнов. Области аккумуляции стока между узлами речной сети представляют собой элементарные речные бассейны.

Собственно технология водохозяйственного районирования состоит из нескольких логически взаимосвязанных этапов.

Первый этап: моделирование речной сети и элементарных речных бассейнов.

Второй этап: подготовка таблиц с исходной водохозяйственной информацией, определение водных ресурсов различной обеспеченности, формирующихся в пределах субъектов РФ.

Третий этап: проведение водохозяйственных расчетов для различных пространственных и временных масштабов районирования. Для этого осуществляется автоматизированный расчет всех интересующих водохо зяйственных параметров по субъектам РФ с последующим перераспреде лением значений исходных данных таблицы на элементарные бассейны.

Оно производится путем весового осреднения значения показателя по площади элементарного участка с использование весового коэффициента СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А доли площади субъекта РФ, входящей в пределы элементарного участка.

После этого осуществляется расчет всех водохозяйственных критериев и показателей для каждого элементарного участка речного бассейна, и формируются ASCII-файлы с данными по каждому водохозяйственному показателю.

Четвертый этап: проведение районирования в различных пространст венных и временных масштабах и отображение результатов в виде карт водохозяйственного районирования по различным показателям и моделей стягивания водохозяйственной информации по длине речной сети.

Результатом районирования является серия водохозяйственных карт, позволяющих осветить обстановку в регионе с различных сторон, построенных с использованием разнообразных водохозяйственных крите риев и показателей. Использование предлагаемых разработок позволяет комплексно рассматривать вопросы взаимодействия хозяйственных меро приятий и окружающей среды, минимизировать негативные последствия путем разработки сопутствующих водоохранных мер или отказа от экологически необоснованных проектов.

СРАВНЕНИЕ ОСАДКОВ СТАНЦИИ ВОДОПОДГОТОВКИ И СТАНЦИИ ВОДООЧИСТКИ Е.А. Голубева, Д.М. Хомяков МГУ им. Ломоносова, г. Москва The work gives the analysis of the composition and characteristics of sludge produced by the sewage and waterworks. For the studing were take sewage sludge of wastwater treatment plant of Sergiev Posad (Moscow region) and Ostern waterworks of Moskow.In the paper make a comparison chemical composition and environmental threat this products. It also contains the review of the methods for using the sludge.

Осадки сточных вод городских очистных сооружений являются одним из основных отходов хозяйственно-бытовой деятельности населе ния. Они накапливаются в больших объемах на очистных сооружениях городов и промышленных объектов и создают опасность экологическому состоянию окружающей среды. В процессе очистки питьевой воды также образуются осадки. Проблема утилизации осадков бытовых и производ ственных сточных вод, а также осадков станций водоочистки требует к себе большего внимания. Огромные массы этих концентрированных примесей, количество которых быстро увеличивается в связи с развитием промыш ленности, ростом городов и повышением их благоустройства, скапли ваются и затрудняют работу очистительных станций, создают угрозу загрязнения окружающей среды.

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Осадки станций водоподготовки и станций водоочистки принципи ально отличаются друг от друга по составу. Основная причина – состав вод, поступающих на очистку. На станции водоподготовки поступает вода из естественных водоемов с небольшим количеством биогенных элементов и загрязняющих веществ. На станции водоочистки поступает вода с содержанием органических веществ, большим, чем у вод из естественных водоемов, и с широким спектром различных примесей (табл. 1). Для срав нения выбраны ОСВ очистных сооружений г. Сергиева Посада и осадки Восточной Водопроводной станции. На ВВС анализировался осадок, поступающий на иловые карты, на ОС г. Сергиева Посада был проана лизирован песок с песколовок, свежеобразующийся осадок и осадок, подсушенный на иловых картах.

Таблица Сравнение химического состава сточных вод (ОС г. Сергиев Посад) и вод естественных водоемов (р. Москва) Концентрация Концентрация в Ед.

Показатель в воде естествен- поступающих измерения ных водоемов стоках БПК5 (проба натуральная) мг/л 11,1 232, Температура °С 12,7 11, Тзвешенные вещества мг/л 17,78 267, ХПК мг/л 35,77 403, Реакция среды ед. рН 8,18 7, Азот аммонийных солей мг/л 0,23 18, Нитриты мг/л 0,52 0, Нитраты мг/л 5,04 0, Фостфаты мг/л 0,24 9, Хлориды мг/л 13,5 71, Сульфаты мг/л 16,2 84, АПАВ мг/л 0,11 1, Нефтепродукты мг/л 0,06 Фенол мг/л 0,000743 0, Ацетон мг/л 0,25 0, Железо мг/л 0,15 3, Медь мг/л 0,002 0, Хром 6+ мг/л 0,5 0, Хром 3+ мг/л 0,5 0, Никель мг/л 1,91 0, Цинк мг/л 0,03 0, Формальдегид мг/л 0,02 0, Сухой остаток мг/л 431,86 620, Прокаленный остаток мг/л 349,43 455, СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А Осадок сточных вод станций водоподготовки характеризуется высо ким содержанием взвешенных веществ (неорганических взвесей) и не содержит биогенных элементов (NPK) (табл. 2). В воде, поступающей на очистку, присутствуют плавающие примеси, мелкая взвесь из планктона, которая характеризуется питательной ценностью. На Восточной водопро водной станции примеси и взвесь задерживаются на решетках и вращаю щихся сетках, впоследствии собирается сороудерживающей корзиной, установленной на самотечном подводящем коллекторе. Эти отходы исполь зуются в качестве удобрения при озеленении территории станции водопод готовки и не формируют состав осадка.

Таблица Состав осадка ВВС Допустимое валовое содержание тяжелых металлов в осадках (концентрация, мг/кг ) Название Сi I (под все виды с/х II (зерновые, зерно № компонента культур кроме овощных, бобовые, технические, (мг/кг) грибов, зеленых, зеленое строитель земляники) ство, цветоводство) Марганец 1 217,000 1500 [4] 1500 [4] Медь 2 31,000 750 Никель 3 14,000 200 Свинец 4 20,000 250 Нефтепродукты 5 7100,000 4000 [5] 4000[5] Взв. вещества 6 992520, Хром 7 14,000 500 Цинк 8 78,000 1750 Кобальт 9 6, Итого: Осадок сточных вод очистных сооружений отличается высоким содержанием биогенных элементов, особенно азота и, но низким содержанием калия (табл. 3). Концентрации загрязняющих веществ в осадке сточных вод очистных сооружений на порядки выше чем в осадке станций водоподготовки.

В осадках содержатся токсические компоненты, в виде тяжелых металлов, нефтепродуктов и т.д. Класс опасности осадка Восточной станции водоподготовки определен на основании протокола количествен ного химического анализа (КХА), проведенного аналитическим центром анализа почв, растений и природных вод Почвенного института им.

Докучаева, где состав осадка определен полностью (табл. 2). При учете содержания в осадке 95% воды данный вид отхода можно отнести к классу опасности.

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Таблица Состав осадка очистных сооружений Содержание Наименование характеристик ПДК в осадке [1] в осадке Органическое вещество,% на сухой продукт Азот общий,% на сухой продукт 0. 3. Фосфор общий (P2O5), % на сухой продукт 1. 3. Калий общий (K2O), % на сухой продукт Не нормируется 0. Свинец (Pb), мг/кг 230-590 Мышьяк (As), мг/кг следы Ртуть (Hg),мг/кг 1.74-5.10 Кадмий (Cd), мг/кг 8.52-15.0 Никель (Ni), мг/кг 50-57 Хром (Cr), мг/кг 226-640 Марганец (Mn), мг/кг 130-510 1500 [4] Цинк (Zn), мг/кг 960-1080 Медь (Cu), мг/кг 490-1650 Для ОСВ очистных сооружений отмечена неравномерность концентраций тяжелых металлов в массе исследуемых осадков. В одной из исследуемых проб свежего осадка содержание Cd и Сu было выше нормативов. В целом, содержание тяжелых металлов в осадке из отвалов соответствует требованиям СанПин 2.1.7.573-96. Осадки имеют 4 класс опасности, т.е. относятся к малоопасным отходам;

имеется существенный запас в изменении индексов опасности в пределах диапазонов для мало опасных отходов.

Перспективы использования осадков сточных вод.

На основе анализа химического состава осадков ВСВ можно сделать следующие выводы:

1. При расчете учитывать содержание в осадке воды 95 %, то осадок будет относиться к 4 классу опасности.

2. Осадок не содержит органических веществ, азота, фосфора, калия, поэтому не может использоваться в качестве удобрений, так как не обладает удобрительной ценностью, не смотря на то, что по классу опасности подходит для использования в лесном хозяйстве, цветоводстве при рекультивации нарушенных земель и свалок ТБО.

3. Осадок может быть использован для дорожно-строительных работ, засыпки котлованов и др. промышленных нужд.

Комплексная оценка осадков сточных вод ОСК г. Сергиев Посад, подсушенных на иловых картах и размещенных в отвалах, а также свежеобразующихся, позволяет сделать следующие выводы:

СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А 1. По содержанию органических веществ и макроэлементов (азота и фосфора) осадки можно отнести к ценным органическим удобре ниям. По удобрительным свойствам свежеобразующиеся осадки выше осадков высушенных на иловых картах в течение длительного времени. Таким образом, внедрение технологии механического обез воживания осадков, позволит не только улучшить экологическую ситуацию за счет прекращения непрерывной подачи жидких осадков на иловые карты, но получить осадок с лучшими удобрительными свойствами.

2. Осадки имеют 4 класс опасности, т.е. относятся к малоопасным отходам.

3. Имеется существенный запас в изменении индексов опасности в пределах диапазонов для малоопасных отходов.

4. Полученные результаты по комплексной оценке осадков ОСК г.

Сергиев Посад с временной площадки хранения, являются основа нием для разработки сертификата соответствия требования СанПиН 2.1.7.573-96 при их использовании в качестве удобрений. Осадки рекомендуется использовать в городском зеленом хозяйстве, цвето водстве, лесоразведении, для рекультивации нарушенных земель и полигонов ТБО (свалок) и т. п.

5. Осадки, находящиеся в настоящее время на иловых картах в жидком виде и поступающие на иловые карты после подсушивания, должны быть складированы в бурты на специально обустроенных площадках с целью дополнительного подсушивания и обеззараживания и выдер жаны в них в течение 2-3 лет. Необходимо осуществлять контроль за концентрацией тяжелых металлов в осадках, вывозимых с иловых карт. Рекомендуется осуществлять компостирование осадков с различными наполнителями (опилками, торфом, растительными остатками и т.п.), с последующим использованием в качестве удобре ний.

Литература 1. ГОСТ Р 17.4.3.07-2001. Охрана природы. Почвы. Требования к свойст вам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрения. – М: Гостстандарт России. 2001.

2. Кузьмина Н.П., Романова Г.И., Ищенко И.Г. Формирование качества и санитарное состояние верхнего участка реки Москвы по данным многолетних наблюдений, ГУП "МосводоканалНИИпроект", сборник статей "Проекты развития инфраструктуры города", вып. 1. – М: Изд-во Прима-Пресс-М, 2001.

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

3. Кузьмина Н.П., Платонова О.А., Ищенко И.Г., Эм И.Ю. Применение высокомолекулярных полимерных соединений для глубокой очистки воды на стадии коагуляции. ГУП «МосводоканалНИИпроект».

4. СанПиН 2.1.7.573-96. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения.

5. СанПин 6229-91. Перечень предельно-допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно-допустимых количеств (ОДК) химических веществ в почве.

6. Сборник научных трудов "Проекты развития инфраструктуры города", вып.4. – М: Изд-во Прима-Пресс-М, 2004.

7. Типовой технологический регламент использования осадков сточных вод в качестве органического удобрения. – М: Минсельхоз РФ, 2000.

8. Яковлев С.В., Воронов Ю.В.Водоотведение и очистка сточных вод. – М:

Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2004.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ ТОКСИЧНЫХ ХИМИКАТОВ НА ВОДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ М.В. Ферезанова, Л.Ф. Щербакова, А.Г. Скоробогатов, В.И. Скоробогатова, Н.В. Сотников, В.Г. Мандыч, А.А. Щербаков, Б.В. Серебренников Саратовский военный институт биологической и химической защиты, г. Саратов Methodological aspects of evaluation of ultimate load of organophosphorus toxic chemicals on water ecosystems are considered. The efficiency of this approach are demonstrated by the example of Vyatka River in Orichevsky area of Kirov region.

Предотвращение загрязнения водных объектов, рациональное водо пользование невозможно без знания региональных и локальных законо мерностей распространения загрязняющих веществ в водной среде, способности рек к самоочищению, особенностей формирования устой чивости вод к техногенным воздействиям, трансформации образующихся соединений. Загрязнение природных вод сверх лимита самоочищения является одним из наиболее опасных видов деградации водных объектов, создающих серьезные экологические проблемы.

При интенсивности поступления загрязнителей в водные объекты (v) больше скорости их самоочищения (g) возможны необратимые изменения, то есть:

vg (1) СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А Изменение концентрации загрязнителей можно описать уравнением:

dC/dt = - k · Clim, (2) где Clim – предельная (пороговая) концентрация загрязнителей, выше которой возможны необратимые изменения в водном объекте, мг/дм3;

t – время, ч;

k - коэффициент скорости самоочищения воды.

Для определения величин пороговых концентраций в соответствии с [1] необходимо знать, сколько в процессе биохимического окисления приходится кислорода на 1 мг загрязнителя, определяемого по формуле:

БПК Х БПК К А=, (3) С где А - количество кислорода на 1 мг изучаемого вещества;

БПКх – биологическое потребление кислорода (БПК) в опыте, мг/л;

БПКк - БПК в контроле, мг/л;

С - концентрация загрязнителя, мг/л.

Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения предусмот рено, что в воде водных объектов должен содержаться растворенный кислород в количестве не менее 4-6 мг/л. Поэтому применительно к натурным условиям без заметного ущерба для санитарного состояния водного объекта может быть использовано не более 1-2 мг/л кислорода. Тогда пороговая концентрация вещества ориентировочно может быть рассчитана по формуле:

Сlim = 2/A (4) Для зарина, зомана и вещества типа Vx предельная концентрация Сlim в водоеме составляет (2 ± 0,5) · 10-4, (5 ± 0,4) · 10-5 и (2 ± 0,2) · 10-5 мг/л соответственно.

Интенсивность поступления загрязнителей (g) с открытых (луг, пашня) и залесенных территорий определяется как отношение объема выноса загрязнителя (G) к объему стока воды (W), с которым он поступает в водный объект в единицу времени (t). Тогда для открытых территорий (индекс - о):

gо = Gо / (Wо · t) (5) Интенсивность поступления поллютантов со стороны хвойного, лиственного или смешанного леса (индекс - л) составит:

gл = Gл / (Wл · t) (6) В этом случае выполняются равенства:

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

F = Fо + Fл, W = Wо + Wл, G = Gо + Gл, (7) где F – площадь водосбора, м2;

W – суммарный сток воды с водосбора, м3;

G – суммарный объем поллютантов, поступающий в реки с водо сборной площади.

Используя модули стока загрязнителей (qо, qл) и воды (mо, mл), можно записать:

Gо= qо · Fо, Wо = mо · Fо, Gл = qл · Fл, Wл = mл · Fл (8) Тогда gо = qо/mо·t, gл = qл/ mл·t (9) Поскольку fо = Fо/F, fл = Fл/F, fо = 1- fл, суммарная величина интенсивности поступления загрязнителей в водный объект со стороны водосбора будет определяться формулой:

g = qл · fл / mл·t + qо· (1- fл)/ mо·t (10) Таким образом, условие (1) можно переписать в виде:

qл · fл / mл·t + qо· (1- fл)/ mо·t k · Сlim (11) Используя выражение (11), характеристики природного комплекса и загрязнителей [2], а также параметры биоконцентрирования для луга [3], хвойного и лиственного леса [4] нами определена предельная нагрузка фосфорорганических токсичных химикатов (ТХ) на примере р. Вятка в Оричевском районе Кировской области.

Основным водным объектом является р. Вятка. Модуль стока воды в р. Вятка составляет 5-11 л/(c·км2).

Залесенность рассматриваемой территории составляет около 52 %.

Параметры биоконцентрирования (KVА) фосфорорганических ТХ рассчитаны по следующему уравнению [4]:

KVА = mKnOA, (12) где KOA - коэффициент распределения между октанолом и воздухом;

m, n - коэффициенты, представленные в табл. 2.

Таблица Параметры m и n для уравнения (12) Лес [4] Параметр Луг [3] хвойный лиственный m 22,91 38 n 0,445 0,69 0, СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А Выявлено 100-кратное превышение бионакопления фосфороргани ческих ТХ лесом по сравнению с лугом.

Преобразуем (12), обоснованно полагая, что qл 100qo, mo mл:

qo (k · Clim · mo· t) / (99fл + 1) (13) При mo = 8 л/(c·км2), Clim = 2·10-4 мг/л, pH = 7,1, k = 0,072 ч-1, t = ч (теплое время года, средняя температура 16±0,2 °С), fл = 0,5, модуль стока, qо зарина в р. Вятка не должен превышать 8,2·10-3 мг/(c·км2). Для зомана (Clim = 5·10-5 мг/л, k = 0,061 ч-1) и вещества типа Vx (Clim = 2·10-5 мг/л, k = 0,00066 ч-1) предельная нагрузка qо на р. Вятка составит 1,7·10-3 и 7,5·10 мг/(c·км2) соответственно.

Превышение граничных параметров предельной нагрузки фосфоро рганических ТХ для исследуемого участка местности при заданных климатических условиях приведет к нарушению процесса самоочищения водной экосистемы. В связи с этим целесообразно обустройство незалесенных водоохранных зон и прибрежных защитных полос р. Вятка путем создания искусственных геохимических барьеров. Допустимый вынос qо зарина, зомана и вещества типа Vx в р. Вятка с учетом 70 %-ной эффективности водоохранных мероприятий составит не более 2,7·10-2, 5,7·10-3 и 2,5·10-5 мг/(c·км2) соответственно [5].

Таким образом, для исследуемого участка местности при заданных климатических условиях превышение граничных параметров (qо 8,2·10- мг/(c·км2) qо 1,7·10-3 и qо 7,5·10-6 мг/(c·км2) для зарина, зомана и Vx соответственно) приведет к нарушению процесса самоочищения водной экосистемы.

Литература Методические указания МУ 2.1.5.720.98. Утв. гл. гос. санит. врачом РФ 1.

15.10.1998 г.

Ашихмина Т.Я. Комплексный экологический мониторинг объектов 2.

хранения и уничтожения химического оружия. – Киров: Вятка, 2002. – 544 с.

3. Thomas G., Smith K.E.C., Sweetman A.J., Jones K.C. //Environmen. Pollu. – 1998. – V. 102. – P. 119-128.

4. McLachlan M., Horstmann M. //Environ. Sci.Technol. – 1998. – V. 32. – P.

413-420.

Ферезанова М.В. и др. Оценка предельной нагрузки фосфороргани 5.

ческих поллютантов на водные объекты в районах хранения и уничто жения химического оружия. – IV Всеросс. конф. «Необратимые процес сы в природе и технике». г. Москва 29-31.01.07 г. – М: МГТУ им. Н.Э.

Баумана, 2007. – С. 100-104.

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

ОЦЕНКА ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АКВАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ БАССЕЙНА ВЕРХНЕЙ ВОЛГИ А.А. Цыганов Тверской государственный университет, г. Тверь The necessary precondition of definition of an ecological condition of water complexes is revealing anthropogenous sources of pollution. In work the estimation of sources of chemical pollution of water complexes of a river basin of Volga from her source up to Selizharovo.

For studying processes of pollution of superficial reservoirs the balance method was used. The balance method allows to determine structure and a lump of pollution, their arrival, the charge and accumulation in the water environment.

Work is based on the materials collected by authors in 2000 in regional managements of an agriculture, land management, committees of natural resources, bodies of statistics, and also on generalization of the given references.

The general receipt of the weighed substances with a superficial drain from anthropogenous changed territories of pool of the Top Volga has made 231, thousand t.

The general dump of returnable waters from controllable sources of pollution has made 21 327,9 thousand t.

Одной из необходимых предпосылок определения экологического состояния аквальных комплексов является выявление антропогенных источников загрязнения. Задача данной работы состоит в оценке источ ников химического загрязнения аквальных комплексов верхней части бассейна р. Волги от ее истока до пос. Селижарово.

Для изучения процессов загрязнения поверхностных водоемов чаще всего используют балансовый и картографический метод. Балансовый метод позволяет определить состав и общую массу загрязнителей, их привнос, расход и аккумуляцию в водной среде. Картографический метод даёт возможность пространственно отобразить потоки химических ингредиентов, их аномалии и ореолы рассеивания в аквальных комплексах.

В данной работе использован балансовый метод. В процессе геоэколо гического анализа исследованы связи в цепи: антропогенные нагрузки на геоэкосистемы – изменение свойств и экологического состояния аквальных комплексов – обратное влияние изменений комплексов на жизнедея тельность населения.

Работа основана на материалах, собранных авторами в 2000 году в районных управлениях сельского хозяйства, землеустройства, комитетах природных ресурсов, органах статистики, а также на обобщении данных литературных источников.

СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А Анализ собранных материалов показал, что основными источниками антропогенного загрязнения аквальных комплексов исследованного участка бассейна Волги являются:

городские и сельские населенные пункты, производственные зоны сельскохозяйственных предприятий (машинно-тракторные дворы, площадки хранения горюче-смазочных материалов, минеральных и органических удобрений;

возвратные воды, сбрасываемые очистными сооружениями город ских поселений и промышленных предприятий;

возвратные воды рекреационных объектов (туристических баз);

бытовые стоки от сельского населения;

возвратные воды от животноводства;

атмосферные осадки;

вымывание химических элементов из почв пахотных угодий при внесении минеральных и органических удобрений;

стоки от торфоразработок;

поступление загрязняющих веществ от речного транспорта и мало мерного флота;

загрязнение от несанкционированных свалок и полигонов по хранению бытовых и производственных отходов.

При расчете баланса загрязнения аквальных комплексов из-за отсутствия достоверных данных по четырем последним источникам их значение не учитывалось.

Таблица Площадь антропогенных ландшафтов и поверхностный сток в бассейнеВерхней Волги Слой Поверхностный сток Площадь, Территория стока, га тыс. м 3 /год % мм Городские поселения 4057,2 268 10 873,296 0, Сельские поселения 768,4 268 2 059,312 0, Промзоны сельских предприятий 309,2 268 828,656 0, Пашня 41 318,6 268 110 733,848 5, Всего антропогенные ландшафты 46 453,4 268 124 495,112 6, Водосбор Верхней Волги 740 000 268 1 983 200,000 100, Для расчета поступления загрязняющих веществ в бассейне Верхней Волги был принят средний многолетний слой стока реки Волга (пост Селижарово) – 268 мм (табл. 1). По нашим расчетам из общей площади водосбора 740 000 га антропогенно измененные территории составили IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

453,4 га (6,28% всей площади), в том числе пашня – 5,58%, городские поселения 0,55%, промзоны сельскохозяйственных предприятий – 0,05%.

Площадь трех последних составляет 5 134,8 га (0,70%).

Для расчета загрязняющих веществ поступающих с поверхностным стоком (табл. 2) были приняты модули смыва с городских территорий рассчитанные для г. Осташкова, для сельских поселений по нашим расче там они составили: по взвешенным веществам (ВВ) – 1 100 кг/га/год, хими ческому потреблению кислорода (ХПК) – 300 кг/га/год, полному биоло гическому потреблению кислорода (БПК20) – 80 кг/га/год, азоту общему (Nоб) – 30 кг/га/год, фосфору общему (Роб) – 1,5 кг/га/год, нефтепродуктам (НП) – 2 кг/га/год. Загрязнение от промзон сельскохозяйственных пред приятий, оценивалось аналогично промышленных зон г.Осташков. Смыв взвешенных веществ с пашни 5 300 кг/га/год, рекомендованный для пахот ных угодий Тверской области, модули смыва биогенных элементов с пашни получены экстремально для всего бассейна Иваньковского водохранилища.

Таблица Поступление загрязняющих веществ с поверхностным стоком от антропогенно измененных территорий бассейна Верхней Волги ВВ ХПК БПК Роб НП Nоб кг/га/год Территория т/год % Городские 2 710 653 163 30 1,5 поселения 10 995,0 2 649,35 661,324 121,72 6,086 105, 4,75 56,82 55,79 39,63 18,28 55, Сельские 1 100 300 80 15 0,75 поселения 845,24 230,52 61,472 11,526 0,576 1, 0,37 4,94 5,19 3,75 1,73 0, Промзоны 1 810 420 160 100 30 сельских 559,652 129,864 49,472 30,92 9,276 80, предприятий 0,24 2,79 4,17 10,07 27,86 41, Пашня 5 300 40 10 3,46 0,42 0, 218 988,58 1 652,744 413,186 142,962 17,354 4, 94,64 35,45 34,85 46,55 52,13 2, Всего - - - - - 231 388 4 662,478 1185,454 307,128 33,292 191, 100 100 100 100 100 Общее поступление взвешенных веществ с поверхностным стоком от антропогенно измененных территорий бассейна Верхней Волги составило 231,388 тыс.т, органических веществ по ХПК – 4,662 тыс.т, по БПК20 – СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А 1,185 тыс.т, азота общего 307 т, фосфора общего – 33,3 т, нефтепродуктов – 191,5 т.

Поступление возвратных вод и загрязняющих веществ от очистных сооружений городских поселений рассчитывалось по данным Осташков ской спецлаборатории комитета природных ресурсов, концентрации загрязняющих веществ как средние за 1998 год. Общий сброс возвратных вод от контролируемых источников загрязнения составил 21 327,9 тыс.

м3/год, ВВ – 655 т, ХПК – 2 651,9 т, БПК20 – 763,7 т, Nоб – 308,5 т, Роб – 66,8 т, НП – 19,1 т.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Р. БЕЛАЯ И.П. Тах, Э.А. Сиротюк Майкопский государственный технологический университет, г. Майкоп Results of research of the contents, spatial distribution Fe, Mn, Pb, Cu and Zn in a superficial layer of bottom sediment of the river White are submitted. It is established, that accumulation of heavy metals and organic substance researched sites of the river White are two in parallel proceeding processes. It is marked, that contents Fe adsorbs Cu and Zn in fine granule fractions, and contents Mn - in large fraction.

Проблема оптимального управления водными объектами должна решаться с учетом результатов их всестороннего изучения. Донные отложения водоемов сорбируют токсические вещества до уровней, намного превышающих их в водной толще. Примером таких веществ служат тяжелые металлы. Однако почти все токсикологические критерии, исполь зуемые для оценки качества водных экосистем, основаны на концентрациях токсических веществ в воде. При этом мало внимания уделяется исследо ваниям загрязнения седиментов. Достаточно подробно изучено загрязнение донных отложений рек Дунай, Шельд, Обь и др. тяжелыми металлами. Для р. Белая отсутствуют результаты исследования распределения тяжелых металлов в седиментах, выполненного по единой методике. Трудность выявления источников тяжелых металлов заключается в том, что все эти металлы (природные и антропогенные) накапливаются в донных отложе ниях водоемов одновременно.

Цель работы – изучить распределение тяжелых металлов в поверх ностном слое в донных отложениях на различных участках р. Белая.

Постановка такой цели весьма актуальна в связи с тем, что широкое использование р. Белая в качестве источника водоснабжения для питьевых и промышленных целей требует постоянного контроля качества ее вод.

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Река Белая – второй по длине и самый мощный по водности лево бережный приток р. Кубань, впадающий в Краснодарское водохранилище.

Водосборный бассейн занимает площадь 5990 км2, длина водотока реки – 277 км. Река берет начало у вершин Главного Кавказского хребта на высоте 2197 м над уровнем моря. Бассейн реки вытянут в меридианальном направ лении, и имеет асимметричное строение речной системы, принимая в среднем и нижнем течениях, в основном, левобережные притоки и лишь в верховьях – правобережные. Апробировано семь контрольных створов по р.

Белая, пробы донных отложений отбирались дночерпателем Петерсона Д 25 на глубине 10 см от поверхности залегания. Пробы измельчались, с помощью капроновых сит разделялись на две гранулометрические фракции с диаметром ячеек 1,0-0,25 мм и 0,25 мм и разлагали смесью кислот HNO3: H2SO4: HCl : H2O2 = 2 : 1 : 1 : 2 при слабом нагреве [1]. Определение фоновых концентраций тяжелых металлов проводилось на глубине 20- см. В ходе исследования также определялись гидрохимические показатели:

рН, окислительно-восстановительный потенциал и органический углерод.

Определение концентрации тяжелых металлов в донных отложениях проводилось атомно-абсорбционным методом в лаборатории ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Адыгея»: Pb, Cu, Fe, Mn и Zn – на спектрометре “КВАНТ–АФА” (чувствительность 10-6 – 10-9 мкг/л). Измере ния проводились в 3-х кратной повторности. Относительная ошибка в пределах 0,01-5%. Статистическая обработка данных осуществлена с по мощью программы "Excel": определены средняя арифметическая концент рация, погрешность анализа, коэффициенты корреляции, критерий досто верности различий, соотношение форм содержания тяжелых металлов.

В исследуемых пробах содержание всех металлов находится на фоновом уровне, исключение составляют лишь отдельные точки отбора, где содержание Pb, Zn и Cu немного превышает уровень фона. Зарегистри рованы максимальные величины концентраций Zn в донных отложениях на участке пос. Министочник, аул Бжедугхабль и устьевой части Белой, Pb – на створе пос. Министочник и устье реки, Cu – в нижнем течении р. Белая.

Содержание исследованных металлов в донных отложениях значи тельно больше, чем в воде. По величине концентраций металлы располага ются в следующий убывающий ряд: Fe Mn Zn Pb Cu. Система "донные отложения – придонная вода" достаточно сложна, основные определяющие ее факторы – это окислительно- восстановительные процессы, наличие комплексообразователей, величины рН, температуры и др. Более высокие значения рН и окислительно-восстановительного потенциала придонных слоев воды затрудняют переход металлов из отложений в водную толщу. Последнее подтверждает аккумулирующую СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А роль донных отложений и вывод о том, что в р. Белая миграция тяжелых металлов в системе "вода - донные отложения" идет сверху вниз.

По мнению многих авторов, решающее влияние на формы нахож дения и уровень содержания металлов в донных отложениях и взвешенных веществах оказывают рН среды и сульфат-сульфидное равновесие, которое, в свою очередь, определяется окислительно-восстановительными условия ми донных отложений [3-6]. По полученным результатам можно констати ровать, что металлы почти во всех исследуемых створах концентрируются в донных отложениях реки в окислительном горизонте в труднорастворимых формах и связанных с органическим веществом. На участках реки в районе пос. Министочник, ст. Ханской и аул Адамий металлы присутствуют в виде карбонатов с переходом в сульфидные формы.

Принимая во внимание механизм поступления тяжелых металлов в донные отложения при анаэробных условиях и отмеченный нами факт, того, что наблюдаемое при аэробных и умеренно-анаэробных условиях в донных отложениях р. Белая в среднем на порядок увеличивается содержа ние органического углерода в крупной фракции над мелкой.

Нами сравнивались выборки по донным отложениям с грануло метрическим разделением фракций. По трем створам из семи наблюдаются достоверные изменения по содержанию Fe (ст. Ханская – аул Адамий), по содержанию Pb – в пяти из семи створов отмечается высокая достоверность различий (пос. Министочник – аул Адамий). Высокая достоверность выявлена по содержанию Zn в пос. Министочник и ауле Бжедугхабль, по содержанию Cu от ст. Даховская до аула Адамий. Из результатов следует, что выборки практически однородны по изученным створам.

Одними из наиболее важных факторов, влияющих на адсорбционную способность ионов тяжелых металлов, являются размеры частиц. Определя ющее значение имеет удельная площадь поверхности частиц [2]. Статисти ческий анализ связей концентраций металлов с размерами частиц донных отложений р. Белая показал, что коэффициенты корреляции имеют положи тельные значения для частиц размерами 0.25-1.0, 0.25 мм. Хорошо адсор бируются Fe (r = 0.99), Pb (r = 0.97), Cu (r = 0.69), Zn (r = 0.93), Mn (r = 0.45).

Это означает, что частицы ила – главный сорбирующий и коагулирующий материал для приведенных выше тяжелых металлов.

В литературе неоднократно отмечалась существенная роль в геохимических циклах Fe и Mn. Данные исследований 2006 г. Свидетель ствуют о средней корреляции Fe с концентрациями Cu (r = 0.48), Mn (r = 0.44), Zn (r = 0.32), Pb (r = - 0.81). Максимальные значения этих коэффи циентов отмечены для частиц диаметром 0.25 мм: r = 0.79 (Cu), r = 0. (Mn), r = 0.50 (Zn), Pb (r = - 0.70). Для фракции частиц с диаметром 0.25-1. IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

мм концентрация Mn тесно связана с концентрациями Cu (r = 0.92), Zn (r = 0.45) и Pb (r = - 0.18), для мелкой фракции соответствующие показатели – 0.37 (Cu), 0.25 (Zn) и - 0.47 (Pb). Наиболее высокие коэффициенты корреляции содержания Fe с выше указанными металлами характерны для мелкой фракции, в то время как Mn – для более крупной фракции, что свидетельствует об идентичности процессов трансформации тяжелых металлов в донных отложениях. Полученные высокие значения коэффици ентов корреляции содержания Mn и Fe с концентрациями Zn и Cu, свидетельствуют об участии этих элементов в редокс-цикле Fe и Mn.

Заключение Содержание тяжелых металлов в донных отложениях р. Белая, в целом, находится на фоновом уровне для незагрязненных водоемов. Тяже лые металлы в донных отложениях одного и того же створа реки распреде лены неравномерно, также прослеживается существенная пространственная изменчивость. На момент исследования миграция металлов в системе "во да – донные отложения" идет в основном сверху вниз.

Приоритетными гидрохимическими факторами, влияющими на со держание тяжелых металлов в донных отложениях р. Белая, являются окис лительно-восстановительные условия. Накопление тяжелых металлов и органических веществ в донных отложениях исследуемых участках р.

Белая – это два параллельно протекающих процесса. Наиболее высокие коэффициенты корреляции содержания Fe с изучаемыми металлами характерны для мелкой фракции, в то время как Mn – для более крупной фракции, что свидетельствует об идентичности процессов трансформации тяжелых металлов в донных отложениях.

Литература Бок Р. Методы разложения в аналитической химии. М: Химия, 1984. – 1.

432 с.

Потемкин В.Н. Гранулометрический анализ морских донных отложе 2.

ний. М: Наука, 1967. – 128 с.

3. Balls P.W. // Netherlands Journ. of Sea Research. 1989. V. 23. No. 1. P. 7-14.

4. Horowitz A.J. A primer on trace metal-sediment chemistry. Alexandria, 1985.

67 p.

5. Steell K.F., Wagner G.H. Trace metal relationships in bottom sediments of freshwater stream the Buffalo River, Arkansas. J. Sediment Petrol. 1975. V.

45. № 1. p. 310-319.

6. Vasiliev O.F., Papina T.S., Pozdnjakov Sh.R. Suspended sediment and associated mercury transport – the case study on the Katun River. Proc. 4 Int.

Symp. on river sedimentation, Beijing. China: IRTCES, 1990. p. 155-162.

СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А НОРМИРОВАНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ Р. БЕЛАЯ ПРИРОДНЫМИ СОРБЕНТАМИ И.П. Тах, Э.А. Сиротюк Майкопский государственный технологический университет, г. Майкоп Priority influence Mn and Fe on a level of the contents of heavy metals in bottom sediments revealed under aerobic conditions. It is established, that normalization of the contents of heavy metals on Mn and Fe eliminates the influence, connected with features granule and physico- chemical structure of ground adjournment of the river White.

В основе современного законодательства различных стран, в том числе Российской Федерации, регулирующего антропогенные нагрузки на природную среду и обеспечивающего безопасность окружающей среды для человека, лежит система контроля уровней концентраций загрязняющих веществ с использованием стандартов допустимых концентраций. Для водной среды используются следующие нормативы: предельно допустимая концентрация веществ в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования и предельно-допустимая концентра ция веществ в воде, используемого для рыбохозяйственных целей.

Необходимо отметить, что используемые в настоящее время методы оценки качества воды с помощью системы ПДК загрязняющих веществ не дают полного представления о состоянии природных вод и не являются достаточной гарантией их охраны от загрязнения. При оценке уровня загрязненности реки используются среднегодовые концентрации содержа ния загрязняющих веществ в водном потоке. Для получения объективных среднегодовых значений требуется отбор и анализ большого количества проб, отобранных в разные гидрологические периоды года. Донные отложения – наиболее консервативный компонент речной экосистемы, отражающий уровень содержания тяжелых металлов в водной толще реки, поэтому донные отложения могут выступать объективным источником информации о степени загрязнения водной системы в целом.

Из многочисленных опубликованных данных следует, что минера логический состав и гранулометрические характеристики донных отло жений контролируют изменение в них тяжелых металлов. Поэтому, при оценке уровня загрязненности речных осадков необходимо учитывать влияние указанных факторов и вводить соответствующие поправки.

Широко используемым на практике приемом нивелирования различий в условиях формирования донных отложений является нормирование.

Известно, что при этом используют различные варианты нормирования: по содержанию мелких фракций ( 20 мкм) в составе донных отложений [3];

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

по содержанию карбонатов, Сорг. и Al2O3 [5];

расчет коэффициента концентрирования относительно кремния [4], относительно алюминия и лития [6], относительно железа [2]. Предполагается, что существует линейная связь между элементами, т.е. концентрация индикаторного эле мента изменяется в зависимости от минералогического состава и грануло метрических характеристик донных отложений, и при этом пропорцио нально изменяется концентрация нормируемого элемента. Следовательно, нормирующий элемент должен быть важной составной частью одного (или более) носителя тяжелых металлов и отражать гранулометрическую изменчивость донных отложений.

Цель исследования – выявить путем нормирования концентраций тяжелых металлов по Mn и Fe в донных отложениях, подверженных антропогенному загрязнению на различных участках р. Белая. Её решения использовали так называемые подвижные формы тяжелых металлов, т.е.

сорбированные, полученные путем мокрого разложения образца донных отложений при слабом нагреве смесью кислот HNO3: H2SO4: HCl : H2O2 = 2 : 1 : 1 : 2 [1]. Концентрации тяжелых металлов (Fe, Mn, Zn, Pb и Cu) опре деляли атомно-абсорбционным методом на спектрометре “КВАНТ – АФА” (чувствительность 10-6 - 10-9 мкг/л). Измерения проводились в 3-х кратной повторности. Относительная ошибка в пределах 0,01-5%.

Полученные нами данные свидетельствуют, что содержание метал лов в мелкой фракции донных отложений, как правило, было немного выше, чем в крупной. Содержание органического углерода (Сорг) в крупной фракции донных отложений всегда было выше, чем в мелкой и, согласно литературным данным, существует корреляционная зависимость между содержанием тяжелых металлов и органическим углеродом [5]. Она отмечена во всех точках отбора между содержанием железа и изучаемыми металлами в весенний и осенний период (r = 0,32-0,80, r = 0,56-0, соответственно) и между содержанием марганца и остальными тяжелыми металлами (r = 0,25-0,92, r = 0,26-0,87 соответственно).

В водах многие металлы активно соединяются с аморфными гидроксидами железа и марганца, так как гидроксидные формы Fe и Mn являются хорошими природными сорбентами изучаемого набора тяжелых металлов. На основании этого можно предположить, что в качестве нормирующих факторов при сравнении содержания тяжелых металлов в донных отложениях и взвешенном веществе рек можно использовать концентрации железа и марганца.

Сравнение полученных данных показывает, что нормирование по марганцу и железу нивелирует разницу между содержанием тяжелых металлов в различных фракциях донных отложений в пределах одного СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А створа при аэробных (окислительных) условиях (Eh + 200 mB относи тельно хлорсеребряного электрода сравнения). При этом в точках с анаэробными (восстановительными) условиями (Eh + 200 mB) сущест венно повышено содержание тяжелых металлов по сравнению с другими контрольными точками створа, как концентрации некоторых тяжелых металлов, так и содержание органического углерода, а нормирование по марганцу и железу не дает желаемых результатов (рис. 1).

Рис. 1. Нормированные значения Pb и Zn в створах 1 - 3 р. Белая (створ 1, 2 – аэробные условия, створ 3 – анаэробные условия).

В результате использования нормированных по марганцу и железу удельных концентраций тяжелых металлов в донных отложениях была проведена сравнительная оценка уровня загрязненности тяжелыми метал лами р. Белая и выявлены наиболее загрязненные участки. Сопоставление нормированных величин тяжелых металлов по марганцу в различных сезонных периода и фракциях донных отложений р. Белая отмечено, что в весенний период наиболее антропогенное воздействие испытывают участки реки выше г. Майкопа (створ 3, пос. Министочник) по Pb и Zn;

по Fe – участки реки ниже г. Майкопа (створ 5, ст. Ханская) и устье реки (створ 7, аул Адамий). В осенний период антропогенное воздействие испытывает р.

Белая (створ 3) по Pb, ниже г. Майкопа (створ 5) по Cu;

р. Белая ниже устья р. Пшеха (створ 6) по Fe.

Нормирование величин тяжелых металлов по железу показало, что содержание металлов связано с антропогенным загрязнением донных отложений р. Белая (створ 3) по Pb и Zn в весенний период, а в осенний период (створ 3 и 4) по Pb и ниже г. Майкопа (створ 5) по Cu.

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Целесообразность сравнения нормированных концентраций тяжелых металлов при оценке уровня загрязненности донных отложений рек подтверждается тем фактом, что нормирование по марганцу подобно нормированию по железу. Оно позволяет оценить экологическую нагрузку на речную экосистему, сопоставить уровень загрязненности в различные периоды времени, а также оценить накопление тяжелых металлов в донных отложениях р. Белая.

Таким образом, нормированные по марганцу и железу удельные концентрации тяжелых металлов в донных отложениях могут быть использованы для адекватной сравнительной оценки уровня загрязненности тяжелых металлов как отдельных участков, так и бассейнов рек.

Заключение В аэробных условиях решающее влияние на содержание тяжелых металлов оказывают концентрации марганца и железа, которые выступают в качестве "сорбционной ловушки" для других металлов, являясь хорошими природными сорбентами. Нормированные по марганцу и железу удельные концентрации тяжелых металлов в донных отложениях могут быть использованы для адекватной сравнительной оценки уровня загрязненности тяжелыми металлами как во временной, так и в пространственном аспектах.

Загрязненные участки донных отложений р. Белая в весенний период выше г. Майкопа по свинцу и цинку и ниже г. Майкопа по железу, а в осенний период по свинцу в пос. Министочник, по меди – ст. Ханская и по железу – аул Бжедугхабль.

Разработанный метод по оценке загрязненности речных экосистем тяжелыми металлами предлагается внедрить в систему государственного экологического и санитарно-гигиенического мониторинга рек. Его метода государственными контролирующими службами позволит сократить их расходы на организацию створов постоянного наблюдения, объем химико аналитических работ при оценке существующего уровня нагрузки тяжелых металлов на речные экосистемы.

Литература Бок Р. Методы разложения в аналитической химии. М: Химия, 1984. 1.

с.

Перельман А.И. Геохимия. – М.: Высшая школа, 1989. с. 286 – 287.

2.

3. Groot A., Zshuppe K., Salomons W. Standardization of methods of analysis for heavy metals in sediments. – Hydrobiologia. 1982. V. 92. P. 689 – 695.

4. Hirst D.M. // Geochim. Cosmochim. Acta. 1962. V. 26. P. 1147.

5. Horowitz A.J. A primer on trace metal-sediment chemistry. –Alexandria, 1985. – 67 p.

6. Loring D.H.// Marine Chem. 1990. V. 29. P. 155.

СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А ТЕСТ-ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЛЮМИНИЯ И БЕРИЛЛИЯ В ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОДАХ О.Б. Ганькова Владимирский государственный университет, Владимир Cloths with immobilized Chrome Azurol S were used in the test determination of 0.0005-0.5 mg/L beryllium and 0.0005-1.0 mg/L aluminum. When the reaction products were preconcentrated on the cloth from 100 mL of a test solution, the detection limit was 0.0001 mg/L. Procedures were developed for determining 0.1-100 mg/L aluminum and 0.02-0.6 mg/L beryllium in solutions using cloth test strips encapsulated into a polymeric film.

Реальную и потенциальную опасность представляет загрязнение природных вод токсичными металлами. К таким металлам относятся в частности алюминий и бериллий.

Предельно допустимые концентрации алюминия в питьевой воде составляет 0,2 мг/л, в водах рыбохозяйственных водоемов – 0,04 мг/л алюминия и 0,0002 мг/л бериллия.

В настоящее время наиболее часто применяются для определения алюминия и бериллия фотометрические методы анализа, требующие специального оборудования. Анализ «на месте» с помощью тест-методов проводить удобнее, а иногда и необходимо, так как в течение времени транспортировки в лабораторию в пробе могу протекать химически необратимые процессы, влияющие на конечные результаты анализа.

При создании методики для применения в полевых условиях, были использованы высокочувствительные водорастворимые реагенты трифе нилметанового ряда: хромазурол S (ХАЗ) и эриохромцианин R (ЭХЦ). При взаимодействии ХАЗ и ЭХЦ с ионами алюминия и бериллия образуются комплексы, окрашенные в синий и малиновый цвет.

В качестве матриц для иммобилизации реагентов применяли ткани из природных и искусственных волокон – бязь и вискозу. Иммобилизацию реагентов проводили путем замачивания тканей в водных растворах реаген тов. Полученные реагентные матрицы использованы для определения концентрации алюминия и бериллия двумя способами: с помощью тест полос и тест-устройства.

На рис. 1. показан способ изготовления тест-полос и определения концентрации с их помощью.

При контакте тест-полосы с анализируемым раствором образуется окрашенная в малиновый цвет зона на оранжевом фоне, по длине которой определяется содержание алюминия и бериллия в пробе. Тест-полоса – это заклеенная в полимерную пленку матрица с закрепленным на ней реакти IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

вом, размером 4 80 мм. В качестве реагента выбран ЭХЦ, так как длина реакционной зоны не зависит от кислотности среды в широком интервале значений рН от 3,0 до 8,0. Диапазон определяемых содержаний 0,4- мг/л, при этом длина окрашенной зоны составляет от 1 до 60 мм.

Рис. 1. Способ изготовления тест-полос и определение концентрации с их помощью Использование тест-устройства (рис. 2) приводит к увеличению чувствительности анализа. При пропускании анализируемой жидкости через реактивную ткань с помощью шприца происходит концентрирования определяемого компонента на индикаторной ткани, представляющей собой бязь, пропитанную раствором ХАЗ. Выбор этого реагента основан на высокой чувствительности и контрастности реакции ХАЗ с ионами алюми ния и бериллия. В результате пропускания раствора через коричневую индикаторную матрицу образуется синяя реакционная зона. Из серии стандартных проб составляется стандартная цветная шкала, которая используется для определения алюминия и бериллия.

Рис. 2. Способ определения содержания элементов с использованием тест-устройства СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А Диапазон определяемых содержаний алюминия 0,005-1,0 мг/л, бе риллия 0,001-0,5 мг/л при объеме пропускаемой пробы 20 мл и 0,001-1, мл/л алюминия, 0,0005-0,5 мг/л бериллия при объеме пробы 100 мл. Время проведения анализа с помощью тест-полос и тест-устройства не более 10- минут. Изучена избирательность тест-систем.

Правильность предложенных нами методик оценивали методом «введено – найдено».

Таким образом, относительная погрешность результатов анализа с применением тест-устройства не превышает 30 %, с использованием тест полос – не более 5,0 %. Относительное стандартное отклонение не превы шает 0,4 для тест-устройства и 0,2 – для тест-полос.

ИЗМЕНЕНИЕ СТОКА МАЛЫХ РЕК В УСЛОВИЯХ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ Т.М. Вешкурцева Тюменский государственный университет, Тюмень The amount of the spring and annual runoff under different land use scenarios is defined on the base of geographic-hydrological analysis. If is found out that on the modern land use the spring runoff has made up 19.97 mm, under the absence of the plough-land the runoff has increased by 1.1 %, under the full ploughing up the runoff has increased by 30.19 %.

Уязвимость малых водосборов не вызывает сомнения. Многие из них находятся в условиях недостаточного увлажнения, где весенний сток малых рек редко превышает 20 мм, и чаще всего, именно эти территории являются зонами наиболее интенсивного земледелия. Поэтому оценка изменения стока в условиях антропогенного воздействия становится актуальной вдвойне.

Объектом исследования и проведения оценки гидрологических изменений стока была выбрана река с малым водосбором, протекающая по южной территории Тюменской области, в условиях интенсивного ведения сельского хозяйства – река Ченчерь.

По причине длительного освоения на водосборе реки Ченчерь произошло превращение части лесов и лугов в поля, пастбища, сенокосы, сады, которые функционируют, испытывая воздействие всех факторов интенсификации сельскохозяйственного производства. В связи с чем, лесо степные ландшафты носят вторичный характер.

Хозяйственная деятельность на водосборе, изменяя его структуру, приводит к новому сочетанию стокоформирующих комплексов (СФК), а, IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

следовательно, и к изменению средневзвешенной величины стока в замыкающем створе. На этом принципе и основана оценка стока в зависимости от различных вариантов землепользования на водосборе.

Расчетная схема географо-гидрологического анализа, который был использован в данной работе, позволяет определять весенний и годовой сток реки в замыкающем створе при различном сочетании антропогенных модификаций и естественных ландшафтных комплексов. Кроме того, опре деляется слой весеннего стока с каждого комплекса. Это дает большое пре имущество при оценке загрязнения реки рассредоточенными источниками.

Для того чтобы выполнить расчеты стока с каждого СФК водосбора необходимо построить серию специальных карт. Сюда входят карты земле пользования, уклонов и почв. На основании сопряженного анализа этих трех карт создается карта контуров с однородными факторами формиро вания стока – карта СФК. Карта СФК является основой для составления таблицы количественных характеристик контуров.

Второй этап ландшафтно-гидрологического анализа включает опре деление и расчет метеорологических данных: осадков и максимально возможного испарения для всего водосбора в целом, снегозапасов, глубины промерзания и влажности почвы в период снеготаяния для каждого СФК.

На третьем этапе выполняются компьютерные расчеты величины весеннего стока для СФК и всего водосбора в целом по соответствующим програм мам.

Среднее значение стока со всего водосбора может быть определено, как весовое среднее, где в качестве веса выступает площадь, занятая тем или иным ландшафтным комплексом:

h = (h1f1+h2f2+….+hnfn )/F, (1) h – слой стока со всего водосбора, мм;

h1,h2,hn – слой стока с того или иного ландшафтного комплекса, мм;

f1,f2,fn – площади водосборов ландшафтных комплексов, км2;

F – вся площадь водосбора, км2.

Ландшафтно-гидрологический анализ выполнен для части водосбора реки Ченчерь, ограниченного створом с. Большая Ченчерь. На основе карт землепользования было выделено четыре типа контуров: лес, луг, пашня, болото низинное. Землепользование связано в первую очередь с пашней, которая занимает в пределах водосбора реки 4,73% территории. Луга (пастбища и сенокосы) занимают 37,45%. Общая площадь леса составляет 54,5% и 3,31 % занято болотами.

Одним из основных факторов, определяющих сток, является уклон речного бассейна. В связи с чем была построена карта уклонов водосбора.

Водосбор Ченчери характеризуется очень малыми уклонами 0-5о/оо. На СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А водосборе 2/3 территории имеют уклон близкий к нулю. Наибольшие величины уклонов – 1-5о/оо, представлены на террасных склонах реки.

Анализ почвенной карты показал, что почвы здесь имею достаточно сложную структуру и представлены разнообразными типами. Наибольшую площадь – 40,84% занимают серые лесные осолоделые тяжелосуглинистые почвы. Они распространены по всему водосбору. Значительные площади, порядка 14%, заняты аллювиальными и лугово-болотными почвами, они достаточно равномерно распространены по всей исследуемой территории.

Встречаются также черноземы, черноземы солонцеватые и лугово-черно земные солонцеватые почвы – 18,21%;

засоленные почвы, которые представлены солончаками луговыми (11%);

3,31% занимают торфяно болотные почвы и торфяники.

Сопряжение выше указанных карт позволило выделить четыре типа угодий: березовый лес, луг суходольный, пашня, болото низинное. Всего на данной площади выделено 15 СФК.

Вначале производился расчет слоя весеннего стока реки Ченчерь при современном состоянии природопользования за период 1987-2005гг. Затем, следуя методике ландшафтно-гидрологического анализа, была выполнена оценка слоя весеннего стока при различных сценариях хозяйственного освоения водосбора. Вариант № 2 – отсутствие пашни, на месте пашни луг суходольный;

вариант № 3 – максимально возможная распашка, распахива ются все не распаханные земли, кроме торфяников;

вариант № 4 – земле пользование предусматривает распашку всего контура луга суходольного.

Рассчитанная по формуле 1 величина слоя стока составила 19,94 мм, что соответствует величине стока по данным наблюдений.

В результате получили, что весенний сток реки Ченчерь при современном землепользовании максимальный с луга суходольного на лугово-черноземных солонцеватых тяжелосуглинистых почвах 41,84 мм и с луга на черноземах солонцеватых среднесуглинистых почвах – 38,65 мм.

Также большие значения слоя стока с пашни на лугово-черноземных солон цеватых тяжелосуглинистых почвах 37,65 мм и с пашни на среднесугли нистых черноземах 31,36 мм. Минимальный сток наблюдается с березового леса на аллювиальных тяжелосуглинистых почвах. Укрупненные показа тели современного землепользования показывают, что наибольший сток с луга суходольного – 41,84 мм, на 2 месте пашня – 37,65 мм, минимальный с березового леса – 27, 51 мм. Такие результаты объясняются различной величиной уклонов СФК.

При втором варианте землепользования наблюдаются небольшие изменения по сравнению с современным. Общий сток увеличивается до 20,16 мм, т.е. на 1,1% по сравнению с первым вариантом. По укрупненным IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

показателям землепользования наибольший сток с луга 48,35 мм, затем с болотных участков 37,05 мм и минимальный сток с леса 27,51мм.

В результате расчетов весеннего стока при втором варианте земле пользования получили, что максимальный сток будет наблюдаться с луга суходольного на среднесуглинистых черноземах 48,35 мм и с луга на черноземах солонцеватых среднесуглинистых 38,65 мм. Минимальное значение стока получили с леса на аллювиальных тяжелосуглинистых почвах 7,77 мм. Средний слой стока составляет 20,16 мм. Такие результаты объясняются, во-первых – механическим составом почв, т.к. максимальный сток осуществляется с СФК на средних суглинках, во-вторых – уклонами, именно эти территории характеризуются 5‰ величинами уклонов.

Вариант третий. При данном варианте землепользования величина весеннего стока заметно меняется. Общий сток повышается с 19,94 мм до 25,96 мм, т.е. на 30,19% по сравнению с современным вариантом. Наиболь ший слой весеннего стока наблюдается у пашни 43,07 мм, наименьший – у болота низинного 37,05 мм.

Таким образом, при данном варианте землепользования наибольший весенний сток будет наблюдаться с пашни на лугово-черноземных тяжелосуглинистых почвах 43,07 мм, наименьший – с пашни на серых лесных почвах 21,14 мм.

Четвертый вариант. При этом варианте землепользования величина весеннего стока уменьшится с 19,94 мм до 19,60 мм, т.е. на 1,7% по сравнению с современной ситуацией. По укрупненным показателям земле пользования максимальный сток будет с пашни 43,07 мм.

Для оценки изменения годового стока была построена зависимость слоя годового стока от слоя весеннего стока. Уравнение регрессии имеет вид:

hгод = 1.17hвес+3.2 (2) Значения весеннего стока приведенные выше при различных сценариях землепользования пересчитаны по формуле 2. Тогда изменения годового стока в зависимости от землепользования будет выглядеть следующим образом: наименьшее значение годового стока 26,13 мм (при 19,60 мм весеннего стока) отмечается при полной распаханности луга суходольного. При современном варианте землепользования годовой сток составляет 26,53 мм. Наибольший годовой сток отмечается при полной распашке территории водосбора, он составляет 33,57 мм, что на 7,04 мм больше по сравнению с современным вариантом землепользования.

Таким образом, на основании принятой модели, была выполнена оценка слоя весеннего стока при различных сценариях хозяйственного освоения водосбора реки Ченчерь. Принято 4 варианта хозяйствования в СЕКЦИЯ 5. ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ: УПРАВ ЛЕНИ Е, ОПТИ МИЗ АЦИЯ, ОХРАН А бассейне. При современном варианте землепользования весенний сток с водосбора составляет 19,94 мм (лес – 54,5%, луг – 34,5%, болото – 3,31%).

В случае полного отсутствия пашни сток достигает величины 20,16 мм, что на 1.1% больше современного. При полной возможной распаханности территории водосбора (96,69% пашни) сток повышается на 30,19% и равен 25,96 мм. Разница в стоке между крайними вариантами хозяйственного освоения составляет – 5,8 мм, что равно – 29,09% современного весеннего стока.

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ БАКТЕРИАЛЬНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ КОЛОДЦЕВ ХАЛЕБСКОЙ ОБЛАСТИ В СИРИЙСКОЙ АРАБСКОЙ РЕСПУБЛИКЕ Н.Ю. Саид Халебский государственный университет, Сирия It is carried out research of 152 tests of water from wells of area in Aleppo city in the Syrian Arabian republic. Tests of water from wells have divided into 9 groups on a degree of their bacterial and chemical pollution. In some cases communication between concentration of chemical substances in water and presence Coliforms bacteria is shown.

Одним из серьезных опасений мирового сообщества на сегодняшний день является недостаточно высокое качество питьевой воды и серьезные последствия потребления недоброкачественной питьевой воды для здо ровья населения. Причин загрязнений питьевой воды существует множест во. Однако все они так или иначе связаны с источниками воды. Каждый тип источника имеет свои характерные причины, вызывающие загрязнение воды.

Основные загрязнения поверхностных вод вызываются попаданием в воду органических соединений природного и промышленного происхож дения, микроорганизмов и химических компонентов. Почти все загрязне ния поверхностных вод вблизи населенных пунктов имеют техногенный характер. Выходом из сложившейся ситуации может быть получение питьевой воды из подземных источников, что завоевывает наибольшую популярность на сегодняшний день.

Подземные воды насыщаются загрязнениями, вымываемыми из грунтов и почв. Если подземный источник имеет небольшую глубину, то существует опасность проникновения загрязнений характерных для поверхностных вод. В глубоких подземных источниках такой опасности нет. Однако, загрязнения, характерные для подземных вод также вызывают проблемы. Основными загрязнениями подземных вод можно назвать высокие концентрации растворенного и нерастворенного железа, солей IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

жесткости, сульфатов, хлоридов, фосфатов и др. Потребление такой воды может оказаться вредным для здоровья человека. Болезни распростра няющиеся через воду вызываются следующими видами бактерий:

Salmonella typhi вызывает брюшной тиф и паратиф;

Shigella disentheriae вызывает дизентерию;

Vibrio cholera вызывает холеру;

и т.д.

В Сирии проблема обеспечения населения доброкачественной пить евой водой остается нерешенной, а в ряде регионов приобретает кризисный характер. В Халебской области часть жителей используют в качестве питьевой воды воду родников и колодцев.

Для оценки уровня бактериального и химического загрязнения воды колодцев Халебской области в Сирии в 2005 г. исследовали 152 пробы с использованием метода мембранной фильтрации.

Пробы воды из колодцев разделили на 9 групп по степени их бактериального и химического загрязнения.



Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |
 



 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.