Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
-

И.И. Силин
Экология и экономика природных ресурсов бассейна р. Протва
(Калужская и Московская области)

Обнинск, 2003. - 302 с.

Предыдущая

8. Загрязнение поверхностных вод, донных отложений и биоценоза р. Протвы

Уровни загрязнения поверхностных вод и донных осадков

Антропогенное воздействие на речную сеть приводит к сильной пространственной неоднородности параметров качества воды. Это связано с наличием в бассейне р. Протвы сотен крупных и тысячи мелких источников загрязнения, особенностями динамики водотоков в зонах загрязнения, механизмом распределения химических веществ, влиянием загрязненных донных отложений и другими факторами.

Резкая пространственная неоднородность характерна и для макросостава вод. Многочисленные сбросы бассейна р. Протвы имеют пестрый гидрохимический состав, который в зависимости от объема стоков изменяет первичный гидрокарбонатно-кальциевый состав речных вод с естественной минерализацией порядка 350 мг/л.

Гидрокарбонатно-кальциевые воды участками трансформируются в сульфатно-кальциевые, хлоридные, хлоридно-натриевые. Вблизи крупных стоков отмечается переход пресных вод в солоноватые. На удалении от стоков происходит частичная нейтрализация влияния сбросных вод и увеличение относительной доли природных макро- и микрокомпонентов. При этом значительная доля загрязняющих веществ переходит в осадок.

Таким образом, водная масса является связующим звеном между поступлением загрязняющих веществ (т.е. источником загрязнения) и их аккумуляцией в донных отложениях (т.е. зонами загрязнения). С существованием указанных выше флуктуаций состава воды связаны определенные трудности при оценке ее качества. Большинство имеющейся информации о составе воды, в том числе получаемой службами контроля, основано на отборе и анализе единичной пробы, которая часто не отражает реальную ситуацию, особенно в условиях высокой динамичности гидрохимического режима зон загрязнения. Усредненный по створам ионно-солевой состав воды р. Протвы представлен на рис. 8.9.

Рис. 8.9. Ионно-солевой состав воды р. Протвы

Видно, что в целом, на всем протяжении реки  сохраняется её базовый гидрокарбонатно-кальциевый состав. Это означает, что, по крайней мере, в удалении от выпусков сточных вод река восстанавливает  свои исходные природные характеристики

В то же время отмечается и ряд  устойчивых изменений состав речной воды вниз по течению реки. Так на территории Калужской области по сравнению с московским  участком почти вдвое  возрастает минерализация воды, главным образом за счет количества известковой примеси. Ниже  г. Обнинска и в районе г. Протвино Московской области в воде  увеличивается концентрация сульфатов и хлоридов.

Изменение бассейновых  показателей качества речной воды проиллюстрировано рис.8.10.

Рис.8.10.     Показатели качества воды р. Протвы

Видно, что наиболее сильное загрязнение  взвешенными веществами происходит в Московской области  в районе г. Верея и в Калужской обл.  в районе г. Обнинск.

Нефтепродукты поступают в реку в основном на территории Московской области (г. Верея).

Биологическое потребление кислорода  заметно увеличивается в районе г. Протвино Московской области, что указывает на  возрастающую концентрацию в воде  легкоокисляющихся органических веществ и евтрофирование нижнего течения р. Протвы. На это, в частности, указывает  возрастающее к устью количество аммония в балансе связанного азота.

На рисунке 8.11     изображена диаграмма концентрации биогенных  веществ, измеренной  в тех же створах р. Протвы, что и другие показатели качества воды.. На всем протяжении реки в воде наблюдается устойчивый рост биогенной примеси, особенно интенсивный на участке от г. Обнинск и до устья.  При этом на калужском участке реки  ниже г. Обнинска соотношение нитратного и аммонийного азота примерно равно, а на московском, - от г. Кременки  до устья, -  в составе биогенного вещества преобладает ион аммония.

Рис.8.11. Концентрация биогенных веществ в воде р. Протвы

Как известно, концентрация многих примесей в воде, особенно биогенных веществ, значительно изменяется в зависимости от времени года.    На рис.  8.12   изображена диаграмма изменчивости  показателей качества воды по гидрологическим сезонам  (данные С.Н. Шашкова). Видно, с началом весеннего снеготаяния возрастает опасность загрязнения речной воды почти всеми опасными ингидиентами. Вместе с талыми водами в реку попадает кишечные палочки, взвешенные вещества, разнообразные органические вещества с полей, ферм, городских и сельских подворий и т. д.

Рис. 8.12. Показатели качества поверхностных вод по гидрологическим сезонам (Московская обл.,бассейн р. Истра)

Вместе с мутью в реку выносятся тяжелые металлы и многие специфические токсиканты.  Как видно на диаграмме, дополнительное накопление нитратного азота в воде происходит  ближе к лету, когда активизируются  бактерии-нитрификаторы и происходит  массовое разложение  фитопланктона. Подобная картина загрязнения реки наблюдается и в период осенних паводков, но с гораздо меньшей амплитудой роста концентраций  индикаторов качества воды.

Загрязнение воды р. Протвы тяжелыми металлами, для которых установлены нормативы предельно допустимых концентраций для рек рыбохозяйственного значения с токсикологическим лимитирующим показателем вредности, показано на диаграмме рис. 8.13.

Рис. 8.13. Загрязнение воды р. Протвы тяжелыми металлами

Сильное загрязнение воды медью и цинком наблюдается на московском отрезке р. Протвы в районе г. Верея.  Кроме того, медь, а также  никель, поступают в речную воду в районе городов  Обнинск и Жуков, где ряд предприятий использует гальваническое  производство. Железо на всем протяжении р. Протвы содержится в воде в количестве 1,5-2 мг/л.  Как показала практика изучения вод в других промышленных районах, наибольшие флуктуации состава характерны не для сезонных гидрологических периодов, а для суточных и часовых (период рабочей смены) интервалов времени, что связано с режимом работы источников загрязнения.

В этом смысле более надежными для определения участков с высокой динамичностью геохимических процессов являются данные геохимического опробования донных отложений в сочетании с выборочным опробованием вод на наиболее устойчивый во времени макросостав и микроэлементы. По меньшей мере, такие работы позволяют выявить «горячие точки» бассейна реки – пункты и створы детальных гидрогеохимических исследований следующего этапа исследований.

По данным Калужского комитета природных ресурсов, из 25 контролируемых компонентов наиболее устойчивое превышение уровня ПДК отмечается для ПРЗР, БПК, ВВ, аммония, нитритов, фосфатов и железа и периодическое по всем остальным ингредиентам.

Анализ собственных и фондовых данных показал, что превышение ПДК хотя бы в одной пробе могут наблюдаться по многим ингредиентам качества воды ( БПК5, ПО, ХПК, N-NH4, N-NO3, P-PO4, НФПР, ОКБ, ЛКП, ПТГ и б(а)п, ПРЗР,Cu, Fe, Ni, Pb, Cr+3, Ag, Zn, Al, So4, Srобщ, 90Sr, 134Cs, 137Cs, +3H).

С целью более полного изучения уровня загрязнения поверхностных вод КФ ВИЭМС было произведено сопряженное гидрогеохимическое опробование водотоков и геохимическое опробование донных отложений и почв бассейна р. Протвы с последующим химическим анализом проб воды, спектральным анализом сухого остатка водных проб, проб донных отложений и вмещающих русло реки почв.

Аналогичная работа была выполнена сотрудниками ВИМСа  на территоии бассейна р. Протвы  Московской области. Все анализы проб воды были  выполнены в аккредитованных лабораториях ВИМСа. Результаты обработки аналитических данных показаны на рисунке 8.14   и  в таблице 44.

Рис. 8.14.  Участки интенсивного загрязнения поверхностных вод    и  донных отложений

 По составу аномалии, приуроченные к территории крупных промышленных зон, отличаются более сложным (полиэлементным) составом. Тяжелые металлы в водорастворимой форме в  высоких концентрациях содержатся в районе северной и южной промзоны г. Обнинска, возле п. Протва, у г. Малоярославца, у п. Кривского, вблизи предприятий з-да «Сигнал» (зд. 101), ФХИ и др. В большом количестве они накоплены в донных осадках, верховья р. Дырочной (в геофонах: 140 Sn, 100 Ag, 90Pb, 20Mo и др.), р. Протвы в районе г. Верея, г. Обнинска (в геофонах: 24Bi, 15Cu и др.), р. Истьи в районе г. Балабаново (50 Zn), р. Угодки в районе г. Жукова (10 V, 5 Nb и др. элементы группы железа, что, вероятно, связано с перемывом отвалов Угодского железоплавильного завода петровских времен.).

Таблица 44

 Каталог аномалий

№ аномалии на рис.

Географическая привязка аномалии

 Содержание химических элементов в воде

 

(микроэлементы-в сухих остатках )                       в донных осадка  (в единицах ПДКв.р.)                                         (в единицах фона)

 

1

2

3

4

 

1

Протва возле устья р. Аложи

7NH4+, 4A1,2Si02, 2Be, 1.5V,P, N03-

6 Mg, 3A1, 2Co, 2Zr

 

2

р Протва в р-не сан «Восход»

4А1, 4Zn, 2Pb, 2Nb, l.5Ba,P

8Mg, 4Zr, 3A1, 2Ti, 2Mn

 

3

Протва возле устья р. Угодки

10Cu, l0Ni, 5Cr, 4P, 2Si02, 2A1, 2Be, NO3-,

2Sc, 2V, 2Nb, 1.5Be, Cr, Co

 

4

р. У годка у поселка Протва

10Cr, 9Ni, 4P, 2Be, 1.5 Ba, Mn

10V, 5Nb, 4Mg„ 2.5A1, 2Be, Zr, , 1.7 Ti, l,5Li, P, Co, Mn

 

5

Р. Угодка в г. Жуков

8Zn, 5 Cr, 4А1, 4P, 3Ti, 1.5Ni, Ba, V

10V, 5Nb, 4Mg, 2.5 Al, 2Be, Zr, 1.7Ti, 1.5Co, P, Li

 

6

Левый исток р. Угодки (Грач)

5AI, l,5SiO2, 1.5Be, Pb

 

7

Правый исток р. Угодки (ПТФ)

8Zn, 5Cu, 4P, 3Ti, l.8SiO2, V

12V, 3P, 3Li, 2Mn, 2Co

 

8

Протва возле устья р. Дырочной

2.8A1,2Si02,P

3V, 2Sc, 1.8Y, 1.8Yb, 1.5Ga

 

9

Нижнее течение р. Дырочной

10Cu, 4Cr, Sr

6Mg, 3P, 3Sr, 3A1, 2Li, 2Cu, 2Zr

 

10

Третий правый приток р. Дырочной

 (стеклозавод)

1L0SiO2, 6Zn, 2.5 Mg, 1.8Ca

200Ag, 140Sn, 90Pb, 20Mo, 5Y, 3Sr, 2,5Ba, V, Ga, 2Yb, 1.5Li, 1.5Cr

 

11

Второй правый приток р. Дырочной (Мишково)

2Si02,2S02, 1.5Sr

25AL, 4Sr, 4Ca, 3Mg, 3Mn

 

12

Правая вершина р. Дырочной (ДСК)

7Zn, 2Si02,1.5Sr, P

43Ni, 15Mn, 4Mg, 4V, 3Co,3Al, 3P, 2.5Fe, 2Sc, 2Ga, 2Ti, 2Ba, 2Sr,1.8Y, 1.8Yb

 

13

Протва в районе ОС г. Обнинск

10Cu, 4NH4+, 2Zn, 2P

5V, 4Cu, 4Mn, 2P, 2Ga, 2Ti, 2Co

 

15

Протва в районе г. Обнинск

25NH4+, 15Cu, 8Zn, 3Ni, 2P, l.5Ba

24Bi,15Cu, 4Mg, 2Sr, 2Zr, 2P, 2Ca,l,5Sc, Ga, Y, Yb

 

16

Протва в районе п. Кривское

15Cu, 10Al, 8Zn, 5Si02,1.5P

2Sc, 2Zr, 1.5Mn, 1.5Fe, 1.5Cr,Yb

 

17

Протва в районе Ермолино-Балабаново

6Si02,5Cr, 2A1, (Mn,Pb,V,Ti,

,Mg,Na)

5Bi, 4Sc, 3V, 2Co, Ba, Ga, Yb, 1.5A1

 

17

Протва в районе г. Боровск

(Ag, Sc, Al, Fe)

(Al Ba)

 

18

Протва в районе д. Совьяки

5Cu, 2Si02

3A1, 2Mg, 2Ca, 2Sr

 

19

Лужа возле г. Малоярославец

10Cu, Mo, P, (Na,N03-)

2Cu

 

20

р. Нечайка,ОС г.Малоярославец

2Si02,(C1,N03-, Na)

 

21

Р. Лужа в районе п. Игнатьевское

15N03-, 2Si02, (Mg, Sr)

2Mn, 2Cr, 2Ti, 2Ca

 

22

р. Городнянка, низовье

5Cr, Ni, 0,5 Мо

3Ba, 2Mn, 2Cu, 2Sc, 1.5Co

23

р. Городнянка, верховье

4Р, ЗМп, (Pb,V,Cu,Zn,Co,Fe, Na,Ba)

3Zr, 2Ba, 2Sc, 2Nb, 2V, 2Co, 2Yb

24

Слияние Локни и Суходрева

10А1,2Ве, 2р, (SiO2, Fe, Mn, Sn, Sc, Y, Yb, V. Ti, Na, Me)

3P, 2Sc, 2Cu, 2Ba

25

р. Суходрев, исток

1.2P, (Ag,Ni,Al,Cr)

4p, 3V, 2Sc, Nb, Ga, Cr, Y, Yb Co

26

р. Суходревка, исток

(Mn, Pb, Zn, Ni, Cr)

2Zr

27

р. Локня, истоки

3Ni, 2Ве, A1

2A1

28

р. Истья возле Усадьбы с\х «Тарутинский»

80Cr, 20Ni, 4Zn,  70Cu (у д. Воробьи)

3Ga, 2Ba, Nb, Zr, Co, Sc

29

р.Истья возле г. Балабаново

P, (Pb, Zn, Al, Mg, Na)

50Zn, 3Ga, Sc, Р, Nb, Yb, 1.5Cr

30

р.Истья возле дд. Добрино-Ивакино

10Ni, 5Cr, (Mg,Na)

2Sc, 2Ga, V, Fe, Ca, Yb

31

р. Протва от  г.. Верея

и ниже

60Cr, 50 Cu, 15Co,15Zn, 10V, 8Mo

100Ni, 100Mo, 100 Cu

32

Р. Исьма от с\х Арханский

 и ниже

100 Cu, 80Mo, 20 Co, 10V

300 Ni, 100Mo, 100 Cu

33

Р. Протва  возле

 г. Кременки

3Ag (Ni,B)

 

В аномалиях, тяготеющих к стокам сельхозпредприятий и ОС, преобладают нитраты, фосфаты и другие биогенные элементы.

На участках реки, где в составе стоков с городских ОС (например, аномалия 14 у г. Обнинска) поступают стоки промышленных предприятий, в состав гидрохимических аномалий входят как элементы, типичные для хозбытовых стоков, так и широкий набор тяжелых и редких металлов. Группируясь пространственно, моноэлементные аномалии образуют на территории бассейна р. Протвы 30 комплексных аномалий.

 В каталоге содержание микроэлементов в сухом остатке гидрохимических проб для наглядности показаны в долях ПДК (для водных объектов рыбохозяйственного назначения) по результатам спектрального анализа, что имеет чисто информационный характер.

По содержанию в воде биофильных элементов была определена     трофность водотоков бассейна р. Протвы. Наиболее высокие уровни концентрации в воде биофильных элементов отмечаются в районе г. Обнинска, устья р. Аложи, сельскохозяйственных и хозбытовых стоков п. Игнатьевское и др.

Почти все выделенные аномалии являются комплексными не только по составу, но и по типу среды, вмещающей аномалию, т.е. гидрохимические аномалии сопровождаются аномалиями в донных осадках. Сопоставление элементного состава гидрохимических и «донных» аномалий позволяет судить о степени подвижности в водной среде тех или иных компонентов. В целом же состав выделенных аномалий отражает характер жизнедеятельности на прилегающей территории.

На диаграмме рис. 8.15, составленной по данным таблицы  (каталог аномалий), показаны интегральные уровни концентраций загрязняющих веществ в воде и донных отложениях р. Протвы.

Рис.8.15. Интегральные уровни загрязнения р. Протвы (по данным каталога  аномалий

Отчетливо  выделяются два крупных района с высокой техногенной нагрузкой на реку: 1- бассейн среднего  течения реки Протвы в районе г. Верея и бассейна р. Исьмы на территории Московской области, 2- бассейн среднего течения р. Протвы  на территории Калужской обл.

Характерно, что интегральные уровни загрязнения воды и донных отложений совершенно идентичны  и почти на всем протяжении реки изменяются синхронно. Это указывает на преобладание при осаждении  процессов коагуляции и адсорбции.

Предыдущая