CC BY
113
Локтионова Е.Г., Болонина Г.В., Яковлева Л.В.
Астраханский государственный университет Е-mail: [email protected]
МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ФЕНОЛАМИ, НЕФТЕПРОДУКТАМИ И СИНТЕТИЧЕСКИМИ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ ВНУТРЕННИХ ВОДОЕМОВ г. АСТРАХАНИ
В статье рассматривается загрязнение внутренних водоемов г. Астрахани фенолами, синтетическими поверхностно-активными веществами, нефтепродуктами. Мониторинговые исследования проводились в течение пяти лет и выявили неблагоприятную экологическую обстановку на изучаемых водоемах.
Ключевые слова: качество воды, внутренние водоемы, химическое загрязнение, фенолы, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), нефтеуглеводороды.
Урбанизированные территории характеризуются интенсивным воздействием на окружающую среду не только в пределах селитебной территории, но и далеко за ее пределами, приводящим к нарушению экологического равновесия и возникновению ситуаций разной степени напряженности. Одним из элементов природной субсистемы таких территорий, испытывающих наибольший антропогенный пресс, являются природные воды. Сильное антропогенное воздействие приводит к ухудшению качества воды, к нарушению структурно-функциональной организации водных экосистем, снижению водохозяйственного, рыбохозяйственного и рекреационного состояний водоемов. Внутригородские водоемы являются примером водных объектов, подвергающихся значительной антропогенной нагрузке в связи с интенсивным развитием городской инфраструктуры.
Астрахань, крупный промышленный, торговый и культурный центр, речной и морской порт, - единственный город России, расположенный в аридной зоне. Основное русло р. Волги пересекает город с северо-запада на юго-восток, затем на юго-запад. Наибольшая ширина наблюдается на участке, где от р. Волги отделяются рукава Кривая и Прямая Болда. В этом месте русло разделяется островом Городским на два рукава: Городской (левый) и Трусовский (правый). Наибольшая ширина острова 800 м, средняя ширина левого рукава 400 м, правого около 800 м. При отделении рукава Царев Волга сужается до 600 м, а ниже - у р. Кизань -вновь расширяется до 1200 м. Глубина на разных участках изменяется от 5-7 до 23 м. Левый берег р. Волги пологий, правый - крутой и об-
рывистый. Помимо естественных, в городе имеется несколько водоемов, созданных человеком. Это канал Варвация (Канал им. 1 Мая), Приволжский затон, представляющие собой водоемы коммунально-бытового назначения, и Золотой затон, предназначенный для отстойки и ремонта судов различного типа.
Неблагоприятное состояние поверхностных вод территории города связано не только с тем, что в границы города поступает вода, испытавшая нагрузку от воздействия промышленно-бытовых стоков, но и с поступлением в естественные водоемы неочищенных ливневых стоков. Самоочищение же природным путем длится, как правило, годами и десятилетиями.
Вдоль обоих берегов р. Волги расположены строения города, имеются сбросы от очистных сооружений канализации и промышленных предприятий. Основными загрязнителями в акватории Астрахани являются предприятия жилищно-коммунального хозяйства. Самые крупные из них Южные очистные сооружения канализации (сброс 29,021 млн м3 загрязненных сточных вод) и Северные (сброс 30,36 млн м3 загрязненных сточных вод в год), Правобережные очистные сооружения (6,149 млн м3). Также загрязнителями природных речных вод являются: речной флот, промышленные предприятия, предприятия по добыче и переработке углеводородного сырья, пищевая промышленность, стекольный и судоремонтный завод, предприятия жилищно-коммунального хозяйства. Большинство крупных промышленных предприятий сосредоточены в г. Астрахани - 172 промышленных и 132 автотранспортных предприятий, пять предприятий теплоэнергетики, оказывающих
негативное влияние на состояние окружающей среды.
Целью наших исследований является определение загрязненности внутренних водоемов города Астрахани в 2004-2008 гг. неф-теуглеводородами, фенолами, СПАВ.
Краткая экологическая характеристика этих загрязняющих веществ приведена в таблице 1.
Пробы отбирались в 7 объектах: река Волга (17-ая пристань, речной вокзал); рукав Царев (дамба); Приволжский затон (железнодорожный мост); рукав Прямая Болда (центральный стадион); канал 1 Мая (мост по улице Кирова); Золотой затон (район ОАО «КаспрыбХолодФ-лот»); рукав Кутум, Красный мост (р-н рынка Большие Исады) (рис. 1). Данные точки являются традиционными для проведения экологического мониторинга [4].
Исследования по определению содержания некоторых органических веществ проводили по стандартным методикам [3]. Результаты проведенных исследований показывают превышение концентраций ПДК данных загрязнителей в точках наблюдения (таблицы 2-4).
Результаты исследования
Во все годы исследований наблюдалось загрязнение внутренних водоемов фенолами. Наиболее высокий уровень загрязнения отмечался в 2005 г. летом в рукаве Кутум, в районе рынка Большие Исады, летом 2007 г. в воде канала Золотой затон (7,1 мг/дм3). По сезонам года наибольшие концентрации фенолов регистрировались в весенний период, что можно объяснить соответственно таянием снегов и поступлением органических загрязнений с сельскохозяйственных угодий. В летний период высокие концентрации фенолов можно объяснить загрязнением водоемов бытовым мусором, высоким уровнем эвтрофирования водоемов вследствие их низкой проточности.
Наиболее высокие концентрации СПАВ отмечались в летние периоды в большинстве исследованных точек, что является следствием использования данных водоемов как мест отдыха горожан, как мест несанкционированной мойки автомобилей (рукав Болда).
Повышенные концентрации нефтепродуктов в городских водоемах регистрировались
Таблица 1. Характеристика и ПДК загрязняющих веществ в природной воде [1, 2, 3]
Вещество Характеристика, ПДК
Фенолы В естественных условиях фенолы образуются в процессах метаболизма водных организмов, при биохимическом распаде и трансформации органических веществ, протекающих и в водной толще, и в донных отложениях. Могут поступать со стоками предприятий нефтеперерабатывающей, лесохимической, коксохимической, сланцеперерабатывающей, анилинокрасочной, химико-фотографической промышленности и др. В поверхностных водах фенолы могут находиться в растворенном состоянии в виде фенолятов, фенолят-ионов и свободных фенолов. В незагрязненных или слабозагрязненных речных водах содержание фенолов обычно не превышает 20 мкг/ дм3. ПДК в водоемах для общественного и бытового использования - 0,001 мг/дм3.
СПАВ Поступает в водоем с бытовыми сточными водами в результате использования ПАВ в составе синтетических моющих средств (СМС) в быту, в прачечных; с промышленными сточными водами при производстве и в результате использования ПАВ и СМС в промышленности; с поверхностным стоком с сельскохозяйственных полей как результат использования ПАВ для эмульгирования пестицидов, а также с территорий, прилегающих к предприятиям, производящим СМС. Ухудшают кислородный режим в водоёмах и органолептические свойства воды. В слабозагрязненных поверхностных водах концентрация СПАВ колеблется обычно в пределах тысячных и сотен долей миллиграмма в кубическом дециметре. ПДК в водоемах для общественного и бытового использования -0,5 мг/дм3 (анионы).
Нефтеуглеводороды Большие количества нефтепродуктов поступают в поверхностные воды при перевозке нефти водным путем, со сточными водами нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, металлургической и других отраслей промышленности, с хозяйственнобытовыми водами. Некоторые количества углеводородов могут поступать в водоемы в результате прижизненных и посмертных выделений растительными и животными организмами. В незагрязненных нефтепродуктами речных и озерных водах их содержание может колебаться от 0,01 до 0,20 мг/дм3, иногда достигая 1-1,5 мг/дм3. Предельно допустимая концентрация нефтепродуктов в водоемах общесанитарного пользования равна 0,3 мг/дм3, в рыбохозяйственных водоемах - 0,05 мг/дм3.
в летний период 2005 г., 2008 г. в трех точках: рукав Кутум, канал Золотой затон, рукав Прямая Болда. Это можно объяснить соответственно наличием рынка (рукав Кутум), использованием водоема маломерными судами (канал Золотой затон).
Проделанная работа выявила неблагополучную экологическую ситуацию, сложившуюся в природных водах г. Астрахани. Высокий уровень антропогенной нагрузки на водные объекты города сам по себе представляет экологическую опасность, но еще большую опасность представляет тенденция его увеличения от года к году.
Для сохранения малых водоемов города необходимо своевременно выявлять и обезвреживать источники загрязнения, ограничить поступление неочищенных хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод, не допускать свалки мусора и других отходов по берегам водоемов в пределах водоохранных зон, запретить размещение гаражей, бензоколонок, стоянок автомототранспорта, мойку автомашин, строительство в водоохранной зоне зданий, вырубку кустарников и деревьев.
Предложенный комплекс природоохранных мероприятий в системе геоэкологического мониторинга внутригородских водоемов - за-
. . I . І • . • I .'У*'. г. „
.•Д\\Л*:*'•*.’• *;•:V* ‘ :*.® Волгоград ,
Стреле цкое'\ О
! :'• V: •' ‘•V.-
■у новолесныйМ
о Волгоград
ФР п
АСТРАХАНЬ
п Три \ Л Протока \
Г ' Начало' ґ V ~~7 гіО\Килинчи
Ч-. У/у
О.ЛрОіівгтиірЬмй ' ■ 'ЩР' ПОСЫПНОЙ
^вокучерга^а^Г.^ н^и«но№Г°Р
£2/04-- ~ " 1 ^ СОВЕТ С КИ й —^ І'біеорХ. V—<Д\>
^.Кирпичный Тостюбе Г\ >/
^ завод №1 №
У'ТЕвпраксЬно/
/ . Ґ\ І І / \ I
Красные Баррикады
в Низ/тр/^-
Ха ра гали ..
'а?.5^^э»?ов<га''\\чЧ\ 1 х Яксатово ' ____ ///і .
Фунтово '--л\/// ПЬ—
Ильинка ^
мл і и V \лл. Фунтово
\ г
Волго-Каспийский
Чг/У
МІ
^ £-Х
в^Намызян -уУ?
\£/Ьч
Весёлая \ і -,,л Грива Л /
1) рук. Прямая Болда; 2) р. Волга, 17-я пристань; 3) канал им. 1 Мая; 4) рук. Кутум; 5) Приволжский затон; 6) рук. Царев; 7) канал Золотой затон (район ОАО «КаспрыбХолодФлот»)
Рисунок 1. Пункты отбора проб
Таблица 2. Содержание СПАВ в воде внутренних водоемов г. Астрахани, мг/дм3
Время отбора проб Канал им.1 Мая (мост по ул. Кирова) р. Волга (17-я Пристань) Приволжский затон (железнодорожный мост) Рукав Царев (дамба) Рукав Кутум (район рынка Большие Исады) Канал Золотой затон (район ОАО «Каспрыб-ХолодФлот») Рукав Прямая Болда (район Центрального стадиона)
2004
весна 0,05±0,01 0,03±0,01 0,02±0,01 0,02±0,01 0,02±0,01 0,02±0,01 0,10±0,01
лето 0,10±0,01 0,07±0,01 0,02±0,01 0,04±0,01 0,09±0,01 0,07±0,01 0,10±0,01
осень 0,10±0,01 0,25±0,02 0,04±0,01 0,03±0,01 0,06±0,01 0,10±0,01 0,10±0,01
2005
весна 0,06±0,01 0,04±0,01 0,01±0,01 0,02±0,01 0,06±0,01 0,04±0,01 0,09±0,01
лето 0,08±0,01 0,06±0,01 0,20±0,01 0,02±0,01 0,10±0,01 0,10±0,01 0,60±0,04
осень 0,08±0,01 0,21±0,02 - 0,10±0,01 0,26±0,02 0,18±0,01 0,10±0,01
2006
весна 0,10±0,01 0,04±0,01 0,01±0,00 0,04±0,01 0,08±0,01 0,05±0,01 0,02±0,01
лето 0,20±0,01 0,06±0,01 0,17±0,01 0,05±0,01 0,20±0,01 0,18±0,01 0,40±0,03
осень 0,06±0,01 0,21±0,02 0,03±0,01 0,16±0,01 0,09±0,01 0,10±0,01 0,19±0,02
2007
весна 0,05±0,01 0,04±0,01 0,01±0,00 0,02±0,01 0,03±0,01 0,02±0,01 0,06±0,01
лето 0,10±0,01 0,07±0,01 0,12±0,01 0,06±0,01 0,35±0,02 0,27±0,02 0,36±0,03
осень 0,07±0,01 0,23±0,02 0,02±0,01 0,20±0,01 0,10±0,01 0,09±0,01 0,10±0,01
2008
весна 0,07±0,01 0,04±0,01 0,09±0,01 0,02±0,01 0,05±0,01 0,03±0,01 0,07±0,01
лето 0,20±0,01 0,06±0,01 0,22±0,02 0,05±0,01 0,13±0,01 0,17±0,01 0,56±0,04
осень 0,06±0,01 0,20±0,01 0,02±0,01 0,23±0,02 0,11±0,01 0,10±0,01 0,15±0,01
Таблица 3. Содержание нефтеуглеводородов в воде внутренних водоемов г. Астрахани, мг/дм3
Время отбора проб Канал им.1 Мая (мост по ул. Кирова) р. Волга (17-я Пристань) Приволжский затон (железнодорожный мост) Рукав Царев (дамба) Рукав Кутум (район рынка Большие Исады) Канал Золотой затон (район ОАО «Каспрыб-ХолодФлот») Рукав Прямая Болда (район Центрального стадиона)
2004
весна 0,15±0,01 0,20±0,01 0,14±0,01 0,20±0,01 0,90±0,06 0,40*0,03 1,00*0,07
лето 0,51±0,04 0,31±0,02 0,17±0,01 0,20±0,01 2,60±0,18 2,20*0,15 2,10*0,14
осень 0,25±0,02 0,10±0,01 0,22±0,01 0,16±0,01 1,30±0,09 1,60*0,11 1,00*0,07
2005
весна 0,20±0,01 0,19±0,01 0,10±0,01 0,19±0,01 1,10±0,08 0,90*0,06 1,00*0,07
лето 0,35±0,02 0,30±0,02 0,20±0,01 0,23±0,01 1,90*0,13 2,00*0,14 1,50*0,11
осень 0,19±0,01 0,09±0,01 0,20±0,01 0,10±0,01 1,00±0,07 1,20*0,08 1,00*0,07
2006
весна 0,30±0,02 0,19±0,01 0,12±0,01 0,20±0,01 1,70*0,20 1,20*0,08 1,40*0,10
лето 0,40±0,03 0,29±0,02 0,22±0,01 0,31±0,02 2,30±0,16 2,00*0,14 1,80*0,13
осень 0,30±0,02 0,09±0,01 0,10±0,01 0,15±0,01 0,40*0,03 0,80*0,06 0,70*0,05
2007
весна 0,19±0,01 1,18±0,08 0,15±0,01 0,23±0,01 1,00*0,07 0,80*0,06 1,00*0,07
лето 0,25±0,02 0,30±0,02 0,25±0,02 0,30±0,02 2,00*0,14 2,30*0,16 2,00*0,14
осень 0,24±0,02 0,11±0,01 0,08±0,01 0,07±0,01 0,20*0,01 0,50*0,04 0,90*0,06
2008
весна 0,31±0,02 1,18±0,08 0,17±0,01 0,19±0,01 2,40*0,17 1,40*0,10 2,00*0,14
лето 0,42±0,03 0,34±0,02 0,27±0,02 0,29±0,02 1,70*0,12 2,10*0,15 1,80*0,13
осень 0,38±0,03 0,99±0,07 0,05±0,01 0,07±0,01 0,22*0,01 0,30*0,02 0,50*0,04
Таблица 4. Содержание фенолов в воде внутренних водоемов г. Астрахани, мг/дм3
Время отбора проб Канал им.1 Мая (мост по ул. Кирова) р. Волга (17-я Пристань) Приволжский затон (железнодорожный мост) Рукав Царев (дамба) Рукав Кутум (район рынка Большие Исады) Канал Золотой затон (район ОАО «Каспрыб-ХолодФлот») Рукав Прямая Болда (район Центрального стадиона)
2004
весна 3,00±0,21 3,50±0,25 2,00±0,14 5,00±0,35 4,00±0,28 3,00±0,21 1,00±0,07
лето 2,50±0,18 2,40±0,17 3,00±0,21 3,00±0,21 7,00±0,49 5,80±0,41 2,70±0,21
осень 2,00±0,14 1,90±0,13 1,50±0,11 2,60±0,18 3,00±0,21 3,60±0,25 2,00±0,14
2005
весна 2,60±0,18 3,30±0,23 1,90±0,13 4,00±0,28 5,00±0,35 4,20±0,29 2,20±0,14
лето 2,00±0,14 2,10±0,15 3,20±0,22 4,00±0,28 7,10±0,49 6,30±0,44 2,00±0,14
осень 1,80±0,13 1,70±0,12 1,20±0,08 2,00±0,14 3,40±0,24 3,00±0,21 2,00±0,14
2006
весна 2,00±0,14 3,30±0,23 2,10±0,14 6,00±0,42 7,00±0,49 6,00±0,42 1,80±0,13
лето 3,00±0,01 2,20±0,15 3,00±0,21 3,00±0,21 6,00±0,42 7,00±0,49 2,40±0,17
осень 1,50±0,11 1,68±0,12 1,00±0,14 2,10±0,14 2,10±0,14 3,20±0,22 1,80±0,13
2007
весна 3,00±0,21 3,70±0,26 2,30±0,16 3,00±0,21 6,00±0,42 5,30±0,37 1,90±0,014
лето 2,70±0,19 2,80±0,01 2,00±0,14 2,80±0,20 5,70±0,40 7,10±0,50 2,60±0,18
осень 1,00±0,14 2,00±0,20 1,00±0,07 1,90±0,13 2,50±0,18 3,10±0,21 1,00±0,14
2008
весна 3,10±0,21 3,50±0,25 2,80±0,20 3,00±0,21 6,00±0,42 5,00±0,35 2,00±0,14
лето 2,30±0,16 2,40±0,17 1,90±0,13 2,30±0,16 6,00±0,42 5,90±0,42 2,10±0,14
осень 1,40±0,10 1,70±0,12 1,00±0,07 1,70±0,12 2,00±0,14 2,90±0,21 1,30±0,09
лог обеспечения устойчивого экологического состояния аквальных комплексов.
Полученные на основе исследований количественные оценки антропогенного воздействия на состояние водных объектов служат
определяющим фактором обоснования выбора управленческого решения в системе рационального управления водными ресурсами урбанизированной территории.
05.10.11
Список литературы:
1. Орлов, Д.С. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении: Учеб. пособие / Д.С. Орлов, Л.К. Садовни-кова, И.Н. Лозановская. - М.: Высшая школа, 2002. - 334 с. - КВ№ 5-06-005558-2
2. Оценка и регулирование качества окружающей природной среды. Учебное пособие для инженера-эколога / под ред. А.Ф. Порядина, А.Д. Хованского. - М.: НУМЦ Минприроды России: Изд. дом «Прибой», 1996. - 350 с.
3. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши/ под общ. ред. А.Д. Семенова. - Л.: Гидрометоиздат, 1977. - 524 с.
4. Жижимова, Г.В. Экологическая оценка состояния внутренних водоемов города Астрахани / Г.В. Жижимова, Е.Г. Локтионова, Н.Х. Леднева // Проблемы региональной экологии. - 2009. - №2. - С. 99-101.
Сведения об авторах:
Локтионова Елена Геннадьевна, кафедра экологии, природопользования, землеустройства и безопасности жизнедеятельности Астраханского государственного университета, кандидат химических наук, доцент, e-mail: [email protected] Яковлева Людмила Вячеславовна, кафедра ботаники, почвоведения и биологии экосистем Астраханского государственного университета, доктор биологических наук, доцент 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, каб. 119, e-mail: [email protected] Болонина Галина Викторовна, кафедра географии, картографии и геоинформатики Астраханского государственного университета, кандидат географических наук 414056, г. Астрахань, ул. Шаумяна, 1, каб. 207, e-mail: [email protected]
UDC 504.064.36:574
Loktionova E.G., Yakovleva L.V., Bolonina G.V.
Astrakhan state university, e-mail: [email protected], [email protected] THE POLLUTION MONITORING OF PHENOLS, MINERAL OIL AND SYNTETIC SURFACE ACTIVE AGENTS IN ASTRAKHAN INTERNAL WATERS
The article deals with pollution of inland waters in Astrakhan with phenols, synthetic surface-active substances, petroleum products. Monitoring studies were conducted for five years and showed an unfavorable ecological situation in the studied reservoirs.
Key words: water quality, inland waters, chemical pollution, phenols, synthetic surface-active agents, oil hydrocarbons.
