XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

На региональном уровне наиболее объективной информацией об интенсивности загрязнения ОС являются данные мониторинга состояния поверхностных вод, осуществляемого гидрометеостанциями. Она позволяет дать исчерпывающий на сегодняшний день анализ не только гидрохимического режима поверхностных вод, но и оценить многолетнюю изменчивость загрязнения ОС на протяжении последних десятилетий.

Ионный сток служит важным показателем функционирования природно-территориальных комплексов, характеризующим перемещение и трансформацию веществ и энергии в водосборных бассейнах, а знание условия формирований стока играет ключевую роль в процессе изучения современного состояния водных объектов и его изменений в будущем.

В связи с этим знание величины гидрохимического стока, общих закономерностей его формирования и пространственно-временных изменений является необходимым условием выявления механизмов и масштабов взаимодействий между компонентами природной среды и объективной оценки геоэкологического состояния территорий. От того, насколько полными и точными будут эти знания, во многом зависит не только эффективность отдельных водоохранных мероприятий, по и направление природоохранной деятельности в целом.

Цель работы состоит в оценке гидрохимического стока Нижней Лены, выявлении и анализе его природно-антропогенной трансформации.

Биогенными элементами (биогенами) считаются элементы, входящие, в значительных количествах, в состав живых организмов. Круг элементов, относимых к биогенным достаточно широк, это – азот, фосфор, сера, железо, калий, кальций, магний и др. Вопросы контроля качества воды и экологической оценки водоемов внесли в понятие биогенных элементов более широкий смысл: к ним относят соединения, во – первых, которые являются продуктами жизнедеятельности различных организмов, и во вторых, являются «строительным материалом» для живых организмов [1]. В первую очередь к ним относятся соединения азота (нитраты, нитриты, органические и неорганические аммонийные соединения), а также фосфора (ортофосфаты, полифосфаты, органические эфиры фосфорной кислоты и др.).

Хозяйственно-бытовые сточные воды богаты азотсодержащими соединениями. В результате их окисления бактериями образуется аммиак, который является начальным минеральным продуктом распада органической формы азота. Эта стадия аммонификации органического вещества является первой фазой биохимической деградации. В дальнейшем происходит последовательное превращение аммиака в нитриты, затем в нитраты; наступает вторая фаза окисления органического вещества – нитрификация [2].

В настоящее время почти во всех водоемах России изменяются гидрохимический режим, количество поступивших биогенов, что влечет за собой большие изменения в структуре всего сообщества начиная от бактерио-, фито- и зоопланктона и кончая рыбами. Замечено, что в структуре зоопланктона и в структуре рыбной части сообщества происходит замена длинноцикловых и крупных форм на формы мелкие, рано созревающие и короткоцикловые. Как результат этого ценные промысловые рыбы с продолжительным жизненным циклом вытесняются малоценными видами с высокой скоростью воспроизводства и прироста продукции. Эта тенденция в современных водных экосистемах впервые отмечена в середине 50-х годов в странах Западной Европы и спустя 15-20 лет появилась в европейской части России. И в настоящее время эту тенденцию можно наблюдать во многих озерах Сибири и Дальнего Востока. Судя по результатам хозяйственного освоения малых и средних рек Крайнего Севера, изменения в структуре рыбного населения возникают уже в первые 10 лет. Развитие горнорудной промышленности и нефтеразработок на реках Сибири неизбежно ведет к сокращению численности сиговых, причем в первую очередь за счет чрезмерного вылова [3].

Основные количества биогенов поступают в водоемы и водотоки в основном с хозяйственно-бытовыми сточными водами, а также в виде поверхностного стока с территорий сельскохозяйственных объектов и населенных пунктов [4].

К числу главных ионов, содержащихся в природных водах, относятся ионы К⁺, Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Сl^-, SO₄^2-, НСО₃^-. Главные ионы, или макрокомпоненты, определяют химический тип вод. Ряд компонентов, растворенных в водах, занимает промежуточное положение между макро- и микрокомпонентами. К ним относятся Н⁺, NH₄⁺, NO₃^-, H₂SiO₃. Эти компоненты в некоторых типах вод могут приобретать первостепенное значение.

В 2017 году в Республике Саха (Якутия) работало 144 очистных сооружения, из них 82 временных очистных сооружения объектов золото- и алмазодобычи с водоотведением 20801 тыс. м3/год. Данные сооружения представляют собой отстойные водоемы. Из 82 сооружений объектов золотодобычи только 3 сооружения с водоотведением 80,36 тыс. м3 обеспечивали очистку сточных вод до установленных норм. В населённых пунктах Республики Саха (Якутия) работают 29 очистных сооружений, в том числе биологических – 22, механических – 6, физико-химических – 1. Однако в силу разных причин – перегрузка по объему сточных вод, «моральный» и «физический» износ, проектные недоработки и другие – очистные сооружения не обеспечивают очистку сточных вод до установленных норм. Только после очистных сооружений г. Якутска сточные воды отводились в р. Лена нормативно-очищенными. К сожалению, до настоящего времени такие населенные пункты как п. Тикси, п. Мохсоголлох, Жатай имеют только сооружения механической очистки, что для хозбытовых сточных вод крайне недостаточно, а города Алдан, Олекминск, Нюрба, п. Усть-Нера и другие вообще не имеют сооружений по очистке сточных вод.

Качество воды р. Лена в черте с. Кюсюр осталось на уровне 2016 г. и характеризовалось 3-м классом разряда «б» («очень загрязненная»). Значение УКИЗВ составляло 3,73 (в 2016 г. - 3,82), значение среднегодового коэффициента комплексности загрязненности воды - 40,8 (в 2016 г. – 39,8 %). Количество загрязняющих веществ 8 из 14, учитываемых в комплексной оценке. Как и в прошлом году, в каждой из отобранных проб были обнаружены соединения железа общего и марганец, их среднегодовые и максимальные показатели также оставались на уровне предыдущего периода наблюдений: по соединениям железа - 1,7 и 2,5 ПДК, по марганцу - 2,5 и 3 ПДК соответственно. До 100 % повторяемости возросло содержание в воде фенолов (в 2016 г. - 86 %), при этом их среднегодовые и максимальные концентрации практически не изменились и составили 2,1 и 3 ПДК. Понизилась загрязненность воды соединениями меди (от 100 до 86 %). Критический уровень загрязненности по - прежнему не достигался ни по одному ингредиенту [5].

Ниже представлены 4 рисунка и 9 таблиц, характеризирующие собой данные о стоках в различные года.

Рисунок 1. Главные ионы 1999 г.

Таблица 1

Биогенные компоненты и загрязняющие вещества неорганического происхождения 1999 г.

Время отбора пробы	NH4 Мг/л	NO2 Мг/л	NO3 Мг/л	PO4 Мг/л	Si Мг/л	P орг Мг/л	P общ Мг/л	N общ. Ра Мг/л	Fe общ Мг/л	Cu мкг/л	Zn Мкг/л
05.11 06-00	0.0800		0.150	0.00600	1.50	0.0230	0.0290	0.230	0.220	3.00	6.00
06.18 07-30	0.160		0.0500	0.00700	1.60	0.0200	0.0270	0.260	0.870	10.00	7.00
07.08 06-00	0.0700		0.0200	0.0260	1.60	0.00400	0.0300	0.310	0.350	2.00	11.00
08.23 07-30	0.0600		0.0200	0.00700	1.90	0.00900	0.0160	0.250	0.980	5.00	6.00
09.09 05-00	0.0500		0.0700	0.00200	0.700	0.00800	0.0100	0.200	1.86	7.00	6.00
10.10 08-00	0.0700		0.0100	0.00100	4.20	0.0110	0.0120	0.250	0.510	9.00	1.00

Рисунок 2. Главные ионы 2000 г.

Таблица 2

Биогенные компоненты и загрязняющие вещества неорганического происхождения 2000 г.

Время отбора пробы	NH4 Мг/л	NO2 Мг/л	NO3 Мг/л	PO4 Мг/л	Si Мг/л	P орг Мг/л	P общ Мг/л	N общ. Ра Мг/л	Fe общ Мг/л	Cu мкг/л	Zn Мкг/л
05.18 08-00	0.0100		0.190	0.00500	7.70	0.0170	0.0220	0.590	0.0900	1.00	7.00
06.29 09-00	0.0100		0.0300	0.130	1.90	0.0390	0.0520	0.260	0.660	12.00	16.00
07.14 09-00	0.180		0.0200	0.00200	4.40	0.0240	0.0260	0.200	0.140	3.00	12.00
08.08 08-30	0.0500		0.0100	0.00300	0.700	0.0290	0.0320	0.430	0.180	4.00	8.00

Рисунок 3. Главные ионы 2001 г.

Таблица 3

Биогенные компоненты и загрязняющие вещества неорганического происхождения 2001 г.

Время отбора пробы	NH4 Мг/л	NO2 Мг/л	NO3 Мг/л	PO4 Мг/л	Si Мг/л	P орг Мг/л	P общ Мг/л	N общ. Ра Мг/л	Fe общ Мг/л	Cu мкг/л	Zn Мкг/л
05.12 09-00	0.0200		0.150	0.00600	5.10	0.0200	0.0260	0.360	0.350	6.00	10.00
05.30 10-00	0.0400		0.0200	0.00300	1.70	0.0450	0.0480	0.460	0.250	3.00	15.00
06.24 11-00	0.0800		0.0200	0.0110	1.70	0.0210	0.0320	0.560	0.830	7.00	24.00
07.30 10-00	0.0400		0.0100	0.0100	2.50	0.0560	0.0660	0.520	0.150	5.00	10.00
08.21 08-00	0.0400		0.0100	0.0160	3.00	0.0380	0.0540	0.340	2.04	2.00	2.00
09.15 09-00	0..100		0.0100	0.00600	0.600	0.140	0.146	0.110	0.0600	7.00	25.00
10.13 08-30	0.0300		0.0300	0.00500	0.900	0.0820	0.0880	0.130	0.280	6.00	17.00

Таблица 4

Главные ионы 2002 г.

	Время хран. Пр дни	Запах, баллы	Прозрач, см	T℃
Время отбора пробы	HC03 мг/л	Na мг/л	K мг/л	Ca мг/л	O мг/л	Mg мг/л	Cl мг/л	SO4 мг/л
01.20 08-00	7.00				15.70
02.21 06-00	10.00				13.30
03.21 07-00	5.00				12.00
04.28 10-00	6.00				13.10
05.06 18-00	5.00 80.40	0 15.40	35.00 26.10	0 37.00	11.40	9.50	73.10	47.10
06.24 09-00	7.00 24.90	0 13.90	40.00 23.60	11.50 5.10	12.20	3.40	7.80	67.30
07.08 10-20	10.00 27.40	0 8.80	42.00 15.00	16.80 8.00	12.10	1.60	5.70	41.70
08.20 04-00	8.00 17.80	0 2.80	40.00 4.80	12.70 12.10	12.00	2.90	6.40	33.00
09.09 08-00	11.00 13.90	0 1.50	45.00 2.40	6.20 9.70	13.20	5.60	8.00	19.90
10.07 09-00	15.00 69.10	0 12.40	40.00 21.00	0.200 14.30	13.30	5.00	9.60	53.40
11.24 09-00	10.00			0	15.10
12.21 10-00	5.00			0	13.00

Рисунок 4. Главные ионы 2003 г.

Таблица 5

Биогенные компоненты и загрязняющие вещества неорганического происхождения 2003

Время отбора пробы	NH4 Мг/л	NO2 Мг/л	NO3 Мг/л	PO4 Мг/л	Si Мг/л	P орг Мг/л	P Общ Мг/л	N Общ Мг/л	Fe Общ Мг/л	Cu Мкг/л	Zn Мкг/л
05.05 08-00	0.100	0.00700	0.0600	0.00900	5.00	0.00100	0.0100	0.370	0.220	5.00	3.00
06.11 09-00	0.110	0.00400	0.0700	0.00600	3.70	0.0220	0.0280	0.140	0.350	2.00	6.00
07.08 08-00	0.0500	0.00300	0.0400	0.00300	1.80	0.0130	0.0160	0.210	0.280	4.00	5.00

Таблица 6

Главные ионы 2004 г.

	Время хран. Пр дни	Запах, баллы	Прозрач, см	T℃
Время отбора пробы	HCO3	Na	K	Ca	O	Mg	Cl	SO4
01.24 09-00	14.00			0	15.90
02.21 06-00	10.00			0	14.30
03.17 09-00	12.00			0	14.10
04.14 08-00	14.00			0	13.20
05.20 09-00	11.00 87.80	0 13.50	30.00 23.00	0 33.40	12.60	11.30	79.30	21.00
06.25 15-00	30.00 11.00	0 2.20	22.00 3.80	2.00 5.40	12.70	0.400	3.50	12.30
07.25 02-00	10.00 29.30	0 8.70	8.00 14.80	13.40 15.50	11.50	1.00	4.80	8.10
08.17 09-00	8.00 31.60	0 0	30.00 0	11.50 20.10	11.80	2.10	6.90	3.10
09.14 09-30	10.00 26.30	0 0	30.00 0	7.50 16.40	12.80	3.80	6.20	19.90
10.12 11-00	30.00 31.80	0 0	30.00 0	0.200 15.00	13.90	3.80	6.20	7.30
11.24 05.00	7.00			0	14.70
12.17 06.00	9.00			0	15.10

Таблица 7

Биогенные компоненты и загрязняющие вещества неоргонического происхождения 2004 г.

Время отбора пробы	NH4 Мг/л	NO2 Мг/л	NO3 Мг/л	PO4 Мг/л	Si Мг/л	P орг Мг/л	P Общ Мг/л	N Общ Мг/л	Fe Общ Мг/л	Cu Мг/л	Zn Мкг/л
05.20 09-00	0.0500	0.00100	0.0900	0.00300	1.30	0.0790	0.0820	0.370	0.140	1.00	18.00
06.25 15-00	0.200	0.0220	0.0100	0.0120	7.30	0.0100	0.0220	0.250	1.49	6.00	5.00
07.25 02-00	0.0800	0.0120	0.0200	0.0160	1.10	0.0180	0.0340	0.180	1.69	4.00	6.00
08.17 09-00	0.100	0.00300	0.0200	0.00200	1.40	0.0860	0.0880	0.140	0.300	3.00	1.00
09.14 0930	0.0500	0.00500	0.0200	0.00300	0.800	0.0250	0.0280	0.210	0.350	2.00	5.00
10.12 11-00	0.0500	0.00500	0.0700	0.00400	1.50	0.0100	0.0140	0.180	0.190	4.00	6.00

Таблица 8

Главные ионы 2005 г.

	Время хран. Пр дни	Запах, баллы	Прозрач, см	T℃
Время отбора пробы	HCO3	NA	K	Ca	O	CO2	Mg	Cl	SO4
01.17 09-00	7.00			0	14.40
02.15 09-00	10.00			0	15.50
03.04 07-00	8.00			0	15.20
04.22 09-00	10.00			0	13.50
05.26 06-00	7.00 28.20	0 0	45.00 0	0 8.20	12.50		1.50	3.20	3.70
06.22 09-00	10.00 26.80	0 0	43.00 0	11.30 6.20	9.58		1.50	4.00	33.20
07.12 06-00	11.00 29.90	0 0	38.00 0	15.00 10.30	9.02		2.80	9.20	6.00
08.08 09-00	9.00 15.80	0 0.800	40.00 1.40	13.20 7.80	9.30		1.80	3.60	13.20
09.16 08-00	7.00 13.90	0 1.80	35.00 3.00	10.00 9.10	10.30		2.20	6.20	19.90
10.13 06-00	14.00 31.60	0 1.20	30.00 2.00	0.200 12.70	10.90		2.30	9.80	7.30
11.16 09-00	10.00			0	11.70

Таблица 9

Биогенные компоненты и загрязняющие вещества неорганического происхождения 2005 г.

Время отбора пробы	NH4 Мг/л	NO2 Мг/л	NO3 Мг/л	PO4 Мг/л	Si Мг/л	P орг Мг/л	P Общ Мг/л	N Общ Мг/л	Fe Общ Мг/л	Cu Мг/л	Zn Мкг/л
05.26 06-00	0.0300	0.00300	0.0200	0.0130	1.90	0.0390	0.0520	0.260	0.400	5.00	10.00
06.22 09-00	0.100	0.00100	0.0700	0.00600	2.00	0.00400	0.0100	0.220	0.260	4.00	15.00
07.12 06-00	0.110	0.00400	0.0700	0.00600	3.70	0.0220	0.0280	0.240	0.350	2.00	6.00
08.08 09-00	0.0500	0.00300	0.0400	0.00300	1.80	0.0130	0.0160	0.210	0.280	4.00	5.00
09.16 08-00	0.0400	0.00500	0.0300	0.00500	1.40	0.0180	0.0230	0.190	0.180	3.00	6.00
10.13 06-00	0.0300	0.00400	0.0300	0.00600	2.10	0.0250	0.0310	0.200	0.200	5.00	8.00

Многолетняя динамика главных ионов во многом определяется путями их поступления. При этом природные факторы предопределяют пространственную дифференциацию ионного стока. Наиболее отчетливые многолетние изменения стока, обусловленные изменением концентраций, свойственны ионам атмосферного происхождения - №++К+, СГ, ЭОД динамика содержания которых связано с антропогенезом. Антропогенное загрязнение проявляется не только в изменении средних за период значений ионного стока, но, при незначительном уровне, и в увеличении амплитуды колебания значений, от значений, соответствующими фоновому периоду до в нескольких раз больших. Однако фрагментарно, в регионах распространения галогенных толщ и интенсивного выхода минерализованных подземных вод, где ли-тогенный вклад многократно превышает их атмосферное поступление, антропогенные изменения не фиксируются. Ионы литогенного происхождения (катионы Са2+, Мд2+ и анионы НС03"), как правило, характеризуются стабильными значениями концентраций и стока. 

В итоге, можно говорить, что тенденции роста и спада стока главных ионов - "поллютантов" идентичны для всего обширного региона, а следовательно факторы, их вызывающие, являются общими.

Научный руководитель: в.н.с., к.г.н. Института географии РАН (Москва) Георгиади А.Г.

Литература

Муравьев, А.Г. Руководство по определению показателей воды полевыми методами / А.Г. Муравьев; 2-е изд., перераб. и допол.- СПб.: «Крисмас⁺», 1999.- 232 с.

Мур, Дж.В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах: Контроль и оценка влияния/ Дж. В. Мур, С. Рамамурти . пер. с англ.- М.: Мир, 1987.-288 с.

Решетников, Ю.С. Современный статус сиговых рыб и перспективы использования их запасов / Ю.С. Решетников //Биология сиговых рыб. - М.: Наука, 1988.- с.5-17.

Спектор, О. А. Слово о воде / О.А. Спектор. – Л; Гидрометеоиздат, 1980. – 152 с.

Министерство экологии, природопользования и лесного хозяйства РС(Я) «Государственный доклад о состоянии и охране окружающей среды Республики Саха (Якутия) в 2017 году» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://minpriroda.sakha.gov.ru/uploads/ckfinder/userfiles/files/%D0%A1%D0%9E%D0%94%D0%95%D0%A0%D0%96%D0%90%D0%9D%D0%98%D0%95%20%D0%93%D0%94%202017%252C1%252C2%252C3%252C4%252C5%252C6%20%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8.pdf Дата обращения 11.01.2020 г.

Код для цитирования: Скопировать