CC BY
1УДК: 556.51.535
ХАРАКТЕРНЫЕ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД РЕКИ АХАНГАРАН
Ахмедова Тамара
к.т.н., старший научный сотрудник Научно- исследовательский гидрометеорологический институт (НИГМИ), e-mail: [email protected]
Базаров Дилшод Райимович д.т.н., профессор Национальный исследовательский университет «Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства», e-mail: dr.bazarov@,mail.ra
Аннотaция: В этой статье представлены результаты исследования ретроспективы и современного состояния качества поверхностных вод среднего течения бассейна реки Ахангаран. Приведны фактические данные о загрязнения и концентрaциях веществ, чаще всего превышающие предельно-допустимые концентрaции (ПДК) и предлагаются мероприятия по предотвращению загрязнения.
Annotatsiya: Ushbu maqolada Ohangaron daryosi o'rta oqimi havzasi yer usti suvlari sifatining oldingi va hozirgi holatini o'rganish natijalari keltirilgan. Ifloslanish va ruxsat etilgan maksimal konsentraциyadan (REK) oshib ketadigan moddalarning konsentraциyalari to'g'risida haqiqiy ma'lumotlar keltirilgan hamda ifloslanishning oldini olish bo'yicha chora-tadbirlar taklif etilgan.
Abstract. This article presents the results of research on the retrospective and current state of surface water quality in the middle reaches of the Akhangaran River basin. Actual data on pollution and concentrations of substances, often exceeding the maximum permissible concentrations (MPC), are presented, and measures to prevent pollution are proposed.
Ключевые слова: реки Ахангаран, предельно-допустимые концентрaции (ПДК), минерализация, Аммонийный азот, Туябугузское водохранилище.
Kalit so'zlar: Ohangaron daryosi, ruxsat etilgan комеПгациуа1аг (REK), ттега^ациуа, ammoniy azoti, Tuyabo'g'iz suv ombori.
Keywords: Ahangaran River, maximum permissible concentrations (MPC), mineralization, ammonium nitrogen, Tuyabuguz reservoir.
Введение. Состояние поверхностных вод в Средней Азии в связи с деятельностью человека в настоящее время неблагополучно, а качества воды во многих водоёмах и водотоков не удовлетворяет современным нормативным требованиям. Антропогенное воздействие на водные объекты приводит к нарушению их экологического состоянию, ухудшение качество водной среды как следствие снижение устойчивости водных экосистем. Еще недавно объёмы и токсичность техногенных выбросов не превышали способность биосферы к их поглощению и нейтрализации. Сегодня же они достигают предела возможностей природных экосистем к самоочищению. Помимо истощение природных ресурсов развитие промышленности и с/х производство создало новую проблему загрязнение водной среды
Постоянные и многолетние комплексные наблюдения, проводимые Узгидрометом и специализированными организациями, позволили к настоящему времени получить достаточно подробную картину развития процессов изменения качества поверхностных вод, вызванных антропогенным воздействием [2].
Эти исследования определили перечень загрязняющих веществ, наиболее часто превышающих предельно допустимые концентрации и оказывающих доминирующее влияние на формирование качественных показателей поверхностных вод Чирчик-Ахангаранского бассейна.
Цель работы влияние факторов антропогенных на качество воды реки Ахангаран. Qurilish va Ta 'lim ilmiy jurnali 3-jild, 6-son https://jurnal. qurilishtalim. uz
Материалы и методы. Статья написана на основании архивных материалов гидрометфонда агентства Гидрометеорологической службы РУз. записанных автором материалов собственных статьей, статей в соавторстве Щетинниковым [2005]), с использованием статьей предшественников Ф.Э.Рубиновой, Ю.Н.Иванова, [2005]), Э.И. Чембарисова, Литовского, П.А. Лярского [3], Л.П. Шубаева [9, 18], В. Демидова [2], В. Силина [8] и других [1, 19].
Объект исследования. Бассейн реки Ахангаран находится в северо-восточной части республики Узбекистан. Река Ахангаран относится к наиболее изученным речным бассейнам Центральной Азии. Река Ахангаран берет свое начало при слиянии Акташсая и Урталиксая. Длина реки 223 км, площадь водосбора 5260 км2. Средняя высота водосбора 1520 м. Река относится к снегово-ледникового типу питания.
Рис.1. Местоположение объекта исследования.
В различное время наблюдения за стоком воды проводились в 6 пунктах:
1. 0,4 км ниже устья реки Ирташ,
2. 5,5 км ниже Ахангаранской плотины,
3. 0,1 км ниже дюкер Ташканала,
4. 0,6 км нижний бъеф Туябугузского водохранилища
5. 3 км выше пгт. Солдатский
6. 0,5 км выше устья реки.
Ясно, что для такого сложного в гидрологическом отношении бассейна этого явно недостаточно (Рис.2).
Некоторые посты имеют довольно длительные ряды наблюдений, достигающие шестидесяти и более лет. Однако на многих из них имеются перерывы в наблюдениях, а ряд районов до настоящего времени не освещен наблюдениями, хотя на основных реках бассейна имелись или имеются гидропосты. Ниже приведена схема бассейна реки с указанием постов наблюдений за стоком (рис.2).
водохранилище Щ створы
Рис.2. Схема расположения пунктов гидрохимического контроля Узгидромета в бассейне
р. Ахангаран.
В качестве основных контролируемых показателей приняты интегральные показатели качества воды характеризующий соответсвенно: минерализaция, ХПК и БПК5— содержание трудно окисляемыхми и легко окисляемых органических веществ, азотосодержащих загрязняющих веществ как индустриального, так и органического происхождения (нитраты, нитриты, ионы аммония). кроме того, изучалась ретроспектива и фактические концентрации из ионов тяжелых металлов - ионы меди, цинка и железа.
Выбор вышеперечисленных показателей основан на изучении ретроспективы, современного состояния и прогнозов качества поверхностных вод бассейна рек, статистическим анализом обширного материала, опубликованного в ежегодниках Узгидромета и собственных исследований.
Таблица 3. Основные контролируемые показатели воды.
№ Показатели Норматив (ПДК)
1 ХПК 15 мг/дм3
2 БПК 3 мг/ дм3
3 Аммонийный азот 0,39 мг/ дм3
4 Нитраты 9,1 мг/ дм3
5 Нитриты 0,02 мг/ дм3
6 Медь 1 мгкг/ дм3
Для исследования качества воды реки Ахангаран было установлено три основных створа не реке от её верхнего течения до устья.
Створ №1 - у дюкера Ташканал, он расположен выше сбросов промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод городской канализации.
Створ №2 - нижний бьеф Туябугузского водохранилища; установлен на участке реки ниже сброса с производственных стоков АГМК, смешанных с хозяйственно- бытовыми сточными водами г. Ахангаран.
Створ №3 -пгт. Солдатское, установлен в устьевом участке реки Ахангаран, выбран для характеристик и качества воды реки перед её впадением в Сырдарью.
Наблюдения за химическим составом воды р. Ахангаран начаты с начало 50х годов прошлого века. Но тогда отбирали 4-6 проб воды в год на химический анализ, и только с
1975 года начали отбор проб ежемесячно. Поэтому нами рассмотрен 30 летний период наблюдений за химическим составом воды р.Ахангаран с 1991 по 2021 гг.
Анализ пространственного (по длине реки) распределения загрязняющих веществ представляет наибольший интерес, поскольку позволяет вывить наиболее загрязненные участки, предположить возможные источники загрязнений и в дальнейшем их идентифицировать и, кроме того, предложить мероприятия по защите от загрязнения или очистке.
Изучая изменение концентраций трудноокисляемых органических веществ по длине реки Ахангаран удалось выявить участки, на которых сосредоточены источники поступления таких веществ, и участки реки, на которых происходит улучшение качества поверхностных вод. Так, можно с достаточной степенью уверенности говорить о достаточно сильном влиянии города Ангрен, Алмалык, Ахангаран и его промышленной зоны на качество поверхностных вод и, в частности, на увеличение содержание тяжелых металлов и органических соединений.
На рис. 3. выделяются, что по длине реки увеличивается концентрации загрязняющих веществ. Причем, зона городов Алмалыка, Ахангаран вносят наибольший вклад в загрязнение поверхностных вод. Среднегодовое значение ХПК не превышали для створов у пгт. Солдатское -10,30 мг/дм3.
- концентрация ЗВ; -ПДК;
Рис.3. Динамика изменения среднемноголетней концентрации ЗВ по длине.
р. Ахангаран (1990-2021гг.): створы: 1-. у дюкера Ташканал, 2- н/б Туябугузского
водохранилища;.3- п.г.т. Солдатское.
На рис.3. представлена динамика изменения по длине реки Ахангаран среднемноголетних значений загрязняющих веществ. Во всех пробах за период исследований не отмечалось увеличение содержания в речной воде концентрации ХПК, БПК, азота аммония, нитратов и нефтепродуктов.
Анализируя визуальную информацию, можно с большой долей вероятности предположить, что именно на отрезке реки от створа у дюкера Ташканал до створа пгт. Солдатское в реку поступает наибольшее количество нитритов, меди и фенолов.
Повышенное содержание нитритов в створе пгт. Солдатское может быть вызвано как сбросами загрязненных стоков, так и интенсивными процессами нитрификации -денитрификации. Более того, принимая во внимание особенности хозяйственной деятельности на этом участке реки можно предположить, что основными источниками таких органических веществ является промышленность и коммунально-бытовое хозяйства. То есть, наибольший вклад в загрязнение реки органическим веществами на этом участке вносят именно эти две отрасли. Кроме того, динамика изменения нитритов в среднем и нижнем течении показывает на наличие некоторой свободной емкости поглощения и наличие самоочищающей способности реки.
Ретроспективный анализ данных и результатов наших исследований, показывают, что
река Ахангаран практически на всем своем протяжении была загрязнена меди(
Таблица 1. Пределы колебаний ЗВ в воде реки Ахангаран за 1990-2021 гг.
Гидростворы минерализация ХПК БПК нитриты медь
S3 S 3 S S3 S ä S Й S 3 S й S ä S S3 S 3 S
У дюкера Ташканал 131,5 625,8 1,2 9,76 0,28 2,04 0,003 0,069 0,01 8,0
Н/б Туябугузского водохранилища. 199,8 617 1,6 10,3 0,18 2,73 0,002 0,056 0,01 7,6
Пгт.Солдатское 427,75 964,3 3,3 18,74 0,77 3,43 0,003 0,07 2,1 8,1
рис.3).
Изменение концентраций ЗВ по длине реки показывает, что наиболее урбанизированные участки реки вносят наибольший вклад в загрязнение поверхностных вод тяжелыми металлами. Тенденция повышения концентрации меди, начиная со створа у дюкера Ташканал до створа пгт. Солдатское, сигнализирует о недостаточно надежной защите водного источника от попадания в него этого вида загрязнений.
Анализ динамики изменения концентраций меди по длине реки позволяет сделать предположение о наличии крупных источников этих загрязнений по крайней мере перед створом н/б Туябугузского водохранилища и пгт. Солдатское
Более того, после створа н/б Туябугузского водохранилище происходит повышение концентрации фенолов, что сигнализирует о наличии их дополнительных источников на этом участке. ((рис.3)
Пожалуй, столь же яркая картина, позволяющая локализовать источники поступления загрязняющих веществ, как и в случае с медью характерна для фенолов. В верхнем течении реки есть источники этих загрязнений, но они не оказывают катастрофического воздействия на качество вод. Напротив, в среднем течении, при прохождении реки по урбанизированным территориям, концентрация фенолов и нитритов и меди возрастает
Весьма специфична картина пространственного распределения концентраций ионов меди по длине реки. Высокое содержание этих загрязняющих веществ в створе, в котором, казалось бы, они не должны обнаруживаться или по крайней мере не должно обнаруживаться их высоких концентраций, может свидетельствовать либо о естественном (природном) загрязнении, либо об особом источнике поступления ионов меди в поверхностные воды. Это могут быть как заброшенные выработки, так и хвостохранилища старых горнодобывающих и обогатительных предприятий.
Что касается резкого увеличения концентрации ионов меди в створе нижний бьеф Туябугузского водохранилища (№2)., то это увеличение, по всей видимости, связано с сбросами промышленных сточных вод на этом участке, либо со старыми накопителями сточных вод, содержащих высокие концентрации ионов меди на промышленных площадках города Алмалыка и возможными их протечками, в том числе фильтрационными потерями. Если принять во внимание возраст накопителей, геологию основания и тесную связь поверхностного и подземного потоков реки Ахангаран, то появление повышенных концентраций ионов меди в створе н/б Туябугузского водохранилища не выглядит неожиданным.
Распределение азотосодержащих загрязнений, включая загрязнения минерального и органического происхождения в условиях река Ахангаран следует рассматривать совместно, вследствие ранее указанных причин, а именно высокой турбулентности потока и как следствие, высокого содержания растворенного кислорода, который при определенных условиях принимает участие в процессах нитрификации - денитрификации, которые в свою очередь, ведут к снижению содержания определенных видов азотосодержащих веществ. Так, на всем протяжении реки наблюдается стабильное понижение концентраций нитратного азота от створов верхнего течения к устью. Причем, можно выделить как участки, на которых сосредоточены источники загрязнений так и участки относительно "чистые".
На основе анализа изменений концентраций нитритного азота в поверхностных водах р. Ахангаран можно с определенной долей уверенности говорить о том, что основные источники загрязнений этой формой азотосодержащих загрязняющих веществ сосредоточены на участке реки выше створа н/б Туябугузского водохранилища и выше Солдатское.
Постоянное увеличение концентраций от верхних створов к нижним, начиная от Ангрена в направлении г. Ахангарана, со всей определенностью свидетельствует о постоянном нарастании объемов поступления в поверхностные воды загрязнений содержащих нитритные формы азотосодержащих веществ (рис.3).
Принимая во внимание, что основным источником таких загрязнений в условиях бассейна реки Ахангаран являются сточные воды, содержащие фекальные загрязнения, можно говорить о неудовлетворительной защите поверхностных вод от поступления в них неочищенных или плохо очищенных стоков коммунального хозяйства.
Рис.4. Влияние антропогенной деятельности на русло реки Ахангаран.
Рис.5. Незаконные постройка на водоохраной зоне реки.
Выявлено заметное увеличение нитритов по длине реки ниже сбросов н/б Туябугузское водохранилище. Чтобы выяснить причину этого, по данным натурных следований объекта нами выявлено вмешательство в естественное русло хозяйственных объектов в водоохраной зоне реки Ахангаран. На водоохраной зоне реки Ахангаран действует неорганизованные карьеры, небольшие фермы, дачные хозяйства, места отдыха «дикарями, которые отрицательно влияют на экологическое состояние русло реки (рис.4).
Выводы. Изучение нами результатов предыдущих исследований, а также ретроспективы качества поверхностных вод, анализ и рекомендации Министерство экологии, охраны природы и изменение климата были использованы при определении загрязнений, характерных для бассейна реки Ахангаран. Так, оказалось, что при прочих равных условиях наибольшее внимание следует уделять загрязнениям, а именно: фенолов, меди и нитритным формам азотосодержащих веществ.
Изучение характерных для бассейна реки Ахангаран загрязняющих веществ, характера их распределения, величин концентраций и необходимости и очередности проведения мероприятий по защите и предотвращению поступления загрязняющих веществ в поверхностные воды позволило определить наиболее важные из них и определить направления дальнейших детальных исследований. Так, нам представляется наиболее актуальным обратить особое внимание на картину распространения нитритов, Qurilish va Ta 'lim ilmiy jurnali 3-jild, 6-son https://jurnal. qurilishtalim. uz
поскольку наибольшие относительные изменения с точки зрения флуктуаций и увеличения абсолютных значений концентраций за последние 15 - 20 лет произошли именно с этими веществами.
Поступление загрязняющих веществ от неконтролируемых (распределенных) источников играет определенную роль в общем балансе выноса веществ с водосборной территорий, влияние поверхностного стока городских территорий и промышленных площадок
ЛИТЕРАТУРА
1. Верещагина.Н.Г., Рахматова Н.И., Щетинников А.А. О химическом составе донных отложений и их роли в загрязнении и самоочищении поверхностных вод. Труды НИГМИ. Вып. (252). - Ташкент- 2009. - С.102
2. Видинеева Е.М, Толкачева Г.А., Верещагина Н.Г. О тенденциях загрязнения тяжелыми металлами речных вод Чирчик-Ахангаранского бассейна. Труды НИГМИ Выпуск 1(246). Проблемы эколгической безопасности Узбекистан. Т.2006г.с.102-109
3. Ежегодник «Качества поверхностных вод на территории деятельности Узгидомета». Т.: 1991-2021 гг.
4. Духовный В.А., Рузиев И.Б., Николаенко В.А. Современное состояние природной среды Чирчик-Ахангаранского бассейна и мероприятия по ее охране. /Сборник научных трудов САНИИРИ., Ташкент 2006. 46-55с.
5. Караушев А. В. Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. -с 187.
6. Келгинбаев А.А., Аллаберганов Р.Д и др. Индустриальная зона «Ангрен». Экологические аспекты. Экология хабарномаси. №5/6(145). Т. 2013, с.78
7. Никаноров А.М., Жулидов А.В. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. СПб. Гидрометеоиздат, 1991. -с.312.
8. Методическое указание по утверждению предельно допустимых сбросов веществ, поступающих в водные объекты со сточными водами. М.: 1982-с 49.
9. Национальный доклад о состоянии окружающей природной среды и использование природных ресурсов в Республике Узбекистан. Ташкент. -2013. -с. 59.
10. Рубинова Ф.Э. Иванов Ю.Н. «Качества воды рек бассейна Аральского моря и его изменение под влиянием хозяйственной деятельности. Т.: 2005. 185 с.
11. Соколов А.А. Вода: Проблемы на рубеже XXI века. - Л. Гидрометеоиздат. 1986. -с.84
12. Торянникова Р.В., Ли Д.Е., Саипова О.В., Нишонов Б.Э. Мониторинг загрязнения донных отложений водоёмов Ташкентской области Узбекистана тяжелыми металлами. Труды НИГМИ Выпуск (246). Проблемы экологической безопасности Узбекистана. НИГМИ 2006. 34-44
13. Чембарисов И.Э. , М.Н.Рахимова. Гидрохимические особенности рек Чирчик и Ахангаран //Вестник мелиоративной науки. Коломна.:- 2020. - №3. - 117-122 с.
14. Шикломанов И. А. Влияние хозяйственной деятельности на речной сток. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - с.333
15. Щульц В.Л. Реки Средней Азии. - Гидрометеоиздат. -1965.692с.
