Анализ воды из реки волга

Научно – исследовательская работа «Исследование качества воды в реке Волга»

Научно – исследовательская ( или исследовательская, или творческая) работа

«Исследование качества воды в реке Волга»

1. Физико-географическое описание реки Волга и исследуемого района……..

2. Оценка качества воды в реке Волга и результаты исследования……………

2.1.Определение температура воды……………..…………………………….

2.3. Определение мутности и прозрачности воды …………………………..

2.4. Определение цветности воды ……………………………………………..

2.5. Кислотно–щелочной баланс воды рН …………………………………….

Список использованной литературы и интернет источников ……………….

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха. Тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты – сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснишь нашими чувствами… Ты самое большое богатство на свете…». Созерцание удивительных по своей красоте фотографий речных просторов нашей республики еще раз подтверждают слова известного французского писателя и поэта Антуана де Сент-Экзюпери.

Вода является самым важным компонентом природы, она играет чрезвычайно важную роль в жизни человека, животного и растительного мира. Для человека вода имеет важное производственное значение: она и транспортный путь, и источник энергии, и сырье для получения продукции, и охладитель двигателей, и очиститель и т.д. Особа ценна для человека пресная вода рек. Питьевая вода должна быть не только пресная, но еще и «чистая».

Республика Татарстан достаточно хорошо обеспечена водными ресурсами. Они слагаются из запасов воды в реках, озерах, прудах, а также включают верхние горизонты подземных вод [1].

Источниками водоснабжения г. Казани являются река Волга и подземные воды. За счёт поверхностных вод Волги обеспечивается 92% от общей потребности города в воде. Остальное приходится на долю подземных водных источников [4].

Принимая во внимание, что качество питьевой воды при централизованном водоснабжении зависит от трех основных факторов: качества воды в источнике, технологии водоподготовки и состояния водопроводной сети, в настоящей работе рассмотрено первое звено цепи – сезонные изменения поверхностных вод участка реки Волги по некоторым показателям качества и биологические свойства речной воды.

Состояние Великой реки Волга последнее время ухудшается, происходит катастрофическое снижение качества воды, в летние месяцы происходит ее активное «цветение». Поэтому проблема сохранения качества воды является на данный момент самой актуальной. Актуальность гидроэкологических исследований связана с обострением экологической обстановки в различных регионах России. В настоящее время масштабы антропогенного воздействия на природные системы возросли и достигли гигантских величин. Важность проблемы охраны окружающей природной среды подчеркивается в законе Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды».

Цель работы: исследование качества воды в реке Волге на выбранном участке, выявление факторов, влияющих на состояние речной воды.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи :

изучить литературу по теме;
составить физико-географическое описание реки Волга и исследуемого района;
изучить особенности термического режима реки;
определить параметры качества воды в реке на цветность, запах, прозрачность, мутность, кислотность.
провести оценку речной воды;
проанализировать полученные результаты.

Методика проведения исследования: Для изучения качества воды были выбраны органолептические исследования (с помощью органов чувств). Они дают возможность предварительно обследовать состояние реки и ее берегов, по виду, цвету или запаху воды увидеть тревожные симптомы, которые в дальнейшем требуют детального изучения.

Материалы и оборудование: чистые бутылки для отбора воды, универсальная индикаторная бумага со шкалой, цилиндры, фильтровальная бумага, воронка, химический стакан, лист белой бумаги (с текстом), пробирки, микроскоп.

1.Физико-географическое описание реки Волга и исследуемого района.

Волга — великая русская река длиной 3530 км. Река Волга берёт начало на Валдайской возвышенности (на высоте 229 м), впадает в Каспийское море. Волга— крупнейшая в мире река внутреннего стока, то есть не впадающая в мировой океан. Речная система бассейна Волги включает 151 тыс. водотоков (реки, ручьи и временные водотоки) общей протяжённостью 574 тыс. км. Бассейн реки Волга занимает около 1/3 Европейской территории России и простирается от Валдайской и Среднерусской возвышенностей на западе до Урала на востоке. Основная, питающая часть водосборной площади Волги, от истока до городов Нижнего Новгорода и Казани, расположена в лесной зоне, средняя часть бассейна до городов Самары и Саратова — в лесостепной зоне, нижняя часть — в степной зоне до Волгограда, а южнее — в полупустынной зоне. Волгу принято делить на 3 части: верхняя Волга — от истока до устья Оки, средняя Волга — от впадения Оки до устья Камы и нижняя Волга — от впадения Камы до устья. Протяженность Волги в пределах республики Татарстан составляет 230 км.

Огромный бассейн реки Волги (1360 тыс.кв.км) составляет около 8% территории России. Здесь проживает свыше 42% всего населения страны, производится свыше 20% промышленной и сельскохозяйственной продукции страны. Средний расход воды 7710 куб. м/сек. Волга — самая крупная и полноводная река Европы. Первое упоминание о ней встречается в трудах древнегреческого историка Геродота (5 век до нашей эры). В письменных древнеримских источниках 2-4 веков Волга географически идентифицировалась как река Ра — “щедрая”. В арабских источниках именуется Ателью — рекой рек, великой рекой. Русское название Волга (ст.-слав. Вольга) произошло от праславянского Vьlga, волглый — волога — влага. [6]

Для изучения состояние водной экосистемы был выбран участок реки Волга в 60 км от города Казани Лаишевского района Республики Татарстан, на базе отдыха «Голубой залив», координаты: 55°29’36», 49°5’38.84″. Климат исследуемого участка характеризуется как умеренно континентальный с теплым летом и умеренно холодной зимой. Самым теплым месяцем является июль, средняя температура его равна +20°С, январь наиболее холодный месяц со средней температурой -13°С. Рельеф равнинный. Природная зона – лесная, преобладают хвойные деревья (сосны). В лесу замечены зайцы, белки, лисы, ежи, лягушки, ужи, ящерицы, дятлы, кукушка.

Для оценки состояния водоема проводилось предварительное обследование местности. Для регистрации данных заполнялся бланк записи результатов описания[2]. Первичное наблюдение проводилось 8 мая 2016 года. Береговая линия ровная. Пляж песчаный. На берегу прорастают отдельные деревья тополь и сосны. Исследуемое дно песчаное. Вблизи берега в воде прорастает рогоз узколистый (камыш) небольшой участок и элодея канадская в большом количестве. В реке обитает рыба: лещ, сом, щука. Само побережье чистое, но обнаружены единичные пластиковые бутылки, стеклянные бутылки и брошенный мангал. На исследуемом участке расположено большое место для разведения костра.

2. Оценка качества воды в реке Волга и результаты исследования.

Отбор проб осуществлялся каждые две недели с мая 2016 года по сентябрь 2016 года. Каждая проба нумеровалась, записывались температура воздуха и воды, пробы хранились в темном помещении. Описывалось качество воды по показателям: температура, запах, прозрачность, мутность, цветность и рН. Результаты занесены в таблицу (приложение 1), по которым сделаны соответствующие выводы.

2.1. Определение температура воды.

Температуру воды определяют с помощью специального термометра или обычным термометром, непосредственно у водоисточника при взятии пробы воды. Термометр опускают в воду на 10-15 минут и его показания отмечают немедленно по извлечении его из воды, после установления постоянной температуры.

Колебания температуры оказывают разное влияние на растения и водных животных. От температуры воды зависит развитие фито- зоопланктона. Например, бактерии гниения могут развиваться только при температуре выше 10 градусов [2].

Температура очень важна для поддержания высокого качества воды. От нее зависят многие физические, химические и биологические свойства воды.

количество кислорода, которое может раствориться в воде (в холодной воде может содержаться больше кислорода, чем в теплой, потому что газы легче растворяются в холодной воде);
фотосинтетическую деятельность водорослей и растений-макрофитов;
скорость метаболических процессов у водных организмов;
чувствительность организмов к ядовитым отходам, паразитам и болезням[7].

Результаты исследования. Анализ измерения температуры воды показал, повышение температуры отмечается в июле и августе, что характерно для этих месяцев в нашей полосе. Однако лето 2016 года было аномальным из-за высоких температур воздуха в июле и августе. Результаты измерений показывают прямую зависимость повышения температуры воды от повышения температуры воздуха. Температура воды в реке на исследуемом участке 27 июля составила 26 градусов.

Высокие температуры вызывают рост организмов, которые неблагоприятно влияют на рыб и здоровье людей. Самой благоприятной для жизни рыбы считается температура +15-20°С. Подогревание воды может существенно изменить и поведение рыб — вызвать несвоевременный нерест, нарушить миграцию [8]. Дальнейшее повышение температуры приводит к гибели рыбы. В этом году на берег было выброшено много мертвой рыбы. Возможно, были и другие факторы, предшествующие гибели рыбы.

Повышение температуры воды способно нарушить структуру растительного мира водоёмов[9].

Летом в реке идеальные условия для развития сине-зеленых водорослей, повышение температуры ускоряет процесс. Во время цветения они значительно снижают содержание кислорода в воде и способствуют появлению мертвых зон, где из-за нехватки кислорода гибнет флора и фауна. Сине-зеленые токсичны, представляют серьезную угрозу для здоровья людей. Купание в такой воде чревато сыпью, астмой, рвотой, нарушением работы печени.

Распространение сине-зеленых водорослей летом – это серьезная экологическая проблема Волги. Они активно разрастаются вдоль берегов. Эти водоросли покрывают до 20-30% водохранилищ и стали настоящим бедствием для Волги. Опасность их активного появления в том, что эти растения выделяют до 300 видов органических веществ, большая часть из которых ядовита. 200 видов этих веществ до сих пор остаются неизвестными. Отмершие водоросли попадают на дно и увеличивают содержание фосфора, азота и создают идеальную среду для собственного самовоспроизведения. В результате происходит вторичное загрязнение. Вода, которая берется для водоснабжения не очищается от токсинов сине-зеленых.

Повышение температуры воды в реке обусловлено не только климатическими изменениями, характерными для этого сезона.

Деятельность человека может быстро изменить температуру воды. Вырубка деревьев по берегам реки может привести к повышению температуры. Наиболее крупные проблемы термального загрязнения связаны с тепловыми электростанциями.

Тепловое загрязнение усугубляется поступлением в водоём органических и минеральных веществ (смыв удобрений с полей, навоза с ферм, бытовых стоков), происходит процесс эвтрофикации, то есть резкого повышения продуктивности водоёма. Азот и фосфор, служат питанием для водорослей, в том числе микроскопических, позволяет последним резко усилить свой рост. Размножившись, они начинают закрывать друг другу свет, в результате чего идёт процесс их массового отмирания и гниения, сопровождающийся ускоренным потреблением кислорода, вплоть до полного его исчерпания.

Все перечисленные выше последствия теплового загрязнения водоёмов наносят огромный вред природным экосистемам и приводят к пагубному изменению среды обитания человека [10].

2.2. Определение запаха воды

Запах воды обусловлен наличием в ней летучих пахнущих веществ. Они могут возникать в воде естественным образом с развитием в водоеме водорослей, плесеней, актиномицетов и других водных организмов, а также появиться при их отмирании. В таком случае запах характеризуют как землистый, гнилостный, болотный, сероводородный и т.д. Кроме характера запаха определяют его интенсивность. В колбу с притёртой пробкой наливают исследуемую воду (2/3 объёма) и сильно встряхивают в закрытом состоянии. Затем открывают и сразу же отмечают характер и интенсивность запаха. Запах воды определяют сразу по извлечению воды.

По характеру запахи делят на две группы:

естественного происхождения (живущие и отмершие в воде организмы, загнивающие растительные остатки и др.)
искусственного происхождения (примеси промышленных и сельскохозяйственных сточных вод) [11].

На запах воды оказывают влияние состав содержащихся в ней веществ, температура, значения рН, степень загрязненности водного объекта, биологическая обстановка.

Нежелательно, чтобы вода имела запах, если она используется для питьевых и некоторых технических целей.

источник

Правительство утвердило программу защиты главной реки России — Волги. Об этом в среду, 18 октября, сообщил спецпредставитель президента РФ по вопросам транспорта, экологии и природоохранной деятельности Сергей Иванов. Ранее премьер-министр Дмитрий Медведев называл Волгу самой грязной водной артерией страны. Спасение реки — мера необходимая, но недешевая. На очистку планируют потратить 245 млрд рублей. В том, кто виноват в сложившейся ситуации и как ее исправить, разбирался портал iz.ru.

Самая грязная в России

«Волга — самая грязная река России, — заявил во время августовского совещания «О сохранении, предотвращении загрязнения и рациональном использовании реки Волги» премьер Дмитрий Медведев. — Именно в бассейне Волги сложилась самая напряженная экологическая ситуация, которая по многим позициям существенно хуже, чем общая ситуация в стране. В воды Волги попадает более трети, 38%, если говорить точно, всех российских загрязненных стоков. По данным экологов, Волга исчерпала свои возможности по самоочищению. Если ничего не предпринимать, то в недалекой по историческим меркам перспективе волжская вода может стать непригодной для людей».

По данным Минпроды, ежегодно в водные объекты Волжского бассейна сбрасывается более 6 куб. км сточных вод, из которых 90% — без очистки или недостаточно очищенные. С ними в реку поступает свыше 2,5 млн т загрязняющих веществ. Кроме того, в бассейне Волги находится примерно 2,5 тыс. затонувших плавсредств, в том числе нефтеналивных.

Крупные притоки Волги — Ока и Кама — также официально оцениваются, как «очень грязные» и даже «чрезвычайно грязные». В критическом состоянии находятся и малые реки бассейна. Только в Нижнем Новгороде их 12. Самой грязной и токсичной признана Ржавка. По мнению экологического движения «Поможем реке», водоемы города уже попросту «неживые».

По оценке ученых Калифорнийского университета, опубликованной в журнале Conservation Letters, устье Волги входит в первую десятку списка самых загрязненных береговых зон мира.

У воды и не напиться

Антропогенный фактор стал причиной того, что самоочищение Волги снизилось в десятки раз. Изменился ее тепловой режим. В верховье период стояния льдов увеличился, а в низовье — уменьшился. Прежде течение выносило к устью до 25 млн т наносов и в два раза больше минеральных веществ. Теперь же, вместо того чтобы служить природным удобрением для районов поймы и заливных земель, они перемешиваются с токсичными веществами и оседают на дне.

Повышение температуры реки из-за загрязнений привело к раннему цветению воды. Из этого вырастает еще одна проблема: сине-зеленые водоросли, покрывающие едва не половину водохранилищ. Эти растения выделяют 300 видов веществ, большинство из которых ядовиты.

Из-за сильного загрязнения реки 70% рыбы в Рыбинском, Куйбышевском и Волгоградском водохранилищах заражено паразитами и различными инфекциями, а в Горьковском водохранилище — до 100%. Такая ситуация сложилась из-за строительство на Волге каскада гидроэлектростанций. Новый гидрорежим изменил экосистему реки. Распространению болезней рыб способствуют малая скорость воды, заиление водохранилищ, обмеление Волги и ее притоков. До строительства плотин волжская вода от Рыбинска до Волгограда двигалась 50 суток, а в половодье — 30. Теперь этот путь она проходит за 450–500 дней. Во всей волжской системе водный обмен уменьшился в 12 раз. Из 150 тыс. притоков исчезло 30%.

Всё это создает угрозу здоровью и жизни людей. Так, у жителей Чкаловского района Нижегородской области уже пять лет из кранов течет грязная вода, а в Кстове (также Нижегородская область) в начале этого года из-за плохой воды едва не вспыхнула кишечная инфекция.

Кто виноват

Виновников загрязнения Волги множество. В первую очередь это предприятия ЖКХ, а именно водоканалы, сливающие стоки в реку. На их долю приходится 60% всех загрязненных сбросов. Результаты ежегодных проверок этих предприятий прискорбны: большая часть очистных сооружений изношены и попросту не справляются со своей работой. Росприроднадзор и региональные ведомства привлекают нарушителей к ответственности. Однако нехватка денег на обновление механизмов очистки не позволяет исправить ситуацию.

В Волжском бассейне сосредоточена половина сельхозпотенциала всей России и 45% ее промышленных предприятий. Отходы их производства попадают в реку. В результате в Волге скопились миллионы тонн загрязняющих веществ. Многие из них токсичны.

источник

ДИНАМИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕКИ ВОЛГА НА ТЕРРИТОРИИ ГОРОДА ВОЛЬСКА ЗА 1940 И 2017 ГОДЫ (ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ)

1.1 Общая характеристика реки Волга

Волга – самая длинная европейская река, а также одна из крупнейших на планете Земля, которая находится в европейской части России и в Казахстане. На сегодняшний день протяжённость Волги составляет 3530 км, площадь бассейна – 1360 км квадратных. Покрывая огромную площадь России, она впадает в Каспийское море, соединяется еще с тремя морями: Черным и Азовским морем, протекая через Волго-Донской канал; Балтийским морем через Волго-Балтийский водный путь; и Белым морем, протекая через Северодвинскую речную сеть и Беломорско-Балтийский канал (рис. 1).

Рисунок 1 – Река Волга на географической карте

Волга берет свое начало не территории Валдайской возвышенности, питаясь от маленького ручья на высоте 228 м над уровнем моря. Несмотря на свою площадь, сама река достаточно мелководна: её максимальная глубина составляет всего лишь 18 метров, средняя – варьируется от 8 до 11 метров. Полноводная Волга питается из трёх источников: талые 60 %, грунтовые воды 30 %, дожди 10 %. От истока и до территории города Саратова Волгу питает 200 притоков, но начиная от Саратовской области и до самого Каспийского моря, она протекает без поддержки других водоёмов. Основное направление водной артерии – восточное, несмотря на достаточную извилистость русла река сохраняет своё направление до встречи с Уральскими горами. У Казани она круто поворачивает на юг, у Самары пробивается через многочисленные возвышенности, образуя при этом, так называемую, Самарскую луку. В устье у Каспийского моря она разливается на десятки полноводных рукавов.

Весеннее половодье начинается в апреле, характеризуется достаточно резким повышением уровня воды, заканчивается в июне. В это время река Волга разливается примерно на 10 км. Незначительное повышение уровня воды характерно для осеннего времени года в период паводка. В остальное время река достаточно однородна: в летние месяцы за счёт высокой температуры, в зимние – благодаря единственному источнику питания – грунтовым водам.

В зимний период практически вся Волга покрывается льдом, это объясняется географическими особенностями каждого региона и медленным водным потоком. В период с ноября по март практически вся поверхность реки покрывается плотным слоем льда. Только у города Астрахани шар льда не покрывает водную поверхность, здесь же зафиксирован самый активный ледоход во время весеннего таяния льда.

Река Волга играет важную роль в жизни России, в качестве транспортной магистрали для лёгкого передвижения между городами Поволжья и не только. Не менее важным является вклад в сферу рыбной ловли и туризма, однако на сегодняшний день зафиксирован высокий уровень загрязнения водной артерии, что в будущем может основательно изменить жизнь не только прибрежных районов, но и крупных городов.

1.2 Экологическое состояние реки в пределах города Вольска

Саратовская область обладает богатыми запасами поверхностных и подземных водных ресурсов, однако их распределение на территории области крайне неравномерное.

Для Вольского района река Волга является юго-восточной границей, и её протяжённость составляет более 100 километров. Река Волга протекает в юго-западном направлении, её ширина в районе города Вольска колеблется от 1,2 до 2,5 километров. Вольский район характеризуется удовлетворительными гидрологическими условиями. Здесь практически все водопотребители могут получать пресные воды, пригодные для хозяйтвенно-питьевых целей в любой точке района.

В Вольском районе зарегистрировано более 50 родников, которые расположены на территории населенных пунктов, в том числе в городе Вольске и в лесных массивах на территории Вольского, Черкасского и Куриловского лесхозов и Причернавского военного лесничества. Зарегистрированное количество родников далеко от реального. Так, по данным школьников села Куликовка, только в их округе находится более 70 родников. Все родники требуют к себе внимания, ухода, надлежащего содержания и благоустройства.

Рассмотрим роль воды в биосфере и жизни человека. Первое и важнейшее назначение воды – обеспечение жизни на Земле. Без воды на Земле нет жизни. Она служит универсальным растворителем и средством транспортировки питательных веществ, гормонов, ферментов, кислорода, необходимого для обмена веществ. Она же способствует удалению из живого организма продуктов этого обмена. Вода в организме выполняет и функции терморегулятора, регулируя теплообмен и поддерживая постоянной температуру тела. Без пищи мы можем прожить много недель, но без воды погибнем меньше чем через неделю. Поэтому одной из важнейших задач современности является обеспечение населения водой, качественной в экологическом отношении.

Если в начале XX века в населённых пунктах, имеющих водопровод, расход воды на одного жителя не превышал 15 литров в сутки, то современный городской житель, особенно крупных городов, ежедневно потребляет до 200 литров воды. Кроме того, вода необходима ещё и для бытового обслуживания населения, уборки городских улиц, полива зелёных насаждений, тушения пожаров.

Особое место в обеспечении населения водой имеет питьевое водоснабжение, которое характеризуется как деятельность по забору, подготовке и подаче к местам расходования и реализации питьевой воды. Качество воды регламентируется Федеральным законодательством. Так, например, питьевая вода из источника водоснабжения «Головушка» соответствует ГОСТу и пригодна для потребления (табл. 1).

Таблица 1 – Показатели качества питьевой воды из источника

водоснабжения «Головушка» г. Вольска на 20 мая 2016 г.

источник

В настоящее время существует проблема качества подаваемой питьевой воды. Значительная концентрация городского населения, резкое увеличение промышленных, с/х, транспортных, энергетических выбросов привели к нарушению качества воды, появлению в источниках водоснабжения отличных от естественной природной среды химических, радиоактивных и биологических агентов. Все это ставит проблему эффективного водообеспечения качественной водой населения на первое место среди остальных проблем.

Волга – крупнейшая река Европейской части РФ и Европы. Площадь ее бассейна составляет 1.36 млн. км2. В данной работе рассмотрен один участок Верхней Волги в пределах городов Старица и Ржев, находящихся в Тверской области. В городах складывается неблагоприятная обстановка с водными объектами, которые сильно загрязнены промышленными и бытовыми стоками [3].

Территория муниципального образования г. Старица площадью 765 га расположена на восточной окраине Валдайской возвышенности, по обоим берегам реки Волга. Численность населения на 1 января 2015 г. около 8100 человек. В 47 км от г. Старица располагается г. Ржев – административный центр в Тверской области, с численностью населения на 2015 г. 60 334 чел. Ржев расположен на обоих берегах Волги и находится всего в 200 км от её истока.

Анализ гидрохимических характеристик

Основными источниками загрязнения Волги и крупных водотоков Тверской области считаются недостаточно очищенные хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды, а также сельскохозяйственные стоки, поступающие непосредственно в реку или через ее малые притоки. [5] Современное состояние загрязненности воды Верхней Волги оценивается разрядом 3 «а» загрязненная. [4]

Органические вещества. Определение БПК5 в поверхностных водах используется с целью оценки содержания биохимически окисляемых органических веществ, условий обитания гидробионтов и в качестве интегрального показателя загрязненности воды.

Значения БПК5 в период исследований изменялись в интервале от 1.11 мг/л до 1.57 мг/л. Минимальные в году значения БПК5 чаще наблюдаются в зимний период (рис. 1).

Рис 1. Среднегодовые концентрации БПК5 в воде Верхней Волги в 2010–2014 гг.: – объем водного стока, км3

Рис 2. Среднегодовые концентрации ХПК в воде Верхней Волги в 2010 – 2014 гг.: – объем водного стока, км3

Количественной характеристикой степени загрязнения водоема служит показатель ХПК (химическое потребление кислорода) – его считают одним из самых информативных показателей загрязненности вод жизнедеятельностью человека. В период исследований в обоих изучаемых пунктах наблюдалось превышение ПДКрыб. (15 мг/л). Диапазон изменений среднегодовых концентраций составил 26,4 – 33,6 мг/л (рис. 2).

Биогенные элементы. Неорганические соединения азота (аммоний, нитриты и нитраты) образуются в воде в результате биохимического разложения и окисления органических остатков, как природного происхождения, так и попадающих в реки и водоемы со сточными водами. [2]

Концентрации нитрит-аниона изменялись в диапазоне от 0,009 до 0,010 мг/л. Наибольшее превышение предельно допустимых значений наблюдалось в зимний период года, что связанно с подземным стоком, который является основным источником питания реки в данный период (рис.3).

Наиболее четко выраженным гидрохимическим режимом отличаются нитраты, для которых характерно накопление зимой за счет распада органических веществ. Значения концентраций нитрат–аниона изменялись в пределах 0.14–0.32 мг/л и были значительно ниже ПДКрыб. (9.0 мг/л) (рис. 4).

Режим распределения в воде азота аммонийного близок к режиму нитратов. Однако четко выраженной закономерности не отмечается. Концентрации аммония летом 2013 и 2014 гг. были довольно близки и превышали ПДКрыб. (0,5 мг/л), поэтому это свидетельствует о том, что водность периода мало влияет на этот показатель и санитарное состояние водоема является неудовлетворительным (рис. 5).

Рис 3. Среднегодовые концентрации нитрит-аниона в воде Верхней Волги в 2010 – 2014 гг.: – объем водного стока, км3

Рис 4. Среднегодовые концентрации нитрат – аниона в воде Верхней Волги в 2010 – 2014 гг.: – объем водного стока, км3

Рис 5. Среднегодовые концентрации азота аммонийного в воде Верхней Волги в 2010 – 2014 гг.: – объем водного стока, км3

Рис 6. Среднегодовые концентрации Feобщ. в воде Верхней Волги в 2010 – 2014 гг.: – объем водного стока, км3

Повышенное содержание железа наблюдается в болотных водах. Для региона Верхней Волги характерна высокая степень заболоченности водосборов, вследствие чего, болотные воды играют значительную роль в питании водоемов и водотоков и определяют повышенные концентрации железа в воде водных объектов (рис. 6) [5].

Соединения фосфора поступают в природные воды в результате процессов жизнедеятельности и распада водных организмов, выветривания и растворения пород, содержащих ортофосфаты, обмена с донными отложениями, поступления с поверхности водосбора (рис. 7).

Концентрация нефтепродуктов превышала ПДКрыб. (0,05 мг/л), что свидетельствует о высоком техногенном загрязнение поверхностных вод (рис. 8).

На территории обоих городов располагаются машиностроительные предприятия с локальными очистными сооружениями. Сброс очищенных сточных вод осуществляется в реку Волга [3].

Рис. 7. Среднегодовые концентрации минерального фосфора в воде Верхней Волги в 2010 – 2014 гг.: – объем водного стока, км3

Рис. 8. Среднегодовая концентрация нефтепродуктов в воде Верхней Волги в 2010 – 2014 гг.: – объем водного стока, км3

Основной причиной загрязнения водных объектов является техногенное и антропогенное воздействие, недостаточная надежность систем водоочистки городских очистных сооружений.

В разряд предприятий, имеющих недостаточно эффективную очистку, по-прежнему, входят предприятия водопроводного – канализационного хозяйства, а также некоторые виды промышленных предприятий [1].

Анализ химических компонентов воды в данном районе показал некоторые превышения предельно допустимых концентраций, по таким компонентам как БПК5, ХПК, ион аммония, нитриты, нитраты и нефтепродукты. Превышение данных компонентов связаны с недостаточной надежностью систем водоочистки городских очистных сооружений. Все городские очистные сооружения нуждаются в ремонте и замене.

источник

Самая грязная в России

«Волга — самая грязная река России, — заявил во время августовского совещания «О сохранении, предотвращении загрязнения и рациональном использовании реки Волги» премьер Дмитрий Медведев. — Именно в бассейне Волги сложилась самая напряженная экологическая ситуация, которая по многим позициям существенно хуже, чем общая ситуация в стране. В воды Волги попадает более трети, 38%, если говорить точно, всех российских загрязненных стоков. По данным экологов, Волга исчерпала свои возможности по самоочищению. Если ничего не предпринимать, то в недалекой по историческим меркам перспективе волжская вода может стать непригодной для людей».

У воды и не напиться

Кто виноват

источник

Торгашкова О.Н., Воловик Н.С., Опарина А.В.

Проведена оценка степени загрязнения водной среды в нескольких пунктах реки Волги в пределах Саратовской области методами фитоиндикации и гидрохимического анализа. Определены индексы загрязнения воды и установлены классы качества водной среды.

В условиях неблагоприятной окружающей среды, роста городов и развития промышленности важной задачей современности является сохранение здоровья населения и своевременное оповещение о состоянии окружающей среды с целью выявления причин различных патологий и хронических заболеваний. Решение задач здравоохранения невозможно без объективной информации о состоянии окружающей среды и без оценки ее качества. Особую актуальность приобретает проблема адекватной оценки качества водной среды, без решения которой невозможно эффективно управлять водными экосистемами [1], так как в настоящее время воды практически всех крупных и мелких водных экосистем претерпели в той или иной степени трансформацию [2].

Целью настоящей работы являлась оценка степени загрязнения водной среды реки Волги на основе гидрохимических и биоиндикационных наблюдений. Исследования проводились в 2010-2012 гг. по общепринятым методикам [3,4] в двух пунктах: 1 — выше Саратова в районе села Пристанное и 2 — ниже Саратова вблизи промышленного комплекса, рядом с железнодорожным мостом.

Река Волга на своем протяжении несет воды загрязненные различными веществами и огромный вклад в ее загрязнение вносит инфраструктура города Саратова. Водохозяйственную обстановку в городе определяет деятельность предприятий: ОАО «Саратовский нефтеперерабатывающий завод», МУПП «Саратовводоканал», ООО «Саратоворгсинтез», ОАО «Саратовский подшипниковый завод», филиалы ОАО «Волжская ТГК» СарГРЭС — ТЭЦ-1, Саратовская ТЭЦ-2. Качество сточных вод, сбрасываемых в реку, из года в год не улучшается. Лишь единичные предприятия сбрасывают стоки без нарушения установленных нормативов, значительное количество сточных вод продолжает сбрасываться в водоемы без очистки [5].

По результатам органолептического анализа, цвет воды в пункте 1 во все годы наблюдения, кроме 2012 года, когда вода приобретает зеленый цвет, отсутствует. Вода пункта 2 имеет желто-зеленый цвет, обусловленный как бурным развитием сине-зеленых водорослей, так и загрязнением сточными водами. Прозрачность воды выше в пункте 1, по мере удаления от берега прозрачность воды увеличивается. Запах воды в пункте 1 изменяется от неопределенного до рыбного и интенсивность его 3 балла, что превышает ПДК. В пункте 2 интенсивность увеличивается до 4 баллов и имеет плесневый, гнилостный запах с резко выраженным запахом нефтепродуктов.

Сведения о гидрохимических показателях воды исследуемых участков приведены в таблице.

Активная реакция среды находится в пределах допустимых значений. Жесткость воды, превышающая ПДК, наблюдается в пункте 2 только в 2012 г. Нитраты, нитриты, хлориды и сульфаты присутствуют в незначительном количестве. Биохимическое потребление кислорода (БПК) исследованной воды не превышает ПДК, а химическое потребление кислорода (ХПК) превышает и со временем наблюдается его рост. Содержание нефтепродуктов и железа не превышает ПДК в обоих пунктах только в 2010 г. В остальные годы наблюдается превышение ПДК этих показателей. Максимальная концентрация нефтепродуктов характерна для пункта 2 в 2011 г. Наибольшая концентрация железа характерна для пункта 1. Фенолы, медь, свинец превышают ПДК в 2011-2012 гг. Содержание взвешенных частиц во все годы наблюдений в обоих пунктах не превышает ПДК.

Оценка качества воды природных водоемов проводилась также с помощью биологических методов, которые дают возможность для объективного заключения о качестве водной среды. Достоверным индикатором опасных загрязнений является также прибрежное обрастание. В чистых водоемах (пункт 1) эти обрастания ярко-зеленого цвета или имеют буроватый оттенок. Для загрязненных водоемов (пункт 2) характерны белые хлопьевидные образования и обрастания сине-зеленого цвета, так как состоят в основном из цианофитов, что происходит при избытке в воде органических веществ и повышении общей минерализации.

Увеличение антропогенной нагрузки на Волгу отражается на состоянии и развитии сообществ макрофитов, которые накапливая поллютанты, информируют о загрязнении водной среды и служат индикатором ее долгосрочных изменений [7]. Для многих макрофитов характерны определенные особенности, которые индицируют изменения параметров среды. Видами, индицирующими загрязнение водоема тяжелыми металлами, являются роголистник темно-зеленый, рдесты блестящий, курчавый и пронзеннолистный, значительное количество которых встречается в воде обоих пунктов. На загрязнение органическими веществами и эвтрофирование указывают такие виды, как уруть колосистая, рдест курчавый, камыш озерный и роголистник темно-зеленый.

По общей суммарной степени загрязнения (ОССЗ) вода пункта 1 относится ко второй степени загрязненности — слабо загрязненная, вода пункта 2 имеет четвертую степень загрязненности — сильно загрязненная (рис.А).

По комбинаторному индексу загрязнения (КИЗ) в пункте 1 наблюдается снижение качества воды с 4 до 5 класса загрязненности, а пункте 2 — с 3 по 5. В 2011 году отмечена максимальная величина КИЗ, и ингредиенты (нефтепродукты, свинец, медь и др.), в связи со значительной величиной общего оценочного балла (выше 16), выделяются как лимитирующие показатели загрязненности (рис.Б).

Таким образом, характерно снижение качества водной среды по критерию органолептических показателей, а также наблюдается тенденция к превышению ПДК по ряду ингредиентов. Отмечается увеличение степени загрязнения в разные с 3 по 5 классы качества, т. е. от экологически полноценных водоемов к экологически неблагополучным. Биоиндикационный анализ подтвердил ухудшение экологического состояния водной среды исследованных пунктов, о чем свидетельствует видовой состав гидрофитов и их обилие.

1. Забурдаева Е.А. Биоиндикация, диагностика и нормирование качества пресных вод с учетом природных особенностей и назначения водных объектов: Автореф. дисс…. канд. биол. наук. — Москва, 2008. — 26 с.

2. Костылева Л.А. Оценка экологического состояния устья реки Дон по стабильности развития позвоночных гидробионтов: Автореф. дис. …канд. биол. наук. — Саратов, 2012. — 18 с.

3. РД 52.24.643—2002 Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. — СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. — 54 с.

4. СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. — 2001. — № 24. — 99 с.

5. Доклада об экологической ситуации в Саратовской области в 2010 году. —Саратов, 2011. —39 с.

6. Доклада о состоянии и об охране окружающей среды Саратовской области в 2011 году. — Саратов, 2012. — 236 с.

7. Балашов Л. С., Зуб Л. Н., Савицкий А. Л. Типы водоемов Киева по флористическому составу высшей водной растительности // Биология внутренних вод. — 2000. — № 1. — С. 5 — 11.

Гидрохимические показатели качества воды изученных участков

источник

И это все вода (Андриянов Дмитрий, Воронова Дарья, Константинова Василиса, Кривоногова Мария, Наумова Екатерина, Саможенова Александра, Солодкая Ольга, Чернышева Мария, МОУ СОШ № 162 г. Самары. Руководители: Константинова И.Ю., Бирюкова Н.Ф.)

Цель работы: изучение различных водных систем, расположенных на территории Самарской области. Место проведения: территория Самарской области. Время проведения: осень 2008-2009 года.
Работа реализована в рамках программы «В ответе за будущее». Программа реализуется Фондом «Устойчивое развитие» при финансовой поддержке Фонда Alcoa. Все химические анализы воды проводились реактивами ранцевой полевой лаборатории «НКВ-Р/м» производства ЗАО «Крисмас+».
Реализация проекта носит поэтапный характер. Первый этап: изучение притоков реки Волга, второй этап: изучение вод родников и источников. Следующим этапом планируется изучение искусственных водоемов.

1 этап. «Малые реки».
Было проведено 23 экспедиционных выезда, исследовано 20 малых рек — притоков р. Волги. В экспедициях мы собирали воду рек и анализировали ее в школьной лаборатории реактивами из химического рюкзачка. Всего было сделано 208 анализов собранной воды. Также вода проверялась на мутность при помощи диска Секке. По рекам Уса, Крымза, Чапаевка провели двойные экспедиции — исследовали истоки и устья, чтобы проследить динамику показателей, и, по возможности, выявить причины их изменения. Исследовали воды реки Волга — на входе в Самарскую область, на выходе из области, на входе в город Самару, на выходе и в черте города. Исследовали воду в искусственном водоеме — Куйбышевском обводнительно-оросительном канале. По всем экспедиционным выездам велись дневники. Всего в экспедициях участвовало 20 человек. Было проведено анкетирование местного населения по поводу экологического состояния водоемов. Делали забор воды с последующим исследованием ее химического состава. Всего было сделано 208 анализов. Определялась прозрачность воды. Велось визуальное наблюдение загрязнения окружающей среды. Так же проводились исследования на состав гидробионтов. Нам было интересно узнать, кто населяет воды малых рек.
Выводы
1) Местные жители, судя по анкетам, наблюдают изменение состояния рек, которые происходят последние 7-10 лет: более медленное течение, застойные явления, «цветение» и специфический запах, изменение видового состава и численности гидробионтов. Стали преобладать те виды, которые выживают в более загрязненной воде.
2) Реки Б. Кинель, Сургут, Кондурча, Сызранка, Тиширек имеют все определяемые показатели в пределах ПДК для поверхностных вод. Остальные реки имеют превышения ПДК по 1-2 показателям. Это говорит об относительной чистоте притоков реки Волги.
3) Вода реки Волга, входящая в пределы Самарской области из соседней Ульяновской, имеет превышение ПДК только по содержанию хлоридов в 2,3 раза. Далее этот показатель значительно снижается, даже ниже ПДК. Значит вода реки регенерирует. До г. Самары в Волгу впадают реки Сок и Уса, но они не вносят заметных изменений в показатели р. Волги. Из г. Самары вода выходит с показателями нитрит — анионов, превышающим ПДК в 2 раза. Это свидетельствует о попадании в реку бытовых сточных вод. Из области р. Волга выходит со всеми показателями в пределах нормы.
4) Все приведенные данные позволяют заключить, что река Волга и малые реки-притоки несут на себе следы деятельности человека. Но вода, благодаря самовосстановлению и самоочистке, находится в пределах ДК (которые человек сам же и установил). Часть этих веществ в огромных объемах вод реки Волги становиться менее заметным, часть оседает на дно, по берегам, но не исчезает бесследно. Какие-то формы животных, растений, бактерий используют их в своем обмене веществ, что может привести к загрязнению, зарастанию водоемов со всеми вытекающими последствиями.
5) Изменение химических показателей воды рек от истока до устья указывают на наличие воздействия человеческого фактора.
Без антропогенного воздействия гидросфере было бы легче, но уж если мы — люди появились и влияем, то необходимо беречь ее, и не только для собственной безопасности. Нашим проектом мы хотим привлечь внимание, как жителей области, так и руководителей предприятий к проблеме малых рек, за здоровую среду нашего обитания. Мы здесь живем, и наше здоровье напрямую зависит от степени чистоты среды нашего обитания.

2 этап. «Родники и источники».
Работу мы начали с изучения краеведческого материала и составления карты нахождения родников и источников. Мы выбирали наиболее доступные объекты, до которых мы смогли бы добраться на автобусе, т.к. планировали массовые выезды учеников нашей школы с целью заинтересовать их нашей работой. Совершили четыре экспедиции по Жигулевским горам. Проводили фото и видеосъемку, описывали окружение родника, делали заборы воды. Мы провели исследование семи источников, четыре из которых освящены и носят имена святых. Проводили химический анализ воды, определяли воду на вкус, цвет, запах, прозрачность.
Для всех источников составили паспорта. Данные химических исследований проанализировали и сделали выводы.
Полученные результаты и их обсуждения.
Показатели рН, наличие карбонатов, фосфат-аниона, нитрит- аниона и железа значительно ниже ПДК, установленных СанПином.
Показатели хлорид- ионы и ОЖ в 1,5- 3 раза выше нормы. Это можно объяснить близостью к водоносным слоям залежей карбонатов и хлоридов (доломиты, известняки, поваренная соль характерны для Жигулевских гор). Подземные воды, как правило, имеют эти показатели значительно выше норм для поверхностных вод, а именно с этим уровнем показателей мы ведем сравнение, т.к. нас интересует в первую очередь родник, как источник воды поверхностного использования — питание рек, растений, животных, человека.
По показателю катион — аммония пять из семи источников имеют превышения:
— источник Космы и Дамиана незначительно — на 0,31 мг/л. Это можно объяснить тем, что выход источника покрыт слоем воды, местность вокруг заболоченная. Несмотря на достаточно холодную воду (10 градусов), процесс разложения растений и погибших гидробионтов происходит и повышает уровень данного показателя. — источник Богородицы Всецарица — в 7 раз, Винный- в 14 раз. Эти источники расположены на территории населенных пунктов. В их воду как-то могли попасть стоки жизнедеятельности человека.
— источники Богородицы и Николая Чудотворца имеют превышение в 10 и 14 раз соответственно. Но они расположены далеко от населенных пунктов и других объектов деятельности человека. Вероятно, превышение норм можно объяснить близостью залега-ния нефтяных пластов. Впрочем, этим же можно объяснить и предыдущие два случая.
Воду всех источников мы тестировали, проращивая в ней семена фасоли.
Для наблюдения неслучайно были выбраны семена фасоли — они имеют достаточный запас питательных веществ и на начальных стадиях развития не нуждаются в дополнительном питании. Вода — главное, что им нужно. Велся дневник наблюдений, где фиксировались все изменения: набухание, размеры корней и стеблей, развитие придаточных корней, количество и размеры листьев. Затем была составлена таблица, куда занесены обработанные усредненные данные.
Проанализировав все показатели, мы пришли к выводу, что влияние на развитие семян главным образом оказывает показатель кислотности воды (рН). Все остальные характеристики не показали закономерного воздействия.

Итак:
1. Вода, имеющая слабощелочную (рН 7,5) или слабокислотную (рН 6,5) реакцию подавляет гниение, стимулирует рост и развитие проростков фасоли.
2. Вода, с показателями рН меньше 6,5 или больше 7,5 не препятствуют гниению семян и проростков.
3. Вода с показателями рН больше 7,5 пробуждающие действует на семена фасоли, стимулирует рост и развитие корневой системы, но подавляет развитие побега, что в конечном итоге приводит к 100% гибели проростков.
4. Вода с показателем рН меньше 6,5 стимулирует рост и развитие побега, но подавляет развитие корневой системы.
5. Водопроводная вода, пропущенная через фильтр, имеет хорошие показатели для пробуждения семян фасоли и их раннего развития, но, к сожалению, пройдя через фильтр, вода теряет свои живительные свойства. Стоит задуматься о пользе такого фильтра.

источник

История великой реки Волги насчитывает сотни миллионов лет, связана со многими природными катаклизмами, определившими направление ее движения и размеры, облик, конфигурацию речной сети, объемы стока, физико-химический состав воды, разнообразие флоры и фауны. В течение нескольких тысячелетий Поволжье привлекает внимание людей как удобный речной путь с севера на юг, с благоприятными для поселений и жизнедеятельности территориями, исключительно богатыми лесами, растительностью и животным миром, уникальными запасами по количеству и, особенно, по качеству рыбы [1].

При оценке экологического состояния региона и перспектив его развития ключевое значение имеет состояние водных ресурсов, во многом определяющее здоровье населения. В то же время, водные ресурсы являются наиболее уязвимым звеном биосферы. Это определяется тем, что:

— во-первых, все виды загрязнения атмосферы и почвы, в конечном счете, поступают в водоемы вместе с поверхностным стоком и суммируются со стоком из точечных источников загрязнения;

— во-вторых, гидробионты (особенно рыбы) являются наиболее чувствительным звеном водных биоценозов, для которых вода (в том числе и загрязненная) является постоянной средой обитания [2].

В настоящее время в бассейне Волги сосредоточено около 45% промышленного и примерно 50% сельскохозяйственного производства России. Из 100 городов страны с наиболее загрязненной атмосферой 65 расположены в бассейне Волги. Объем загрязненных стоков, сбрасываемых в бассейны региона, составляет 38% от общероссийского [3].

Со сточными водами в водоемы и водотоки поступают взвешенные вещества, легко окисляемые органические вещества, фосфор (фосфаты), соединения азота (азот аммонийный, нитриты, нитраты), сульфаты, хлориды, нефтепродукты, СПАВ, железо, медь, цинк, никель, фтор и др. Объем, состав и концентрации загрязняющих веществ в стоках зависят от специфики предприятий, технологических процессов и эффективности очистных сооружений. В местах сброса промышленных сточных вод наблюдается накопление в донных отложениях тяжелых металлов, нефтепродуктов, полиароматических углеводородов (ПАУ), полихлорированных бифенилов (ПХБ) [2].

Для коммунально-бытовых и сельскохозяйственных стоков свойственно высокое содержание взвешенных веществ, органических веществ и биогенов. В каждой области региона имеются бытовые свалки и полигоны твердых и жидких отходов. Со свалок и полигонов загрязняющие вещества с поверхностным и грунтовым стоком попадают в водоемы и водотоки [2].

Водохранилища и реки Поволжья активно используются для судоходства и рекреации. Главные виды перевозок — нефтепродукты, руды и инертные сыпучие материалы [2].

По данным экспертов, нагрузка на водные ресурсы Волги в восемь раз выше, чем нагрузка на водные ресурсы в среднем по России. Это неизменно сказывается на экологии одной из главных водных артерий страны [3].

В сложившейся кризисной ситуации по контролю за экологическим состоянием водохранилищ Волжского каскада особое значение приобретает объединение усилий различных природоохранных и контролирующих организаций с целью выполнения мониторинга экологического состояния водохранилищ [2].

В данной курсовой работе рассмотрим экологические проблемы реки Волги – как объекта экологического мониторинга и водоемов всего Волжского бассейна, и пути их решения.

Глава 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ВОЛГИ И ВОДОЕМОВ ВОЛЖСКОГО БАССЕЙНА

Проблема взаимодействия человека с природой во все времена была актуальной и довольно сложной. Особую остроту она приобрела в последние несколько десятилетий, в результате постоянно усиливающегося антропогенного воздействия на окружающую среду [4].

В жизни людей вода занимает особо важное положение среди природных сфер Земли, однако ее качество в большинстве водных объектов в настоящее время не соответствуют нормативным требованиям, установленным самими же людьми. Поэтому на современном этапе развития человеческой цивилизации проблема количества и качества пресной воды приобретает глобальный характер [4].

Серьезный ущерб водным и биологическим ресурсам реки Волги был нанесен в прошлом столетии, в процессе зарегулирования речного стока каскадом водохранилищ и плотинами гидроэлектростанций. Внесли свой «вклад» и многочисленные крупные промышленные центры, возникшие на берегах Волги и Камы, загрязняя речную воду миллионами тонн неочищенных промышленных и бытовых стоков. К сожалению, и в начале 21 века сложная экологическая ситуация мало изменилась. Но в гораздо худшем положении находятся водоемы низовьев Волги. Ярким примером является состояние малых рек и водоемов Саратовской области. Заросшие растительностью, заиленные и обмелевшие водотоки и водоемы с катастрофической скоростью теряют свое водохозяйственное, рыбохозяйственное и рекреационное значение. Ухудшение качества воды в них сказывается на жизнедеятельности гидробионтов, в том числе и рыб [4].

Физико-химические и биологические показатели водотоков и водоемов Волги формируется под влиянием климатических и почвенно-биологических факторов и, что самое важное, под влиянием водности реки Волги, а также зависят от характера и интенсивности производственно-хозяйственной деятельности в ее бассейне [4].

До недавнего времени основная масса этих водных объектов имела слабоминерализованную воду, благодаря связи с основным водотоком – рекой Волгой. В половодье водотоки и водоемы промывались волжскими водами, а в межень в них поступала вода через сеть ериков и проток, а также по искусственно созданным каналам. Водное население этих маломинерализованных озер и ильменей отличалось высокой продукционной способностью [4].

Многолетнее изучение гидрохимического и гидробиологического состояния водоемов, а также оценка возможности повышения эффективности их хозяйственного использования осуществляется на ряде водных объектов Волги и подстепных ильменей [3].

На всем своем протяжении Волга испытывает воздействие антропогенных факторов. Водные экосистемы не справляются с токсичными веществами, поступающими со стоками. Их объем и токсичность превышают возможности самоочищения. В результате река пополняется загрязняющими веществами, содержащимися в сточных водах, сбрасываемых предприятиями и коммунальным хозяйством [5].

Основной фазой водного режима рек Саратовской области является весеннее половодье, в период которого проходит от 60 до 100% годового объема стока (т a бл.1.1) [5].

Годовой объем стока рек Саратовской области *

Объем стока, средний по водности

На территории Саратовской области создано большое количество прудов и водохранилищ, которые аккумулируют в себе сток весеннего половодья, а также дождевые паводковые воды, которые затем используются на водоснабжение и орошение. В Левобережной части области пруды и водохранилища являются практически единственным источником водоснабжения населения, что подчеркивает их важное социально-экономическое зна чение [5].

1.1. Проблемы рыбного хозяйства

Результаты мониторинга указывают на значительные изменения гидрохимического и гидробиологического режимов исследуемых водоемов в зависимости от их обеспеченности пресными водами. Минерализация озер и ильменей увеличивается, как правило, от весны к осени. Минимальное значение минерализации характерно для лет с высоким половодьем, когда в них поступает большое количество талой, с малой минерализацией, воды, что приводит к ее разбавлению. В летне-осенний период, когда водоемы низовьев Волги переходят, в основном, на питание грунтовыми водами, а испарение резко возрастает, минерализация вод вновь увеличивается. В маловодные годы с низким половодьем многие водоемы низовьев Волги совсем не имеют связи с основным руслом реки, и уже к концу мая вода в них становится средне и высокоминерализованной (табл.1.2). Как следствие этого – подвергается изменению и видовой состав гидробионтов [4].

Одна из острых проблем – сине-зеленые водоросли, которые летом, обычно в июле, разрастаются вдоль берегов. Они покрывают до 20-30% водохранилищ и стали настоящим бедствием для Волги. Эти растения выделяют до 300 видов органических веществ, большая часть из которых ядовита. Отмершие водоросли, попадая на дно, увеличивают содержание фосфора и азота и создают идеальную среду для собственного самовоспроизведения. В результате происходит вторичное загрязнение [3].

При зарегулировании стока рек в условиях водохранилищ сине-зеленые водоросли получают возможность развиваться на значительной площади. Их массовое развитие вызывает такое явление как «цветение воды». Продолжительность «цветения» сине-зелеными в толще воды может продолжаться от нескольких дней до нескольких месяцев. В период массового развития летом, сине-зеленые находятся в толще воды в двух состояниях — колониальном, для которого характерно значительное разнообразие форм колоний с хорошо сформированной слизью и нейстонная фаза (в поверхностной пленке воды), для которой характерны агрегации, которые могут выбрасываться на берег и образовывать сухие корки, сохраняемые жизнеспособность длительное время. Механизм взрывного характера размножения заложен в колоссальном потенциале размножения сине-зеленых водорослей (до 1020 потомков одной клетки за сезон). Одним из факторов, обеспечивающих их развитие является обеспеченность минеральным фосфором, другим фактором — процесс заиления, поскольку илы — идеальный субстрат для развития сине-зеленых водорослей. Избыточная масса сине-зеленых способствует накоплению биологических токсикантов, выделяемых сине-зелеными в процессе их жизнедеятельности, которые опасны для различных гидробионтов и человека. Вода, насыщенная продуктами метаболизма водорослей, аллергенна, токсична и непригодна для питьевых целей [2].

Наибольшей степени развития сине-зеленые достигают в летний период в озерных участках водохранилищ, в устьях рек и в прибрежье. В местах же поверхностного скопления водорослей, на мелководных участках и в устьях рек биомасса сине-зеленых в водохранилищах может достигать до 20 — 30 г/м 3 , что соответствует интенсивному «цветению» воды (более 10 г/м 3 ). Путями преодоления отрицательных последствий «цветения» воды сине-зелеными водорослями являются:

— уменьшение нагрузки биогенных веществ (фосфор, азот) за счет контроля их источников;

— удаление биогенных веществ из воды, производство таких биогенных веществ, с которыми связан меньший синтез биомассы водорослей. Необходима Программа контроля эвтрофируемых водоемов, основанная на законе, предусматривающем установление на всех очистных сооружениях устройств для удаления из воды фосфатов [2].

Площадь мелководий на основных семи волжских водохранилищах превышает 360 тыс. га. Многие участки этих мелководий быстро зарастают и превращаются в болота и гниющие хляби. Они служат рассадником развития многочисленных паразитов рыбного хозяйства. Более 70% рыбного населения поражено гельминтозом, около 90% приходится на долю рыб-фенодевиантов, имеющих необычные внешние признаки, у отдельных видов популяций мальков достигает 100% [1].

1.2. Потеря плодородия почв

Вся структура подземной гидросферы, ее грунтовых и более глубинных пластовых вод изменена в бассейне Волги до неузнаваемости. Вместе с сезонным и многолетним регулированием уровня воды в водохранилищах, колеблется и уровень подземных вод: то поднимается вверх, то опускается вниз. Оттого в движении находится вся окрестная твердь земли, так что идет ее то подтопление, то осушение, то промерзание, то оттаивание, сопровождающиеся обрушениями, оползнями, просадками, сползаниями и провалами. Потому и рушатся фундаменты и строения, стоящие на ней, в сотнях городов и тысячах сел и деревень, вымокают и не вызревают сельскохозяйственные культуры и деградируют леса [1].

В наши дни не только поймы и заливные луга затоплены, но их оставшаяся в живых часть лишь кратковременно обводняется или вовсе не обводняется и, следовательно, не удобряется и не увлажняется. Она не промывается пресными грунтовыми водами, не пополняется ими, и потому не образуется пласт подземных пресных вод, который бы препятствовал подъему глубинных засоленных вод. Вот почему идет на больших площадях засоление грунтов. Почвы же из года в год не промываются, их санитарное состояние быстро ухудшается. Весь волжский каскад ГЭС возведен с нарушением санитарно – гигиенических условий. Получилось так, что вся экологическая система Волги находится в руках своевольных энергетиков. Санитарно – гигиенические пропускные участки на реке, без которых волжская экологическая система и дальше будет деградировать, не созданы [1].

Абсолютные потери земель в результате сооружения только 14 крупных водохранилищ на Волге составляют более 4 миллионов гектаров. Сюда входят затопленная суша, включающая сельскохозяйственные земли и леса, постоянно подтопленные и разрушенные от переформирования берегов земли, а также площади, отчужденные для размещения снесенных объектов. Вместе с абсолютными потерями земель были и другие, косвенные потери: некоторые земли утратили или резко снизили свою продуктивность в зонах сильного влияния водохранилищ. Эти потерянные земли составляют не менее 8 миллионов гектаров [1].

1.3. Энергетико-экологические проблемы

Основная задача эксплуатации ГЭС на Волге заключалась в покрытии пиковых нагрузок, возникающих в электросети в часы наиболее высокой потребности в энергии, а также в обеспечении частного и аварийного резервов единой энергосистемы в Европейской части страны. Но эта задача осталась нерешенной. Как не хватало энергии до строительства этих ГЭС, так недостает ее и в наши дни, только в меньших величинах [1].

Таким образом, гидроэнергетика лишает население плодородных земель в затапливаемой долине, ухудшает качество воды в водохранилищах, особенно при интенсивном развитии хозяйства на водосборе, ведет к подъему грунтовых вод выше плотины и осушению земель ниже по течению и т.д. Строительство каскада ГЭС, цепи водохранилищ привело к разрушению природной водной системы Волги. Из экологически стройного живого целого она превратилась в хаотическое образование, находящиеся на грани уничтожения в нем всего живого [1].

Для покрытия базовых нагрузок на берегах притоков и водохранилищ возводятся атомные станции. Ни одна из этих АЭС не имеет элементарного экологического обоснования. Весь мир знает, что АЭС нельзя возводить на плодородных землях, в густонаселенных районах, в верховьях крупных речных экологических систем, в геологически опасных структурах, в условиях опасного сброса тепла (две трети мощностей АЭС выбрасываются в тепло) и при наличии достаточного количества экологически безопасных энергетических ресурсов. Атомную энергетику считают экологически чистой и как самую водоемкую привязывают к крупным рекам. Как и многие ведомства, атомщики, производящие «мирную» энергию и ядерное оружие, сознательно или бессознательно игнорируют один из базовых законов – закон сохранения энергии и вещества. Они считают абсолютно нормальным забор из реки огромных объёмов воды и сброс их обратно в перегретом состоянии. Повышение температуры природной воды изменяет естественные условия для водных организмов, снижает количество растворенного кислорода, изменяет скорость обмена веществ. Донные речные организмы не выдерживают таких температурных стрессов и погибают, а у выживших наблюдаются хромосомные мутации. Повышение температуры в водоеме до 25-30С ведет к полной трансформации экосистемы. Постепенное загрязнение радионуклидами прилегающих акваторий также отрицается энергетиками. При этом ни одна атомная станция, привязанная к бассейну Волги, не прошла экологической экспертизы, ни по одной из них не была оценена коллективная доза [1].

Практика развития мировой энергетики показала, что решение ее проблем лежит на пяти фундаментальных путях:

— соблюдение экологической безопасности создания и эксплуатации энергетических установок;

— максимальное приближение источников энергии к потребителям;

— постоянное снижение затрат энергии на единицу вырабатываемой продукции;

— недопущение разрыва между потенциальными мощностями и используемой их долей;

— максимальный выход технически приемлемой энергии с квадратного метра [1].

1.4. Воздействие отраслей химического комплекса

Отрасли химического комплекса занимают второе после энергетики место по антропогенному воздействию на окружающую среду. Химические производства наиболее энергоемки и водоемки, то есть активно воздействуют на реку. Их стоки очень токсичны, поэтому вблизи заводов часто строят шламохранилища. К сожалению, через некоторое время отходы, которые выбрасывают химические предприятия на свалки, попадают в грунтовые воды и с ними поступают в Волгу. Все загрязняющие вещества, попадающие в воздух, в конце концов, оседают на водосборе и также попадают в реку, то есть все отходы промышленных предприятий рано или поздно оказываются в реке. Большинство химических предприятий в бассейне Волги совершенно изношены и требуют реконструкции и обновления технологических линий[1].

Концентрация химических соединений по течению реки может уменьшаться или увеличиваться в зависимости от объема стока основной реки, расходов и концентраций химических веществ в воде притоков, поступления подземных вод и масс загрязнений, сбрасываемых в Волгу с хозяйственно-бытовыми, производственными и талыми водами, которая нарастает от истока до устья [1].

На рис. 1.1-1.4 приведены балансовые схемы сброса в Волгу и ее основные притоки цинка и фенола с указанием масс загрязнений, сбрасываемых хозяйствующими субъектами в ряде областей Волжского бассейна [1].

Рис.1.1. Диаграмма распределения вклада в загрязнение р. Волги ионами цинка организованными выпусками стоков в Волжском бассейне

Рис. 1.2. Изменение суммарной массы ионов цинка, сброшенных со сточными водами на территории Волжского бассейна

Рис.1.3. Изменение суммарной массы ионов фенола, сброшенных со сточными водами на территории Волжского бассейна

Рис. 1.4. Диаграмма распределения вклада в загрязнение р. Волги ионами фенола организованными выпусками стоков в Волжском бассейне

Анализ данных, приведенных на рис. 1.1.-1.4, показывает, что в загрязнение Волги ионами цинка основной вклад вносит промышленность Москвы и Московской области (51,13%), фенолом – Вологодская и Московская области (68,55%) [1].

Очевидно, что для улучшения экологического состояния Волги (по указанным выше химическим веществам) необходимо обеспечить, прежде всего, снижение объемов загрязнений, поступающих от наиболее крупных источников. Нетрудно представить какой экологический ущерб системам питьевого водоснабжения городов, расположенных на берегах Волги, наносит сброс фенолов, сбрасываемых в водоемы Волжского бассейна. Фенолы поступают в Волгу через ее приток р. Мологу, и далее это загрязнение транспортируется водами Волги до Каспийского моря [1].

Аналогично можно представить маршруты движения других загрязнений. Например, промышленностью Москвы в реку Москву в 2000 году было сброшено 143,5 т ионов цинка, 51,13% от суммарной массы ионов цинка, сброшенных в водоемы Волжского бассейна. Река Москва впадает в Оку, которая у Нижнего Новгорода вливается в Волгу. Приемником загрязнений в конченом итоге является Каспийское море – замкнутый водоем с уникальной, исключительной флорой и фауной [1].

1.5. Экологические проблемы сельского хозяйства и животноводства

Сельское хозяйство, которое длительное время считалось безвредной отраслью, сейчас можно сравнить с самым опасным промышленным производством. Из-за отсутствия у нас в стране перерабатывающей базы более половины продукции приходит в негодность. Для удовлетворения потребности ее производство наращивалось за счет включения в оборот все больших площадей мелиорированной земли. К ветровой и водной эрозии почвы добавилась водная эрозия от полива, засоление и подтопление земель. В результате в степном Заволжье грунтовые воды на нулевой отметке, все погреба затоплены, обочины дорог превратились в каналы [6].

По мнению экологов, повсеместное крупномасштабное использование полива оказывает мощное воздействие на плодородие почв, ухудшает качество воды в водохранилищах, озерах и реках, приводит к трансформации наземных и водных экосистем [6].

Самую настоящую крупномасштабную химическую войну напоминает борьба с сорняками и животными-вредителями сельского хозяйства, которая отражается на здоровье сельского и городского населения. Применение пестицидов наносит огромный ущерб наземным и водным экосистемам, устойчивости лесов и садов, от их применения в последующие годы снижается продуктивность. Большинство пестицидов разлагается крайне медленно, а потому накапливается в почвах, грунтовых и поверхностных водах, концентрируются в донных осадках рек и водохранилищ. В бассейне Волги чрезмерное применение пестицидов уже привело к реальным генетическим изменениям у людей и животных [6].

Бытовые стоки и стоки животноводческих комплексов сходны в том, что при их очистке стоит задача минерализации органического вещества. У нас в стране, как в том, так и в другом случае применяется только аэробная очистка, после которой сбрасываются воды с высоким содержанием минеральных соединений азота и фосфора. Неурегулированный рост численности домашних животных, низкий уровень очистки сточных вод позволяют предположить, что интенсивность воздействия животноводства на водные экосистемы выше, чем поселений человека. Этому способствует отсутствие специально подготовленных водопоев и привязка стад к ручьям, рекам и к самой Волге. Летние лагеря крупного рогатого скота размещают в водоохранной зоне [6].

Животноводство часто выпадает из поля зрения жарких экологических дискуссий. Однако, как и химизация сельского хозяйства, как и мелиорация, монокультурная специализация, животноводство, развиваясь в экстенсивном русле, ведет к серьезной трансформации водных экосистем и даже их гибели[6].

Глава 2. ОСНОВНЫЕ ПУТИ ОЗДОРОВЛЕНИЯ ВОЛГИ И ВОЛЖСКОГО БАССЕЙНА

Решение социально-экономических задач

В течение многих десятилетий в Волжском бассейне наращивался промышленный потенциал, шла интенсивная урбанизация территории, при этом игнорировались реальные возможности природных комплексов – водных, лесных, земельных ресурсов и экологических систем бассейна – по адаптации к антропогенным нагрузкам. Негативные процессы и тенденции экстенсивного хозяйствования накопились в Волжском бассейне до такой степени, что привели природную среду региона к рубежу необратимых изменений, а сам регион – в один из экологически неблагоприятных в стране[1].

Строительство Волжско-Камского каскада гидроузлов позволило решить ряд важных социально-экономических задач, в том числе:

— создание глубоководного пути для речного транспорта;

— выработка дешевой электроэнергии с покрытием пиковых нагрузок региона;

— регулирование в течение года стока реки Волги для решения указанных задач и для обеспечения безопасного для населенных пунктов, народнохозяйственных объектов и природных комплексов пропуска паводковых вод;

— повышение надежности функционирования систем водоснабжения городов и сельскохозяйственных полей [1].

Но это же и привело к негативным результатам:

— затопление земель (пашен, сенокосов, пастбищ);

— перенос населенных пунктов, домовладений, переселение жителей;

— подтопление больших территорий городов, лесов, сельхозугодий;

— сокращение в несколько раз общей продуктивности рыбного хозяйства, кардинальное изменение сортности рыб;

— уничтожение нескольких тысяч памятников истории, культуры, архитектуры [1].

Отсутствие средств на проведение капитального и текущего ремонта систем и сооружений гидроузлов, включая ГЭС, шлюзовые устройства, системы инженерной защиты территорий, на берегоукрепление, очистку русел в зонах влияния водохранилищ создают повышенную техногенную опасность, приводит к деградации экологических систем и природных комплексов [1].

Учитывая значимость Волги, Волжского бассейна в становлении и развитии российского государства, в формировании его национальной культуры, науки, здравоохранения, проблема экологического оздоровления и обеспечения перехода региона к устойчивому развитию является важнейшей национальной проблемой Российской Федерации. Река Волга является главным источником водных ресурсов Каспийского моря – крупнейшего замкнутого водоема Планеты. Волга обеспечивает примерно 80% суммарного стока вод в Каспийское море. Площадь бассейна Каспийского моря составляет 3,0 млн. км 2 , 45% этой площади (1 млн.358 тыс. км 2 ) приходится на бассейн Волги [1].

Федеральная целевая программа «Возрождение Волги»

Кризисная экологическая ситуация в бассейне реки Волги явилась основанием для разработки и осуществления федеральной целевой программы «Оздоровление экологической обстановки на реке Волге и ее притоках, восстановление и предотвращение деградации природных комплексов Волжского бассейна», которая получила высокую оценку отечественных и зарубежных специалистов как первая в мировой практике целевая программа, направленная на экологическое оздоровление крупнейшей реки Европы – Волги и обеспечение перехода Волжского бассейна к устойчивому развитию [1].

Мероприятия Программы разработаны и реализуются по следующим направлениям:

— экологически безопасное развитие промышленного производства — за счет экономии сырьевых и энергетических ресурсов, широкого внедрения малоотходных и безотходных технологических процессов, технического перевооружения и реконструкции экологически опасных производств, глубокой переработки и утилизации промышленных отходов, сокращения удельных расходов воды, уменьшения сбросов сточных вод и выбросов загрязняющих веществ;

— экологически безопасное развитие сельского хозяйства — за счет применения экологически безопасных сельскохозяйственных технологий, обеспечивающих повышение продуктивности сельскохозяйственных угодий и восстановление природных комплексов;

— восстановление, использование и охрана водных объектов — за счет осуществления мероприятий по улучшению экологического состояния малых рек и их водосборов, обустройства водоохранных зон, строительства водоохранных сооружений, рационального использования водохранилищ;

— предотвращение деградации лесов, сохранение растительного и животного мира, развитие системы особо охраняемых природных территорий — за счет восстановления и сохранения лесных насаждений, осуществления комплекса лесомелиоративных мероприятий, укрепления и развития служб борьбы с лесными пожарами, совершенствования системы кадастров лесов, флоры и фауны;

— повышение рыбопродуктивности водоемов — путем создания в водной среде благоприятных экологических условий для восстановления и повышения биологической продуктивности, обеспечения оздоровления мест обитания и нереста рыбы с доведением качества воды до рыбохозяйственных нормативов;

— создание системы мониторинга окружающей среды — за счет развития аэрокосмических и наземных средств наблюдений, внедрения территориальных геоинформационных систем;

— оздоровление экологической обстановки в городах и поселках городского типа — за счет развития систем водоснабжения и канализации, озеленения, улучшения планировки жилых районов и выноса за их пределы экологически опасных производств, развития городского электрического транспорта;

— экологическое образование, воспитание и информация населения — за счет создания в Волжском бассейне системы экологического образования, включающей подготовку и распространение учебных программ, подготовку и переподготовку кадров, развитие системы внешкольного образования, издание научной и научно-популярной литературы для просвещения населения;

— правовое, нормативное и научно-техническое обеспечение реализации Программы — за счет разработки нормативно-правовых актов, методологии рационального природопользования и охраны окружающей среды, энерго- и ресурсосберегающих технологий, прогнозирования изменений природной среды, совершенствования экономического механизма реализации природоохранных мероприятий [7].

Реализация программных мероприятий ФЦП «Возрождение Волги» происходит в период значительного спада производства во всех сферах национального хозяйства, что привело к частичному сокращению объемов загрязнений, поступающих в окружающую среду, и к некоторому улучшению экологической обстановки в Волжском бассейне [1].

Программные мероприятия, выполненные к настоящему времени, уже дали позитивные результаты по дальнейшему улучшению экологической обстановки в Волжском бассейне, что достигнуто усилиями всех субъектов РФ, расположенных на его территории [1].

Результаты реализации путей оздоровления реки Волги и Волжского бассейна

Улучшение экологической обстановки связано с совершенствованием производственных процессов в различных отраслях экономики с обеспечением экологической безопасности, энергоресурсосбережения, очистки производственных, хозяйственно-бытовых и поверхностных сточных вод, очистки газовых выбросов промышленности, энергетики, транспорта. Заметное улучшение экологической обстановки на территории ряда городов Волжского бассейна достигнуто градостроительными методами, в том числе: выносом за пределы городских территорий экологически опасных производств; развитием дорожной сети, строительством объездных дорог и дорог-дублеров; озеленением городских территорий с созданием парков, скверов, рекреационных зон и аллей; выполнением большого объема работ по лесовосстановлению; переводом общественного автомобильного транспорта на электрический транспорт; очисткой водоемов на территории городов – рек, озер, прудов, водохранилищ с благоустройством водоохранных зон; снижением до нормативов шумовых загрязнений и т.д. Важное значение для восстановления и сохранения биоразнообразия имеет постоянное увеличение в регионах площадей охраняемых природных территорий. Тревогу вызывает значительное сокращение продуктивности рыбного хозяйства и особенно его сортности за период ввода в эксплуатацию Волжско-Камского каскада гидроузлов. ГЭС не располагают рыбопропускными устройствами, и плотины, подобно тромбам на реках, перекрывают проход рыб на нерест [1].

В настоящее время выполняется большой объем работ на территории Волжского бассейна для сохранения биоразнообразия, повышения продуктивности рыбного хозяйства и восстановления его сортности. Создается развитая сеть рыбопитомников, реконструируются плотины гидроузлов, значительно увеличиваются площади нерестилищ с созданием благоприятных экологических условий для нереста ценных видов рыб [1].

Ключевой проблемой экологического оздоровления реки Волги и ее притоков, обеспечения экологической безопасности на территории Волжского бассейна является экономическая эффективность промышленности, сельского хозяйства, энергетики и транспорта. Современные тенденции научно-технического прогресса предопределяют необходимость включения экологических факторов в оценку экономической эффективности любого производства. Экономические механизмы решения задач экологического оздоровления Волги включают:

— льготное кредитование и льготное налогообложение при внедрении малоотходных, энергоресурсосберегающих производственных процессов;

— стимулирование поэтапного снижения загрязнения природной среды в соответствии с установленными ограничениями на выбросы (сбросы) загрязняющих веществ;

— повышение налогообложения экологически опасной продукции, а также продукции, выпускаемой с применением экологически опасных технологий;

— совершенствование ценовой политики с обеспечением учета экологических свойств продукции;

— применение льготного кредитования и передача части средств экологических фондов предприятиям и организациям для осуществления мер по гарантированному снижению выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в окружающую среду;

— создание экологических фондов бассейна Волги по обеспечению экологической безопасности, по воспроизводству и охране природных ресурсов [1].

В настоящее время проблема загрязнения водных объектов является наиболее актуальной. Но, даже понимая всю важность роли воды в жизни, человечество продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами [6].

В данной контрольной работе мной рассмотрена проблема загрязнения реки Волги и Волжского бассейна. На сегодня нельзя не обращать внимания на эту проблему, так как на будущих поколениях скажутся все последствия антропогенного воздействия на одну из крупнейших рек мира.

В первой главе представлен анализ причин экологического кризиса в Волжском бассейне. Кризисная экологическая ситуация оказывает негативное влияние на все сферы жизнедеятельности населения региона, а также на здоровье людей, являясь одной из основных причин заболеваемости и смертности.

Во второй главе рассмотрены практические меры, обеспечивающие экологическое оздоровление реки Волги и ее притоков, предотвращение деградации и восстановление природных комплексов Волжского бассейна, создание благоприятных экологических условий для жизнедеятельности людей.

Гидрохимические показатели Волги в маловодные годы*

источник