Международный научный журнал «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»_ISSN 2410-6070_№ 4/2015
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 504.453 (504.4.054)
Н.С. Дега, к.г.н., доцент Ф.С. Байрамукова, магистрант М.С. Борлаков, магистрант Естественно-географический факультет Карачаево-Черкесский государственный университет имени У.Д. Алиева
г. Карачаевск, Российская Федерация
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГИДРОХИМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ВОДНОГО БАССЕЙНА Р. КУБАНИ НА ТЕРРИТОРИИ КАРАЧАЕВО-ЧЕРКЕССКОЙ РЕСПУБЛИКИ
Аннотация
Проведение гидрохимического мониторинга водного бассейна р. Кубани Карачаево-Черкесской Республики необходимо для получения информации о качестве воды и принятия решений по охране и рациональному использованию водных ресурсов. Режимные наблюдения за состоянием поверхностных вод республики позволили формализовать процесс анализа, обобщения, оценки аналитической информации о химическом составе воды, комплексно оценить степень загрязненности, качество воды и установить период наиболее интенсивного антропогенного воздействия на природные объекты водного бассейна р. Кубани.
Ключевые слова
Гидрография, гидрохимия, мониторинг, створы наблюдений, загрязненность воды, анализ, комплексная оценка, химические ингредиенты, комбинаторный индекс, класс загрязненности.
Наиболее доступной и привлекательной рекреационной территорией в горных районах, несомненно, является гидрографическая составляющая, создающая комфортные условия для соответствующих видов природопользования. Эта особенность гор становится основной причиной техногенного воздействия на бассейны рек, испытывающих существенные антропогенные нагрузки.
Гидрохимический мониторинг горных рек Карачаево-Черкесии проводился с целью получении информации о качестве вод, необходимой для осуществления мероприятий как по охране, так и по рациональному использованию водных ресурсов. Источниками загрязнения поверхностных вод региона являются неочищенные сточные воды, промышленные стоки предприятий, фекальные и бытовые воды жилых построек и туристических комплексов, смывы с дорог и мостов, сельхозугодий и др.
Основными задачами гидрохимического мониторинга являются:
• наблюдения за уровнем загрязнения поверхностных вод;
• выявление динамики изменения концентраций загрязняющих веществ в водоемах и выявление условий, при которых происходят резкие колебания уровня загрязнения, для обеспечения прогнозов загрязнения поверхностных вод;
• изучение закономерностей в процессах самоочищения поверхностных вод и накопление загрязняющих веществ в донных отложениях;
• определение характера выноса загрязняющих веществ через устьевые створы рек для определения баланса этих веществ в водоемах.
Река Кубань берет свое начало в высокогорной зоне КЧР и является главной водной артерией западной и северо-западной части северного склона Большого Кавказа. Интенсивное освоение прибрежных зон верховий бассейна р. Кубани многими отраслями экономики республики привело к загрязнению поверхностных вод. В связи с этим проведение геоэкологического мониторинга с целью сохранения водного бассейна представляет собой крайне важную задачу. Гидрохимический мониторинг осуществлялся на базе научно-исследовательской лаборатории геоэкологического мониторинга Карачаево-Черкесского государственного университета имени У.Д. Алиева и ФГУ «Кубаньмониторингвод».
Отбор проб проводился ежеквартально, в основные фазы водного режима (паводок, половодье, межень) из одиннадцати створов по течению реки (рис. 1), в соответствии с ГОСТами 17.1.05-85 и 515922000. Пробы отбирались точечным способом, т.е. единовременно отбирался необходимый объем воды в каждом створе. В системе гидрохимического мониторинга р. Кубани отбирались простые пробы, из открытого водоема, в среднем течении реки, с обязательным измерением метеорологических параметров.
Рисунок 1 - Схема размещения контрольных створов р. Кубань
Для комплексной оценки степени загрязненности воды в р. Кубань нами использовалась методика, основанная на расчете гидрохимических показателей [1]. В соответствии с методическими указаниями по каждому створу определялось 16 загрязняющих веществ, характерных для большинства поверхностных вод исследуемого региона: нефтепродукты, общее железо, фенолы, химическое потребление кислорода (ХПК), растворенный кислород, анионно-поверхностные вещества (АПАВ), нитриты, нитраты, сульфаты, хлориды, аммоний, биологическое потребление кислорода (БПК5), никель, цинк, марганец и медь. Из общего количества определяемых химических веществ, у 8 лимитирующий показатель вредности токсикологический. Эти вещества в больших концентрациях, могут оказывать прямое и токсическое воздействие на водоем, вызывая опасность заболеваний для населения. Остальные элементы относятся к санитарным и санитарно-токсикологическим показателям вредности. Определяемые показатели имеют III и IV классы опасности и их степень негативного воздействия на речную систему соответственно средняя или низкая [2].
Конструктивной особенностью метода комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям, является проведение на первом этапе детального покомпонентного анализа химического состава воды и его режима оценочных составляющих и последующее использование полученных оценочных составляющих на втором этапе для одновременного учета комплекса наблюдаемых ингредиентов и показателей качества воды.
Предварительная оценка степени загрязненности воды р. Кубань проводилась путем расчета коэффициента комплексности загрязненности воды (К). Коэффициент рассчитывался для каждого створа в отдельности и для исследуемого участка р. Кубани в целом. Для реки он составил 12,3%, что в соответствии с методическими рекомендациями послужило основанием применять методику, основанную на комплексной оценке качества воды [3].
Наиболее информативными комплексными оценками, получаемыми по данному методу, являются - удельный комбинаторный индекс загрязненности воды (УКИЗВ) и класс качества воды. Расчет комбинаторного индекса загрязненности воды проводят в 2 этапа: сначала по каждому изучаемому ингредиенту и показателю загрязненности воды, затем рассматривается одновременно весь комплекс загрязняющих веществ и выводится результирующая оценка.
Расчет комбинаторного индекса загрязнения воды проводят в соответствии с методическими указаниями [1] и заносят в таблицу (табл. 1). По каждому ингредиенту за расчетный период времени для выбранного объекта исследований определяются следующие характеристики:
Таблица 1
Расчет комбинаторного индекса загрязненности воды р. Кубани -створ 10 (ниже г. Черкесска)
Ингредиенты и показатели загрязненности Число определений Число определений, превышаю щих ПДК Повторяемость случаев превыше-ния ПДК Частный оценочный балл Sai Кратность превышения ПДК Среднее значе-ние кратности превышения ПДК Частный оценочный балл S* Обобщенный оценочный балл Si
Нефтепродукт ы 4 0 0 0 0 0 0 0
Feобщ. 4 3 75 4 1,21+5,45+ 1,18= 7,84 2,61 2,08 8,32
Фенолы 4 1 25 2,75 1,3 1,3 1,3 3,58
ХПК 4 1 25 2,75 1,34 1,34 1,34 3,68
Растворенный кислород 4 0 0 0 0 0 0 0
АПАВ 4 0 0 0 0 0 0 0
»О 4 0 0 0 0 0 0 0
4 1 25 2,75 1,66 1,66 1,66 4,57
4 0 0 0 0 0 0 0
яо]- 4 0 0 0 0 0 0 0
а- 4 0 0 0 0 0 0 0
БПК5 4 2 50 4 1,895+ 1,87= 3,765 1,88 1,88 7,52
Никель 1 0 0 0 0 0 0 0
Цинк 4 1 25 2,75 1,1 1,1 1,1 3,025
Марганец 4 4 100 4 3,2+2,36+7 ,2+2,44= 15,2 3,8 2,225 8,9
Медь 4 4 100 4 1,8+1,6+ 3,2+3,9= 10,5 2,625 2,09 8,36
Комбинаторный индекс загрязнения воды Sa 47,95
Удельный комбинаторный индекс загрязнения воды S'a 3,0
1. Повторяемость случаев загрязненности, т.е. частота обнаружения концентраций, превышающих ПДК. По значению повторяемости загрязненности рассчитывается частный оценочный балл (Sai) и определяется характер загрязненности по устойчивости загрязнения.
2. Среднее превышение кратности ПДК (Pi), рассчитывается только по результатам анализа проб, где такое превышение наблюдалось. По значению кратности превышения ПДК рассчитывается частный оценочный балл S^ и определяется уровень загрязненности воды, который изменяется от низкого до
экстремального.
3. Обобщенный оценочный балл Si рассчитывается как произведение частных оценочных баллов и дает возможность учесть одновременно значения наблюдаемых концентраций и частоту обнаружения случаев превышения ПДК по каждому ингредиенту.
4. Критическим показателем загрязненности считается такой показатель, для которого Si >9, т.е. когда наблюдается устойчивая либо характерная загрязненность высокого или экстремально высокого уровней загрязненности и вода по своему качеству оценивается как «очень грязная» или «экстремально грязная».
5. Удельный комбинаторный индекс загрязнения определяется путем расчета среднего значения обобщенных оценочных баллов. Значение УКИЗВ может варьировать от 1 до 16. Большему значению индекса соответствует худшее качество воды. Классификация воды, проведенная на основе УКИЗВ, позволяет разделять поверхностные воды на 5 классов в зависимости от степени их загрязненности:
1-й класс - условно чистая;
2-й класс - слабо загрязненная;
3-й класс -загрязненная;
4-й класс - грязная;
5-й класс - экстремально грязная.
Международный научный журнал «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»_ISSN 2410-6070_№ 4/2015
По результатам гидрохимического мониторинга высокогорные речные экосистемы остаются достаточно чистыми и соответствуют стандартам. В урбанизированных районах республики промышленные, хозяйственно-бытовые и сельскохозяйственные стоки существенно влияют на качество речных вод. Интенсивность влияния хозяйственной деятельности и степень воздействия антропогенной нагрузки на качество поверхностных вод бассейна р. Кубани усиливается по мере удаления от истока.
В целом кризисное состояние водных ресурсов приурочено к равнинной и предгорной части республики. Высокогорные части не так подвержены загрязнению, что объясняется уменьшением влияния антропогенного фактора и нормализацией естественно-природного режима функционирования экосистем
[4].
Результаты гидрохимического мониторинга водного бассейна р. Кубани составляют аналитическую информацию для государственных органов и заинтересованных организаций в удобной, доступной для понимания, научно обоснованной форме, использование которой позволяет формировать общественное мнение, управлять водопользованием рекреационного района республики, контролировать баланс техногенной среды и природопользование водоохранной и водозащитной зон горных рек республики. Список использованной литературы:
1. Емельянова В.П., Лобченко Е.Е. РД 52.24.643-2002 Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. Депон. М., 2004. - 20 с.
2. Приказ № 20 от 18 января 2010 г. «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения». М.: Федеральное агентство по рыболовству, 2010. - 150 с.
3. Dega N., Onishchenko V., Baychorova E. Ekologo-geografichesky monitoring of the upper segment of the Kuban River // Proceedings of the 4th European Conference on Innovations in Technical and Natural Sciences. «East West» Association for Advanced Studies and Higher Education GmbH. Vienna. 2014. P. 138-145.
4. Аджиев Р.А. Анализ качества поверхностных вод, формирующих бассейн реки Кубань на территории Карачаево-Черкесской Республике // Карачаево-Черкесская республика. Устойчивое развитие: опыт, проблемы, перспективы. М.: Институт устойчивого развития Общественной палаты РФ / Центр экологической политики и культуры, 2013. - С. 52-55.
©Н.С. Дега, Ф.С. Байрамукова, М.С. Борлаков, 2015
УДК 911.5+913
З.Н. Дорошева, к.б.н., доцент Географический факультет, БашГУ г. Уфа, Российская Федерация Р.Р. Идрисова, магистрант , 2 курс Географический факультет, БашГУ г. Уфа, Российская Федерация
ИСТОРИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ РЕКРЕАЦИОННОГО ЛАНДШАФТА И ЕГО ИЗМЕНЕНИЯ, ПРОИСХОДЯЩИЕ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЧЕЛОВЕКА.
Аннотация
Антропогенное воздействие на ландшафт усиливается, поэтапно начиная с верхнего палеолита. Рекреационный ландшафт изменяется в связи с техногенным воздействием и повышенной рекреационной нагрузкой.
Ключевые слова: рекреация, антропогенное воздействие, ландшафт.
Проблемы взаимоотношений природы и человека древние, как само человечество. Человек всегда нуждался в природных компонентах среды обитания и чем больше в процессе эволюции человека антропогенезировался ландшафт, тем больше нуждался человек в рекреации, которую обеспечивает рекреационный ландшафт. Поэтому в процессе эволюции техногенной цивилизации человечества
172