Антропогенное влияние человека на водную экосистему Верхней Волги (г. Дубна — п. Белый Городок) | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Экология

Опубликовано в Молодой учёный №13 (72) август-2 2014 г.

Дата публикации: 18.08.2014

Статья просмотрена: 724 раза

Библиографическое описание:

Кузнецов А. Л., Будаева В. А. Антропогенное влияние человека на водную экосистему Верхней Волги (г. Дубна — п. Белый Городок) // Молодой ученый. — 2014. — №13. — С. 108-113. — URL https://moluch.ru/archive/72/12372/ (дата обращения: 19.09.2018).

Ключевые слова:Верхняя Волга, антропогенное влияние, отбор проб, анализ, контроль, качество воды, ПДК, экосистема.

Река Волга — одна из самых крупных рек России. На её берегах расположены сотни населённых пунктов и даже 4 города миллионника. Условно Волга разделена на Верхнюю, Среднюю и Нижнюю Волги. В Верхней Волге не сосредоточены крупные промышленные центры, но созданы крупные водохранилища. Самое крупное — Иваньковское водохранилище (так называемое Московское море), сразу после него по течению реки расположена ГЭС г. Дубны которая входит в Волжско-Камский каскад ГЭС.

Антропогенное влияние человека, которое начинается у истоков в разы усиливается в Нижней Волге, поэтому крайне важно проводить контроль над состоянием водных артерий от истоков.

Для изучения состояние водной экосистемы был выбран участок реки Волга в 40 км, от ГЭС г. Дубна 56.738807°, 37.128339° — 56.734417°, 37.130849° до посёлка Белый Городок 56.970265°, 37.488505° — 56.969575°, 37.497538°. Весной 2014 года в г. Дубна были начаты работы по возведению новой дамбы протяжённостью 7,8 км, поэтому полученные результаты можно будет считать отправной точкой для сравнения влияния человека до и после возведения новых гидрологических сооружений. Был проведён физико-химический контроль качества воды по основным показателям. Наиболее важными показателями являются: pH, содержание растворённого кислорода, солевой состав и наличие органических и биогенных соединений. В виду отсутствия возможности своевременно произвести засевы, микробиологическое исследование воды не проводилось, но проводилось наблюдение за живыми индикаторами, где проводились дополнительные заборы воды. Отбор проб производился в конце июня 2014 года.

Методика отбора проб:

Для проведения отбора проб был собран пробоотборник (Рис. 1.), с использованием одноразовых ПЭТ бутылок. Согласно методике по отбору проб ПНД Ф 12.15.1–08, пункт 6.3 «Отбор проб для определения БПК и ХПК и нефтепродуктов производится только в стеклянную посуду»., в виду большого количества проб, отсутствия возможно произвести микробиологическое исследование, значительное увеличение веса тары (в 10 раз) и сравнительно небольших ожидаемых показателей БПК и ХПК, было принято решение отступить от методики и использовать ПЭТ упаковку для транспортировки.

Рис. 1. Проотборник

Рис. 2. Принцип отбора проб

Отбор проб вёлся сверху вниз по течению, каждые 2 км, причём, пробы отбирались с поверхности в 20 метрах от каждого из берегов, на поверхности и 4х метровой глубине на фарватере. (Рис. 2.) Каждая проба нумеровалась, записывались координаты, время отбора и температура воды. В день отбора проб наблюдался сильный северо-восточный ветер, который создавал большие волны с подветренной стороны, в результате местами отбор проб вёлся из взбаламученной воды. После отбора ПЭТ бутылка плотно закрывалась и помещалась в тёмную сумку, для транспортировки и для уменьшения попадания солнечного света. (Рис. 3.)

Описание: C:\Users\НТИ\Desktop\Новая папка (3)\DSCN1129.JPG

Рис. 3. Упаковка и транспортировка проб

Методика проведения анализа:

Анализ природной воды проводился с целью определения физических свойств и химического состава. В ходе анализа были использованы гравиметрические, титраметрические и фотоэлектроколметрические методы анализа. Для сокращения времени от отбора до анализа и сохранения качества результатов, по возможности были использованы экспресс методики и одноразовая посуда. После математической обработки результатов проводилось усреднение для каждого условного среза. Диапазон полученных результатов представлен в таблице 1.

Таблица 1

Сравнение полученных результатов с ПДК рыбохозяйственных водоёмов

Параметр

Единица измерения

ПДК рыбохоз.

Диапазон полученных результатов

1

pH

Ед рН

6,5–8,5

6,32–7,46

2

Сухой остаток

мг/дм3

1000

120–150

3

Общая жёсткость

ммоль/дм3

7

2,7–3,2

4

Взвешенные вещества

мг/дм3

3,25

3,7–4,3

5

ХПК

мг/дм3

-

11,0–14,0

6

БПК5 (биохимическое потребление кислорода)

мг/дм3

3

3,1–4,4

7

Температура

°C

-

17,1–17,8

8

Кислород растворенный

мг/дм3

6

6,62–9,23

9

Хлорид Cl

мг/дм3

300

12,00–15,0

10

Сульфат SO4

мг/дм3

100

25–35

11

Аммоний NH4

мг/дм3

0,5

0,2–0,5

12

Нитрат NО3

мг/дм3

40

1,2–1,4

13

Фосфат PO4

мг/дм3

0,15

0,01–0,1

14

Цветность

градус

35

80–110

15

Нефтепродукты

мг/дм3

0,05

0–0,2

16

СПАВ

мг/дм3

0,1

0,05–0,2

17

Запах воды

 -

-

Не определён

18

Интенсивность запаха

 -

-

Запаха нет

По ходу течения реки в неё впадает множество мелких лесных ручьев и рек, для анализа влияния этих притоков были взяты дополнительные пробы в местах впадения в Волгу, часть показателей представлена в таблице 2. Берега реки изрезаны небольшими заливами, поскольку вода в них практически стоячая и насыщена высоким содержанием природных биогенных веществ (опавшая листва, отмершая водная растительность) они частично заросли водорослями и тростником, в основном, загрязнение искусственного происхождения отсутствует.

Таблица 2

Сравнение качества воды в местах впадения ручьев и рек в Волгу

Параметр

Единица измерения

Впадение р. Дубна 56.783900°, 37.242905°

Впадение лесного ручья 56.816234°, 37279855°

Впадение ручья Коньков 56.860388°, 37.357748°

Впадение р. Кимрка 56.869431°, 37.359314°

1

pH

Ед рН

6,85

6,39

6,52

7,41

2

Кислород растворенный

мг/дм3

6,71

7,09

7,32

9,10

3

ХПК

мг/дм3

14,0

11,0

11,3

14

4

БПК5 (биохи­мическое потребление кислорода)

мг/дм3

4,4

3,1

3,5

4,4

5

Цветность

градус

110

80

90

110

6

Нефтепродукты

мг/дм3

0,2

0

0,05

0,2

7

СПАВ

мг/дм3

0,2

0

0

0,2

8

Взвешенные вещества

мг/дм3

4,3

3,7

3,8

4,3

9

Запах воды

-

Не определён

Болотный

Не определён

Не определён

10

Интенсивность запаха

-

Запаха нет

Очень слабый

Запаха нет

Запаха нет

Поскольку изучался не только поверхностный слой, но и качество воды с глубины, в таблице 3 представлены результаты сравнения различных слоёв. Большие глубины и придонный слой не исследовались, так как подводное течение сразу же сносило лёгкий пробоотборник по течению, был риск зацепиться за сетку (Волга богата рыбными ресурсами, что привлекает не только рыбаков, но и браконьеров).

Таблица 3

Сравнение качества воды в зависимости от места взятия пробы

Координаты условного среза

Параметр

Правый берег, поверхность

Левый берег, поверхность

Фарватер, поверхность

Фарватер, глубина 4м

56.740887°, 37.142174° — 56.737863°, 37.140908°

pH

6,70

6,71

6,72

6,69

Кислород растворенный

8,44

8,36

8,25

8,16

Взвешенные вещества

4,0

4,0

3,9

4,0

БПК5

3,9

3,8

3,8

3,5

СПАВ

0,1

0,15

0,05

0,05

Нефтепродукты

0,06

0,06

0,05

0

56.806151°, 37.267573° – 56.804189°, 37.273195°

pH

7,37

7,46

7,20

7,19

Кислород растворенный

7,30

7,02

7,16

6,88

Взвешенные вещества

3,8

3,7

3,7

3,7

БПК5

3,1

3,2

3,3

3,1

СПАВ

0,1

0,1

0,1

0,1

Нефтепродукты

0,05

0,05

0

0

56.887954°, 37.391791° – 56.884648°, 37.392821°

pH

7,29

7,32

7,45

7,3

Кислород растворенный

8,70

7,99

8,35

8,1

Взвешенные вещества

4,2

4,2

4,1

4,1

БПК5

4,3

4,1

4,4

4,2

СПАВ

0,2

0,2

0,15

0,15

Нефтепродукты

0,1

0,2

0,2

0

Анализ результатов:

Полученные результаты свидетельствуют о не высокой минерализации воды порядка 120–150 мг/л, и мягкости воды 1,7–3,2 ммоль/л что не превышает ПДК. Цветность воды составляет 80–110 градусов по платиново-кобальтовой шкале цветности, что превышает ПДК в 2–3 раза, основная причина этого в том, что поступающая вода из Иваньковского водохранилища находится между заболоченных берегов и илисто-песчаным дном, в результате частого взбаламучивания, органические соединения не успевают осесть на дно и окрашивают воды в слегка мутный жёлтый цвет.

Значения химического и биологического потребления кислорода представлены на Рис. 4. С точки зрения соблюдения норм ПДК, БПК выше предельного значения на всём исследуемом участке. На рисунке чётко прослеживается закономерность, при прохождении крупного населённого пункта г. Дубна и г. Кимры, на выходе значения ХПК и БПК имеют максимальные значения, загрязняясь в городской черте, вода постепенно очищается по течению реки. После г. Кимры значения потребления кислорода практически достигают норм.

Рис. 4. Зависимость величины ХПК/БПК от расстояния до населённых пунктов

Биогенные вещества в основном поступают со сточными водами, большая часть азота и фосфора содержится в виде органических соединений. Диапазон полученных значений укладывается и не превышает норму, но в осенне-весенний период эти значение, как правило, повышаются на 40–60 %, в основном за счёт паводков, что может привести к превышению ПДК. Соотношение минерального и органического азота не постоянно, повышение минерального азота при благоприятных условиях приводит к зарастанию водорослями и переходу минерального азота в органический.

Концентрация хлоридов и сульфатов так же не превышает норм и колеблется в пределах ±10 мг/л. В основном это зависит от состава грунта в месте взятия пробы.

Концентрации нефтепродуктов и СПАВ превышают ПДК в 2–4 раза. В основном превышения зафиксированы в местах впадения рек, река Дубна входит в перечень загрязнённых рек России, также в месте впадения в Волгу, река Кимрка пересекается автомобильным мостом, высокий уровень загрязнения водоёма подтверждается живыми индикаторами. Непосредственно в населённых пунктах тоже наблюдается превышение ПДК. Превышение так же фиксируется в тех местах берега, где проходят автодороги и возведены автомобильные мосты.

При сравнении качества воды в местах впадения ручьев и рек в Волгу можно заметить, что более крупные притоки несут загрязнения искусственного происхождения, а мелкие — естественного, это напрямую связано с деятельностью человека. Более крупные притоки осваиваются быстрее и, следовательно, быстрее загрязняются.

У берегов концентрация взвешенных веществ выше, чем на фарватере, потому что взбаламучивание волнами не даёт осесть примесям на дно. Возможно, что результаты несколько завышены, так как в день отбора проб наблюдалось волнение.

Причины загрязнения:

Самым главным источником загрязнения является человеческий фактор. Визуальная оценка выявила факты застройки берегов коттеджными посёлками и отдельными частными строениями. На сегодняшний день нет строгого предписания по установке очистных сооружений для частных домов. Существующие очистные сооружения, предлагаемые для индивидуального строительства, имеют ряд недостатков, в том числе и необходимость в своевременном контроле и обслуживании, в противном случаи, они не эффективны и происходит загрязнение водоёмов. В таких местах наблюдались живые индикаторы, а именно водоросли, которые произрастают на некотором удалении от берега. Пробы воды показали повышенное содержание органических и биогенных веществ, что свидетельствует о неэффективной очистке сточных вод. Зарастание мелководья водорослями, скорее всего, не происходит из-за сильных ветров, которые нагоняют волны и не дают водорослям закрепиться в песчаном грунте.

Другим источником загрязнения воды можно назвать городские сточные воды, в г. Дубна образована «Особая экономическая зона», что привлекло инвесторов для создания новых производств и рабочих мест, но очистные сооружения ещё не прошли полный цикл модернизации, поэтому возможны перебои в качестве очищенных сбросов.

На сегодняшний день в г. Дубна существует 2 полигона ТБО. ТБО «Дубна Левобережная» был закрыт в начале 2014 года, ТБО «Дубна Правобережная» является действующим, но по плану Минэкологии Подмосковья должен быть закрыт в декабре 2014 года. Оба полигона являются источником загрязнения водных объектов и воздушных масс в г.Дубна, проверки не раз вскрывали ряд существенных природоохранных нарушений, в том числе утечки загрязнённых вод. Другим полигоном на этом участке Волги является полигон ТБО в г. Кимры, эксплуатация которого осуществляется ООО «Жилищное благоустройство». Так же в лесном массиве существуют незаконные свалки, как правило, в оврагах и мелких лесных ручьях, которые впадают в Волгу. Данный источник загрязнения можно назвать постоянным, на интенсивность производимого загрязнения влияет сезон года и количество осадков. Следует отметить, что раньше источником органического и минерального загрязнения были удобрения, но в связи со спадом производства и сокращением засевных площадей, их попадание в Волгу уменьшилось в разы.

Волга является судоходной рекой, несколько десяткой теплоходов и барж, ежедневно курсируют по её акватории, выхлопные газы содержат тяжёлые металлы и остатки нефтепродуктов, что негативно сказывается на природе и фиксируется практически во всех отобранных пробах. Маломерные суда и моторные лодки оказывают схожее влияние на водную экосистему.

Выводы:

Антропогенное влияние человека продолжает проявляться на водной экосистеме Верхней Волги, смена десятилетий меняет лишь источники загрязнения, но не их количество, в место удобрений смываемых с полей, вода загрязняется СПАВ и биогенными веществами из сточных вод. Маломерные суда, которых раньше не было, в таких количествах, активно загрязняют воду тяжелыми металлами и нефтепродуктами, места стоянок активно зарастают водорослями и планктоном, значительно ухудшая качество воды. Следует отметить, что самовосстановление и самоочищение реки происходит на удалении от населённых пунктов (Рис. 4.), но желание людей освоить нетронутые, чистые уголки экосистемы, может привести к ещё большему загрязнению. Полученные данные не являются постоянными и могут варьироваться, как в меньшую, так и в большую стороны. В целом, по многим показателям Верхнюю Волгу можно назвать условно чистой, но сохранение этой чистоты и во много первозданности — общая задача.

Литература:

1.                  Лурье Ю. Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод / Ю. Ю. Лурье. — Москва.: Химия, 1984. — 448 с.

2.                  Методические указания по отбору проб для анализа сточных вод, ПНД Ф 12.15.1–08

3.                  Приказ федеральное агентство по рыболовству № 20 от 18 января 2010 г.

4.                  Портал города Дубна, http://naukograd-dubna.ru/

Основные термины (генерируются автоматически): Дубна, отбор проб, вод, волга, качество воды, источник загрязнения, Верхняя Волга, водная экосистема, вещество, сравнение качества воды.


Ключевые слова

анализ, контроль, Верхняя Волга, антропогенное влияние, отбор проб, качество воды, ПДК, экосистема.

Похожие статьи

Сравнительный анализ качества воды в реках Воря и Пажа...

Россия не испытывает острую нехватку воды, но качество воды во многих регионах оставляет желать лучшего. К основным источникам загрязнения водных ресурсов относятся практически все отрасли промышленного производства и сельского хозяйства.

Экологические проблемы водных объектов Волгоградской области

Качество воды крупных речных артерий Волго-Донского бассейна, а также их притоков признано умеренно загрязненной или условно чистой. Крупнейшими загрязнителями водных ресурсов, в основном выступают жилищно-коммунальные и сельские хозяйства...

Проблема загрязнения водной среды и пути ее решения

В течение как минимум двух тысячелетий качество воды постоянно ухудшается и достигает таких уровней загрязнения, когда использование воды в разных целях сильно ограничено или вода может быть вредна для человека.

Изменение качества подземных вод и особенности накопления...

Место отбора пробы.

Качество вод золоотвала Змиевской ТЭС.

Мощным источником влияния на качество подземных вод является золоотвал Змиевской ТЭС, на площадь которого ежегодно подается 20 млн м3 воды после промывки котлов.

Основные показатели загрязнения родниковых вод

Уровень солесодержания в питьевой воде обусловлен качеством воды в природных источниках. Многие минеральные воды используются в медицине для профилактики и лечения заболеваний систем и органов.

Гигиеническая оценка эффективности мероприятий по...

Анализ материалов показал, что фактические концентрации загрязнений, обнаруживаемые в речной воде у пунктов водопользования населения и не связанные с гидрологическим режимом в момент отбора проб...

Определение физико-химических показателей в поверхностных...

Выбор показателей качества воды определялся наличием оборудования и реактивов, имеющихся в химико-аналитической лаборатории колледжа. Отбор проб производился на двух участках реки Невы: на Октябрьской набережной от дома № 68 до дома № 86 корпус 1(Рис.1)...

Результаты лабораторного исследования качества питьевой воды

питьевая вода, показатель, качество воды, проба, дальнейшее изучение, цель разработки, норма, требование, число.

Интегральная оценка качества воды | Статья в журнале...

W-resize. В статье, на основе данных о гидрохимическом мониторинге Сурского водохранилища ряда лет определен индекс загрязнения воды с помощью интегральной оценки качества. Сурское водохранилище расположено в Пензенской области на реке Суре в 10...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Сравнительный анализ качества воды в реках Воря и Пажа...

Россия не испытывает острую нехватку воды, но качество воды во многих регионах оставляет желать лучшего. К основным источникам загрязнения водных ресурсов относятся практически все отрасли промышленного производства и сельского хозяйства.

Экологические проблемы водных объектов Волгоградской области

Качество воды крупных речных артерий Волго-Донского бассейна, а также их притоков признано умеренно загрязненной или условно чистой. Крупнейшими загрязнителями водных ресурсов, в основном выступают жилищно-коммунальные и сельские хозяйства...

Проблема загрязнения водной среды и пути ее решения

В течение как минимум двух тысячелетий качество воды постоянно ухудшается и достигает таких уровней загрязнения, когда использование воды в разных целях сильно ограничено или вода может быть вредна для человека.

Изменение качества подземных вод и особенности накопления...

Место отбора пробы.

Качество вод золоотвала Змиевской ТЭС.

Мощным источником влияния на качество подземных вод является золоотвал Змиевской ТЭС, на площадь которого ежегодно подается 20 млн м3 воды после промывки котлов.

Основные показатели загрязнения родниковых вод

Уровень солесодержания в питьевой воде обусловлен качеством воды в природных источниках. Многие минеральные воды используются в медицине для профилактики и лечения заболеваний систем и органов.

Гигиеническая оценка эффективности мероприятий по...

Анализ материалов показал, что фактические концентрации загрязнений, обнаруживаемые в речной воде у пунктов водопользования населения и не связанные с гидрологическим режимом в момент отбора проб...

Определение физико-химических показателей в поверхностных...

Выбор показателей качества воды определялся наличием оборудования и реактивов, имеющихся в химико-аналитической лаборатории колледжа. Отбор проб производился на двух участках реки Невы: на Октябрьской набережной от дома № 68 до дома № 86 корпус 1(Рис.1)...

Результаты лабораторного исследования качества питьевой воды

питьевая вода, показатель, качество воды, проба, дальнейшее изучение, цель разработки, норма, требование, число.

Интегральная оценка качества воды | Статья в журнале...

W-resize. В статье, на основе данных о гидрохимическом мониторинге Сурского водохранилища ряда лет определен индекс загрязнения воды с помощью интегральной оценки качества. Сурское водохранилище расположено в Пензенской области на реке Суре в 10...

Задать вопрос