Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 26 июля, печатный экземпляр отправим 30 июля
Опубликовать статью

Молодой учёный

Оценка антропогенной нагрузки Москвы на гидросферу

Научный руководитель
Экология
15.10.2024
110
Поделиться
Библиографическое описание
Асадуллин, Т. Ф. Оценка антропогенной нагрузки Москвы на гидросферу / Т. Ф. Асадуллин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2024. — № 42 (541). — С. 62-65. — URL: https://moluch.ru/archive/541/118329/.


В статье рассматривается антропогенное воздействие на гидросферу Москвы, в частности влияние на подземные воды и водоемы. Проанализированы изменения уровня, температуры и химического состава грунтовых вод. Рассмотрены основные факторы загрязнения водоемов сточными водами и их влияние на состояние водных объектов. Проведенный анализ проб позволил говорить о довольно высоких температурных показателях воды; аммиачному запаху внизу по течению реки Москвы от города при удовлетворении нормативам концентрации загрязнений.

Ключевые слова: антропогенное воздействие, мегаполис, грунтовые воды, сточные воды, концентрация химических веществ.

Москва, будучи одним из крупнейших мегаполисов мира, оказывает значительное воздействие на гидросферу. В условиях урбанизации и интенсивного развития инфраструктуры актуализируется проблема понимания текущих изменений в экологическом состоянии подземных вод и водоемов города. Данная статья направлена на исследование основных факторов, влияющих на гидросферу Москвы, с акцентом на подземные воды и водоемы.

Воздействие мегаполиса на важнейшие характеристики состояния грунтовых вод идет по трем направлениям: изменение уровня вод; температуры и химического состава. Произведенные в 2021 г. замеры при помощи скважин и бытовых колодцев показали, что около 30 % Московской территории подтоплены и имеют высокий уровень грунтовых вод (далее ГВ), составляющий 3 метра от поверхности; при этом уровень ГВ в большинстве точек наблюдения имеет тенденцию снижения в 7,4 сантиметра ежегодно в последние 10 лет. Причиной этому могли послужить климатические сдвиги, уборка и вывоз снега, быстрый рост площадей застройки и асфальтирования, усовершенствование дренажей и ливневых канализаций и компенсация существующих гидродинамических депрессий, которые были вызваны чрезмерной эксплуатацией вод в прошлом [1].

Наличие и состояние искусственных покрытий и коммуникаций значительно определяют температуры ГВ: замеры в скважинах, колодцах и родниках показали, что в 40 % скважин, 32 % колодцев и 23 % родниках выявлено тепловое загрязнение. Превышений температуры было выявлено в долинах Москвы-реки и реки Яузы. Это обусловлено приповерхностным залеганием грунтовых вод и песчаным составом водоносных слоев на этих территориях. Другие очаги распространения теплового загрязнения находились в центре города на застроенных территориях и вблизи промышленных предприятий.

Химический состав грунтовых вод меняется по большей части при попадании сточных вод в почву. В загрязнении преобладают нефтепродукты, аммоний и хлориды. Исследование химического состава грунтовых вод по 100 скважинам, 64 бытовым колодцам и 146 родникам выявило, что средняя концентрация нефтепродуктов в Москве снизилась на 12 % по сравнению с предыдущим годом (2021–2020 гг.), вторя тенденции, продолжающейся 11 лет. Аналогично произошло снижение концентрации аммония; незначительно (на 2 %) — средняя концентрация хлоридов. При анализе других показателей химического загрязнения тоже прослеживается общая тенденция понижения концентраций: причинами этого являются реорганизация ряда производств в черте города в социальный фонд и уменьшение поступления загрязняющих веществ от транспорта.

Сточные воды оказывают наибольшее влияние на состояние водоемов Москвы. В урбанизированных районах с высоким автомобильным трафиком формируется поверхностный сток, содержащий органические вещества, нефтепродукты и металлы. В жилых районах с частной застройкой характерно повышенное содержание аммонийного азота, попадающего в водоемы из плохо очищенных канализационных стоков. Анализ вод в Косинских озерах (Черное, Белое и Святое) в ООПТ ПИП «Косинский» в Москве показал, что в двух исследованных озерах состояние воды было “условно чистым” (Черное и Белое), в Святом — «слабо загрязненное». Во всех обследованных объектах обнаружено загрязнение низкого и среднего уровня органическими веществами [1].

Московские водотоки в наибольшей степени имплементированы в инфраструктуру города через организацию входов малых рек и ручьев в водосточную сеть, использования для целей водоотведения и дренажа, производства судоходства и пр. Для сохранения прибрежных экосистем крупных рек Москвы, испытывающих большую нагрузку, правительство города создает особо охраняемые природные территории регионального значения. На территории Новой Москвы большинство водных объектов сохранили способность к естественному самовосстановлению: имеют открытое русло, естественные берега и сохранившиеся пойменно-долинные комплексы.

За последние 10 лет в Москве-реке и реке Яузе в центральной части города концентрация нефтепродуктов в воде упала на 32 % и 23 % соответственно. Наблюдается также снижение концентрации аммонийного азота на 38 % в нижнем течении Москвы-реки.

Малые реки — притоки Москвы-реки более подвластны антропогенному воздействию: по данным исследования 2021 года, вода в устьях малых рек относится к «слабо загрязненной» и «загрязненной», в ней превышено ПДК органических веществ, и она характеризуется повышенным содержанием железа, марганца, легко окисляемой органики, взвешенных веществ и нефтепродуктов. В тоже же время отмечается, что показатели загрязненности ниже, чем отмечались в 2011 г.

С целью оценки текущего воздействия мегаполиса на гидросферу, было проведено исследование Москвы-реки выбором трех точек для отбора проб: вверх по течению от города, в центральной части города и внизу по течению от города. Отбор, транспортировка и хранение проб проводилось по ГОСТ 31861–2012 «Общие требования к отбору проб воды». Пробы отбирались вручную и хранились в пластиковых бутылках объёмом 500 миллилитров в холодильнике при температуре 2–5 ° С (для тестов на кислотность и щёлочность); тестирование происходило в течение 24 часов после отбора проб. Сразу после отбора проб проводился органолептический анализ, замеры температуры и тест на pH.

Процесс тестирование проб проходил в лабораторных условиях при помощи тест-комплектов «Карбонаты, щёлочность» и «Хлориды» [2].

Климатические условия отбора проб и местоположение объектов водного анализа представлены в таблице 1.

Таблица 1

Описание и погодные условия маршрутов

Период отбора

t воздуха

Скорость ветра и направление

Влаж - ность, %

Атмосферное давление (мм.рт.ст.)

Наличие осадков накануне

Облачность

04.11.23 13:30; село Петрово-Дальнее, 33 метра на Юго-Восток от моста через Москву-реку

Координаты: 55° 74 37 с.ш. 37° 17 21 в.д.

3°С

5 м/с;

северо-западное

77

760

-

высокая

03.11.23 в 15:30;

Москва

Краснопресненская набережная, 80 метров на Юго-Восток от здания «Ривер Тауэр». Координаты: 55° 75 06 с.ш. 37° 55 04 в.д.

6°С

1 м/с; северное

73

763

-

низкая

03.11.23 13:50;

сельское поселение Развилковское, 300 метров на Юго-Восток от Южного вокзала, 250 метров от МКАД; координаты: 55 62 03 с.ш. 37 79 39 в.д.

5°С

2 м/с; северо-восточное

75

763

-

высокая

Источник: составлено авторами.

Результаты исследований, проведенных в 2023 г. вместе с соответствующими ПДК и нормами, а также данными предыдущего исследования (2018 г.) представлены в таблице 2. Предыдущие пробы воды были отобраны в трехкратной повторности два раза в октябре 2014 г.: на удалении 1 км до места сброса воды в Москву-реку из КОС, в створе места сброса и через 300 м после сброса воды в Москву-реку. Химический анализ вод был проведен с использованием следующих методов исследования: потенциометрический метод для определения значений рН на иономере И-500, аргентометрический метод определения содержания хлорид-анионов, метод IСP-МS для определения концентраций основных макро-и микроэлементов на спектрометре Agilent 7500A, спектрофотометрический метод определения содержания водорастворимых фенольных соединений (метод Фолина-Чокальтеу, спектрофотометр Hach-Lange DR-2800). Отбор точек был определен точками мониторинга за состоянием КОС по данным «Докладов о состоянии окружающей среды в Москве» [1].

Таблица 2

Сравнение результатов анализа воды (2014 г.)

Показатель

2014 (исследов. в городе)

Проба до города

Проба в городе

Проба после города

ПДК культ.-быт. (ГН 2.1.5.2280–07 и СанПиН 2.1.5.980–00) и ГОСТ р 57164–2016

2023 г.

pH

7,71

8.3

8.3

8.2

6,5–8,5

t, °С

-

5,7

5,6

9,3

-

Карбонаты, мг/л.

-

73,2

81,9

82,3

100

Хлориды, мг/л.

55,74

53,7

62,3

61,9

350

Общая щелочность ммоль/л.

4,85

5

5

6

0,5–6,5

Запах, баллы.

-

0

2

4

2 балла

Цветность, градусов

-

0

0

0

35

Источник: составлено авторами по [3].

Анализ полученных результатов позволил говорить об ухудшении качества качество воды в Москве-реке. При этом концентрации загрязняющих веществ не превышают ПДК, однако запах пробы вниз по течению от города относится к 4 бальному (запах, обращающий на себя внимание и делающий воду неприятной для питья), что в два раза превышает ПДК для питьевой воды. На результат анализа пробы, взятой вниз по течению от города, могло повлиять близкое расположение (вверх по течению) ТЭЦ-26 ПАО Мосэнерго, которая может сбрасывать стоки после химической промывки. Такие воды весьма разнообразны по своему составу вследствие обилия промывочных растворов: минеральных кислот, органических кислот, различных ингибиторов коррозии, поверхностно-активных веществ, тиомочевины, гидразина, нитритов и аммиака, запах которого и был замечен у пробы. Также аммиак может попадать в воду вместе с фекальными загрязнениями или с органическими удобрениями из сточных вод.

Аммиак и соли аммония тормозят биологические процессы в водоемах и являются высокотоксичными для рыб. Кроме того, аммониевые соли в результате биохимических процессов окисляются до нитратов, которые в свою очередь повышают угрозу онкологических заболеваний.

Подводя итоги вышесказанному можно утверждать, что Московский мегаполис оказывает на гидросферу сильное антропогенное воздействие. Вода Москвы-реки, протекая через город, обретает отталкивающий аммиаковый запах и нагревается; одновременно нормативные концентрации превышены лишь по одному показателю — запаху, который становится отталкивающим после того, как вода протекает через весь город.

Для улучшения состояния гидросферы Москвы рекомендуется применять инновационные методы очистки сточных вод непосредственно на водовыпусках и коллекторах: производить очищение поверхностных стоков воды с улично-дорожной сети — одного из главных источников загрязнения крупных городов. Эффективно применение гидроволнового метода — посредством очищения воды с помощью высокочастотных механических и электромагнитных колебаний. В тоже время, необходимо продолжать очищение водного ресурса города традиционными способами с помощью инженерной очистной инфраструктуры. Сочетание двух методов позволит значительно понизить рост антропогенной нагрузки на крупнейший мегаполис.

Литература:

  1. Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2020 году [Электронный ресурс]. Правительство Москвы, 2020: https://www.mos.ru/upload/documents/files/9856/Doklad_OsostoyaniiokryjausheisredivgorodeMoskvev2021gody.pdf (дата обращения: 10.09.24).
  2. Руководство по анализу воды. Питьевая и природная воды, почвенные вытяжки/Под ред. Г. Муравьева. -Изд.5-е, перераб. и дополн.-СПб.-360 с.
  3. Тимофеева Е. А., Караванова Е. И. Оценка экологического состояния Москвы — реки в районе Курьяновских очистных сооружений // Городские исследования и практики. 2018. № 3-С. 20–28.
Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Ключевые слова
антропогенное воздействие
мегаполис
грунтовые воды
сточные воды
концентрация химических веществ
Молодой учёный №42 (541) октябрь 2024 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 62-65):
Часть 1 (стр. 1-65)
Расположение в файле:
стр. 1стр. 62-65стр. 65

Молодой учёный