Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Оценка органического и биогенного загрязнения рек Курской области для гидроэкологического нормирования
ВАК РФ 25.00.27, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия
Автореферат диссертации по теме "Оценка органического и биогенного загрязнения рек Курской области для гидроэкологического нормирования"
004
На правах рукописи
606864
/
СОЛОВЬЕВА Юлиана Александровна
ОЦЕНКА ОРГАНИЧЕСКОГО И БИОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ РЕК КУРСКОЙ ОБЛАСТИ ДЛЯ ГИДРОЭКОЛОГИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ
25.00.27 - гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук
Воронеж 2010
• 1 гИО/17070
004606864
Диссертационная работа выполнена на кафедре физической географии и геоэкологии Курского государственного университета
Научный руководитель:
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Кумани Михаил Владимирович
Официальные оппоненты:
доктор географических наук, профессор Мишон Виталий Михайлович
кандидат географических наук Дегтярь Александр Владимирович
Ведущая организация:
географический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
Защита состоится «15» июня 2010 года в 13.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.036.02 при Воронежском государственном педагогическом университете по адресу: 394043, г. Воронеж, ул. Ленина, д. 86, ауд. 408.
С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Воронежского государственного педагогического университета.
Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 394043, г. Воронеж, ул. Ленина, д. 86, ВГПУ, естественно-географический факультет, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 212.036.02.
Тел., факс: 8 (4732) 55-19-49. E-mail: shmykov@vspu.ac.ru
Автореферат разослан « ? » мая 2010 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета, У///-' Шмыков В.И.
кандидат географических наук, ^
доцент
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. В связи с осознанным и разносторонним включением России в мировую концепцию устойчивого развития, происходит совершенствование экологического нормирования уровней воздействия на различные компоненты природных комплексов, в том числе на водные ресурсы. Для нормирования воздействия различных водопотребителей, особенно в процессе отведения сточных вод в поверхностные водные объекты, очень важно соблюсти баланс между природоохранными требованиями и сохранением функционирования предприятий. С этой точки зрения многие ученые (Дмитриев В.В., Фрумин Г.Т., 2000, 2004; Волков И.В. с соавт., 1993, 1996) говорят о необходимости использования при нормировании сбросов загрязняющих веществ региональных, или даже бассейновых характеристик гидрохимического режима водных объектов. В то же время существующие ПДК для водоемов хозяйственно-питьевого и рыбохозяйственного назначения едины для всей территории РФ, вне зависимости от условий формирования водных ресурсов и их гидрохимического режима.
В настоящее время в Курской области накоплен огромный объем гидрохимической информации на сети Росгидромета, в организациях Министерства природных ресурсов, у водопользователей, выполняющих предписанный им программой мониторинг. Поэтому крайне необходим глубокий всесторонний анализ всей базы данных вне зависимости от ее ведомственной принадлежности с целью выявления региональных закономерностей формирования гидрохимического режима. Предприятиям-водопользователям необходимо учитывать результаты анализа органического и биогенного загрязнения рек для оптимизации использования водных ресурсов, водоотведения и системы мониторинга поверхностных вод.
Цель работы - оценка гидрохимического режима поверхностных вод при различных уровнях антропогенных воздействий на примере рек Курской области для усовершенствования систем мониторинга и нормирования хозяйственного воздействия на качество вод в целях охраны и рационального использования водных ресурсов территории.
Для достижения этой цели решались следующие задачи:
- анализ существующих методов оценки загрязнения поверхностных вод;
- определение условий формирования гидрологического и гидрохимического режима рек Курской области;
- сбор, анализ и статистическая обработка данных многолетних наблюдений за гидрологическими и гидрохимическими показателями водных объектов исследуемой территории;
- анализ сезонного режима и многолетней динамики содержания биогенных и органических веществ в реках Курской области;
- выявление источников поступления и накопления органических и биогенных веществ в водных объектах в различных природно-хозяйственных условиях в разные фазы гидрологического режима;
з
- установление связи многолетней динамики содержания растворенных органических и биогенных веществ в реках с изменениями основных показателей сельскохозяйственного и промышленного производства на водосборной территории;
- разработка рекомендаций по оптимизации системы водопользования, ведения мониторинга гидрохимического состояния водных объектов и качества поверхностных вод.
Объект исследования - реки Курской области.
Предмет исследования - природные факторы, хозяйственная деятельность и внутриводоемные процессы, влияющие на гидрохимический режим рек.
Основные положения работы, выносимые на защиту:
1. Методика исследования органического и биогенного стока рек в условиях антропогенного воздействия на поверхностные воды.
2. Результаты изучения условий формирования органического и биогенного стока веществ и его влияния на качество поверхностных вод.
3. Оценка сезонной динамики содержания растворенных органических и биогенных веществ в реках Курской области.
4. Оценка многолетней динамики содержания растворенных органических и биогенных веществ в реках при разных уровнях сельскохозяйственного и промышленного производства в Курской области.
5. Применение выявленных закономерностей для рациональной организации системы водопользования, мониторинга и оптимизации расчета фоновых концентраций и нормативов допустимых сбросов (НДС).
Теоретическая и методологическая база исследований
Методологической основой исследования является бассейновая концепция. Исследование базируется на разработках ведущих отечественных школ и их представителей в области гидрологии, гидрохимии, бассейноведения, ланд-шафтоведения, эрозиоведения, геоэкологии, инженерной гидрологии.
Результаты исследований O.A. Алекина, A.M. Никанорова, Ф.Н. Милько-ва, Н.И. Маккавеева, Н.И. Коронкевича, C.B. Ясинского, Г.Т. Фрумина, В.В. Дмитриева, Н.И. Алексеевскою, Л.Ф. Литвина, P.C. Чалова, В.П. Герасименко, И.А. Шикломанова, В.И Сметанина, Б.И. Кочурова, Н.И. Хрисанова, Г.К. Оси-пова и других ученых определили выбор методов исследования автора.
При выделении бассейнов рек и оценке их влияния на сток органических и биогенных веществ использованы научные подходы Л.М. Корытного, В.М. Смольянинова, Г.М. Черногаевой и др.
Исходные материалы и методы исследования
В основу работы положены результаты полевых исследований автора (2004-2007 гг.), многолетних наблюдений за состоянием поверхностных вод Федеральной сети наблюдений ГСН Росгидромета, территориального центра «Курскгеомониторинг», многолетних наблюдений за состоянием поверхностных вод, проводимых МУП «Горводоканал» г. Железногорска и МУП «Горво-доканал» г. Курчатова и учеными КГУ, а также опубликованные источники по данной теме.
В работе использовались гидрохимические наблюдения за период с 1991 по 2008 годы включительно, проводившиеся в более 50 створах; было проанализировано более 1500 проб по 10 показателям и ингредиентам.
В ходе работы применялись традиционные методы географических исследований: полевых исследований, географо-гидрологический, бассейновый подход, сравнительно-описательный, математико-статистический. При этом были использованы программные средства Статистика (версия 7), MS Excel.
Научная новизна
Впервые для рек Курской области детально исследована сезонная и многолетняя динамика содержания растворенных органических и биогенных веществ при разных уровнях сельскохозяйственного и промышленного производства. Проанализированы взаимосвязи органических и биогенных загрязнителей между собой, выявлены источники их поступления в водные объекты изучаемой территории.
Личный вклад
Автор определяла цели и задачи, методы исследования, использованные в работе, принимала участие в полевых работах, сборе и систематизации фактических данных с применением программных продуктов. Ею выполнен анализ полученных результатов, разработаны рекомендации по ведению мониторинга поверхностных вод, расчетов нормативов допустимых сбросов для предприятий-водопользователей.
Практическое значение работы
Данные, полученные в результате исследований, внедрены при разработке НДС для различных предприятий области, уточнены фоновые характеристики загрязняющих веществ для водоемов - приемников сточных вод (имеется справка о внедрении). Результаты работы были использованы в учебном процессе в Курском государственном университете при разработке практических и лекционных занятий по курсам «Экологическое проектирование и экспертиза», «Геоэкология и рациональное природопользование», «География Курской области» (имеется справка о внедрении).
Апробация работы
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийских конференциях молодых учёных «Общие и прикладные вопросы эрозионных и русловых процессов» (Волгоград, 2006 г., Курск, 2008 г.), на VIII Региональной научно-практической конференции РГНФ (Курск, 2006 г.), на Двадцать первом межвузовском координационном совещании по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Чебоксары,
2006 г.), на Десятом международном симпозиуме по речным наносам (Москва,
2007 г.), на Международной научно-практической конференции «Геоэкологические исследования и их отражение в географическом образовании» (Курск, 2007 г.), на Международной конференции «Месторождения природного и техногенного сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поиска, экологическая геология» (Воронеж, 2008 г.), на Международной научно-практической конференции «Экологическая геология: научно-практические, медицинские и экономико-правовые аспекты» (Воронеж, 2009 г.) на IX Все-
российской и IV Международной конференции «Теория и практика экологического страхования: региональный фактор» (Курск, 2009).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из которых 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Список литературы включает 154 наименования, из них 7 на иностранном языке. Работа изложена на 180 страницах, включает 40 рисунков, 9 таблиц и 5 приложений.
Защищаемые положения
1. Методика исследования органического и биогенного стока рек в условиях антропогенного воздействия на поверхностные воды
Ведущими специалистами географами, гидрологами, гидроэкологами (Алекин, Никаноров, Жердев, Волков, Дмитриев, Фрумин, Коронкевич, Зайцева, Ясинский, Алексеевский, Литвин, Петин, Кумани, Смольянинов, 1980-2009, и др.) разработаны методы изучения антропогенных воздействий на поверхностные воды, дана оценка вклада различных источников в загрязнение вод, разработаны критерии качества поверхностных вод. Проведенный анализ литературных источников позволил реализовать методику исследования органического и биогенного загрязнения рек Курской области, базирующуюся на неразрывной связи качества вод с характером антропогенной нагрузки на водосборной территории и учетом особенностей гидрологического режима рек (рис. 1). В исследовании применялись географо-гидрологические, статистические и сравнительные методы, позволившие выявить генезис загрязнений, сезонную и многолетнюю динамику концентраций растворенных органических и биогенных веществ.
Система оценки качества природных вод, действующая на данный момент в Российской Федерации и, в частности, в Курской области, имеет определенные недостатки. Предоставляемая гидрохимическая информация сравнивается с нормативами предельно допустимых концентраций (ПДК) растворенных в воде веществ, едиными для всей России, и выражается в форме гидрохимических индексов, которые часто приводят к простому усреднению, не достаточно объективно отражая при этом истинную гидроэкологическую обстановку. Поэтому в методике исследования автора основной упор делается на использование значений фоновых концентраций растворенных загрязняющих веществ для гидроэкологического нормирования.
Объекты мониторинга
Исходные данные
Методы изучения и анализа
Качество поверхностных вод
Данные многолетних наблюдений за гидрохимическим составом поверхностных вод
Статистическая обработка многолетних данных с целью выявления взаимосвязей, закономерностей, определяющих загрязнение поверхностных вод
Выявление сезонной и многолетней динамики орг. и биог. веществ при различных уровнях антропогенного воздействия
Использование
результатов
исследования
Л
Источники антропогенного воздействия
Ж
Гидрологический режим
Данные многолетних наблюдений за изменением количественных и качественных показателей с/х производства
Данные о г/х составе и объемах сбросов сточных вод с очистных сооружений предприятий, дренажных вод
Данные по стоку рек во все гидрологические сезоны года
Сведения о расходах воды в пунктах гидрохимических наблюдений
\/
Выявление многолетней динамики показателей сельскохозяйственного производства
Выявление влияния сбросов з/в на качество природных вод методом сравнения показателей загрязнения в сбросах, фоновых и контрольных створах
Разработка мероприятий по оптимизации водопользования и мониторинга загрязнения поверхностных вод органическими и биогенными веществами
Рис. 1. Методика исследования органического и биогенного стока рек в условиях антропогенного воздействия на поверхностные воды
2. Результаты изучения условий формирования органического и биогенного стока веществ и его влияния на качество поверхностных вод
Курская область расположена на юго-восточных склонах Среднерусской возвышенности в пределах лесостепной зоны. Западная часть ее территории находится в бассейне Днепра (79% площади), восточная - в бассейне Дона.
Геологические условия на территории области благоприятны для инфильтрации атмосферных осадков и талых вод, которые формируют верхние водоносные горизонты, а структура рельефообразующих и материнских пород способствует обогащению вод ионами кальция, железа, меди, гидрокарбонат-ионом.
Расчлененность рельефа способствует быстрому поступлению атмосферных осадков в реки и развитию эрозии почв. Однако при этом могут ухудшаться условия питания подземных вод. Таким образом, эрозионно-опасный рельеф способствует увеличению ливневого и половодного стока рек и обогащению поверхностных вод взвешенными веществами органического и биогенного происхождения.
По количеству выпадающих осадков Курская область относится к умеренно-влажной зоне. Годовые суммы осадков имеют общую тенденцию к уменьшению с северо-запада (550-600 мм) на юго-восток (480-500 мм). Большая часть осадков (60-80%) выпадает в весенне-летний период. Среднегодовая сумма испарения с суши изменяется от 480 до 655 мм/год, максимум испарения наблюдается в июле-августе, минимум - в декабре-январе. Летние осадки выпадают неравномерно и часто носят ливневый характер.
На территории Курской области преобладают черноземы (61,4%), которые наиболее богаты гумусом среди всех типов почв. Поэтому их смыв способствует попаданию в реки веществ органического происхождения. Серые лесные почвы распространены на северо-западе области и занимают 19,7% от площади всех почв.
Леса Курской области при низком показателе лесистости 8% не могут выступать в качестве мощного почвозащитного и водоохранного фактора.
Хотя речная сеть в Курской области довольно развита, через ее территорию не протекают многоводные реки. К категории «больших» относятся 2 реки (Сейм, Псел), К категории «средних» - 6 (Свапа, Тускарь, Оскол, Тим, Кшень, Олым). 99,1% от количества всех водотоков относятся к категории «мельчайших», «самых малых» и «малых» и составляют 82,6% общей протяженности речной сети области. Особенностью гидрологического режима рек является то, что на период половодья приходится более 70% общего годового стока. На этот же период приходится более 80% твердого стока. Как следствие, в реки за период половодья поступает большое количество загрязняющих веществ с водосборной территории, и прежде всего это вещества биогенного и органического происхождения.
Курская область - аграрный регион Черноземья, и пашня на ее территории занимает 60-80% от площади водосбора рек. Поступление в реки органических остатков и биогенных веществ происходит в результате водно-эрозионных
процессов на пашне в период весеннего половодья и ливневых паводков. Существенный вклад в загрязнение органикой и биогенами вносит выпас крупного рогатого скота, размещение его летних лагерей и животноводческих комплексов в поймах рек.
В Курской области поверхностные воды подвергаются значительному антропогенному воздействию на территории Курского, Курчатовского и Желез-ногорского промышленных ареалов. Основные источники поступления органических и биогенных веществ - сточные воды очистных сооружений и сток с урбанизированных территорий. В Железногорском промышленном ареале к этому добавляется сброс дренажных вод из карьера и с отвалов Михайловского горно-обогатительного комбината.
На территории промышленных ареалов подземные воды первых от поверхности горизонтов подвергаются загрязнению нефтепродуктами, аммонийным азотом, фенолами и др. веществами органического и биогенного происхождения. Загрязнение может проникать в поверхностные воды в меженные периоды, когда возрастает доля грунтового питания.
В Курском промышленном ареале загрязнению подвергаются реки Сейм, Тускарь и Кур. Но уже в фоновых створах для г. Курска ПДК но некоторым показателям органического и биогенного загрязнения превышены (табл. 1, рис. 2).
Таблица I
Органические и биогенные вещества за 2008 год в фоновых и контрольных
створах для г. Курска
\ створ фоновый контрольный фоновый контрольный
\ Сейм, Лебяжье Сейм,ниже сброса с очистных Тускарь, Щетинка Тускарь, Курск пдк
показатель сооружений Курска
бпк5 2,11 2,74 2,33 2,34 2,00
нефтепродукты 0,053 0,076 0,059 0,100 0,050
спав 0,002 0,020 0,001 0,020 '~~~0,100
N44 0,37 0,58 0,47 0,50 0,39
N02 0,023 0,031 0,022 0,029 0,020
фосфаты 0,093 0,112 0,090 0,107 0,200
Присутствие в поверхностных водах в значительном количестве загрязнителей биогенного и органического происхождения обусловлено характером антропогенных воздействий в сочетании с природными особенностями области. Поэтому необходимо уделять особое внимание веществам биогенного и органического происхождения при контроле качества вод в Курской области.
0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 О
Рис. 2. Содержание нефтепродуктов в фоновом (Тускарь, Щетинка) и контрольном (Тускарь, Курск) створах для г. Курска за 2002-2008 годы
Аналогичная ситуация характерна и для других ареалов интенсивного антропогенного воздействия. Однако промышленному загрязнению поверхностные воды подвергаются локально, а диффузные и точечные источники сельскохозяйственного загрязнения, расположенные по всему водосбору, формируют повышенные фоновые значения биогенных и органических показателей по всей длине рек.
3. Оценка сезонной динамики содержания растворенных органических и биогенных веществ в реках Курской области
Ежедекадные наблюдения за изменениями концентраций загрязняющих веществ органического и биогенного происхождения в течение 2002-2008 года проводились в фоновом створе на реке Реут выше г. Курчатов, в пункте наблюдений, принадлежащему МУП «Горводоканал» г. Курчатова и в фоновых створах рек Речица и Погарщина, принадлежащих МУП «Горводоканал» г. Желез-ногорска. Также были использованы данные гидрохимических наблюдений на реках Курской области, проводимых Росгидрометом и территориальным центром «Курскгеомониторинг». Ввиду недостатка данных гидрохимического состава вод у истоков рек (которые можно было бы принимать за фоновые), автором были использованы пункты наблюдений в верховьях рек Виногробль, Тим, Кшень и Оскол для оценки, главным образом, сезонной динамики концентраций фенолов. Таким образом, были исследованы реки различных категорий длины, испытывающие и не испытывающие влияние промышленных и хозбы-товых сбросов, реки агроландшафтов и реки, пересекающие урбанизированные территории (рис. 3). Однако основной упор делался на изучение рек агроландшафтов.
мг/л
2002 г. 2003 г. 2004 г. 2005 г. 2006 г, 2007 г. 2008 г.
□ нефтепродукты, Тускарь, Щетинка КЗ нефтепродукты, Тускарь, Курск — ПДК
водоканалам
0 Пункты наблюдений сезонной динамики фенолов
Рис. 3. Пункты наблюдений за гидрохимическим составом вод на территории
Курской области
Проведенный статистический анализ данных многолетних наблюдений позволил установить, что сезонный ход концентраций всех форм азота (аммонийного, нитратного, нитритного) имеет схожие черты: для рек Курской области они минимальны в мае и первой половине лета (рис. 4). Нитраты в это время активно потребляются фитопланктоном, водными растениями и денитрифицирующими бактериями несмотря на то, что в воде одновременно происходят процессы окисления аммония до нитратов - нитрификация. Аммонийный азот и нитриты принимают минимальные значения еще и потому, что процессы разложения белковых веществ в речных водах (один из источников их возникновения) в это время практически отсутствуют. Концентрации форм азота увеличиваются со второй половины лета и достигают максимума в конце осени-начале зимы. Это связано с процессами разложения водной растительности и биохимической деградации белковых веществ. Зимой концентрации форм азота несколько снижаются в связи с затуханием процессов разложения органического вещества при понижении температуры воды.
Для рек Курской области характерно превышение ПДК нитритов и аммонийного азота практически во все сезоны года.
Содержание фосфатов в реках области характеризуется наличием их максимальных концентраций в летний период (рис. 4). Летние пики концентраций фосфатов связаны с их выходом из адсорбированного состояния на донных отложениях в растворенное (коэффициент корреляции между фосфатами и взвешенным веществами равен 0,82). Этот процесс зависит от
„
аммонийный азот, •
мг/л
•
• ,
• • » »
, «
• пдк
* . . • . Даты
13-1 7.2 3.3 283 22.4 175 11 6 6.7 31.7 25.8 19.9 14 10 8 11 3.12 28.12
12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 12.10 12.11 12.12
мг Ог/л •
•
. « • #
•
• • • * • . к п ПК* • , •• — —47 •
• •!
Ч • • У' • .. ■ \ • / • •• •
* • •
даты • 4
12.1 12.2 12.3 12.4 125 12.6 127 128 129 1210 1211 1212
Рис. 4. Содержание аммонийного азота, фосфатов и биохимическое потребление кислорода (полное) в р. Реут по сезонам года
температурного режима водоема (коэффициент корреляции между температурой воды и концентрацией фосфатов равен 0,98). Результатом повышенного содержания фосфатов в летний период является бурное развитие водной растительности в реках и их почти полное зарастание на мелководных участках.
Биохимическое потребление кислорода (БПК) - показатель качества воды, характеризующий суммарное содержание в воде органических веществ. Сезонный ход БПК для рек Курской области имеет следующий вид: минимальные значения величина БПК принимает в феврале и начале марта (до начала весеннего половодья) (рис. 4), так как в это время при минимальных температурах воды процессы окисления органического вещества практически не происходят. Во время весеннего половодья с водосборной территории в русло реки поступают вещества органического происхождения и при повышении температуры воды начинаются процессы окисления органики. Величина БПК начинает увеличиваться и достигает максимальных значений в июне, так как уже при более высоких по сравнению с периодом весеннего половодья температурах, процессы окисления органического вещества, поступившего с водосбора, усиливаются. Вместе с этим в конце весны начинается рост сначала бурых, а затем сине-зеленых водорослей, которые в процессах своей жизнедеятельности активно потребляют кислород. С начала лета до конца августа значения БПК начинают снижаться, так как в это время года в воде развивается высшая водная растительность, способная в результате фотосинтеза выделять в водоемах в водную среду кислород. С октября по декабрь в реках наблюдается второй пик значений БПК, и на этот раз он происходит в результате отмирания и разложения водной растительности, зоопланктона и ухудшения кислородного режима под ледяным покровом.
При анализе загрязнения рек нефтепродуктами выявлено повышение их концентраций в период весеннего половодья и во время дождевых паводков (рис. 5). Это происходит в результате смыва нефтепродуктов с водосбора и взмучивания со дна. Таким образом, в период весеннего половодья и паводков нефтепродукты попадают в водоемы с водосборной территории. Повышенные концентрации нефтепродуктов в меженные периоды связаны с их образованием в результате внутриводоемных процессов.
Сезонная динамика содержания в реках Курской области синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) имеет следующие черты: увеличение их концентраций наблюдается перед началом половодья. В это время, при плохом кислородном режиме водоемов, СПАВ не окисляются и происходит их накопление в реках. СПАВ, присутствуя в водах даже в небольших концентрациях (0,05 - 0,10 мг/л), способны активизировать токсичные вещества, адсорбированные на донных отложениях. Это доказывают корреляционные связи между СПАВ и фенолами (0,91), СПАВ и нефтепродуктами (0,43).
мг/л
1 1 т > . / 1,1 1 ;; 1 / 1 <1 ? 1 к
Г* 1'г V К^л.
¿588
—>—Речица —"-Погарщина Рис. 5. Содержание нефтепродуктов в реках Речица и Погарщина за 2003 - 2007 г.
Особое внимание в работе уделено фенолам, так как эти токсичные вещества часто обнаруживаются в реках области и, как правило, их концентрации значительно превышают ПДК. Сезонная динамика концентраций фенолов рассматривалась как в створах рек, испытывающих влияние урбанизированных территорий и сбросов с очистных сооружений, так и в створах рек агроланд-шафтов.
0,016 0,014 0,012
ПДК
м <*> о ^
о> о> ст> о о
Рис. 6. Содержание фенолов в реках агроландшафтов по сезонам года
В результате было выявлено, что в реках, испытывающих влияние урбанизированных территорий и сбросов хозяйственно-бытовых сточных вод, сезонный ход концентраций фенолов не наблюдается и повышение их содержания может происходить в разные гидрологические сезоны года, так как зависит
от внешних источников - сбросов с очистных сооружений и стока загрязняющих веществ с урбанизированной территории. В отличие от этого, концентрации фенолов в реках агроландшафтов подвержены сезонной динамике.
На рис. 6 показан сезонный ход концентраций фенолов в створах рек Ви-ногробль, Геросим, Тим, Кшень, Оскол с распаханностью водосборов 70-80%. Летний пик концентраций связан с повышением температуры воды и активизацией процессов образования соединений фенольного ряда при разложении органического вещества различного происхождения, несмотря на то, что с ростом температуры идёт обратный процесс - увеличивается скорость распада фенолов. Зимние пики концентраций обуславливаются ингибированием процессов микробиологической деградации фенолов, а также тем, что разложение других ароматических соединений могло приостановиться на стадии образования фенолов.
Наличие повторяющегося из года в год сезонного хода концентраций фенолов в реках, не подверженных влиянию хозяйственно-бытовых и промышленных стоков, говорит о том, что они образуются в результате внутриводоемных процессов и имеют автохтонное происхождение. Этот вывод подтверждают корреляционные связи между концентрациями фенолов и растворенным кислородом (0,59), нитритами (0,56), ВПК (0,45).
4. Оценка многолетней динамики органических и биогенных веществ в реках при разных уровнях сельскохозяйственного и промышленного производства в Курской области
В 1990-е годы в Курской и других областях ЦЧР при изменении экономических условий произошло снижение сельскохозяйственного производства. За время проведения экономических реформ в 1990-х годах в Курской области посевные площади сократились более чем на 20%, внесение минеральных и органических удобрений - соответственно в 10 и 8 раз. Поголовье крупного рогатого скота (КРС) за период с 1990 по 2000 год сократилось почти в 10 раз. В первом десятилетии XXI века посевные площади сократились на 10%, поголовье КРС - почти в 4 раза, внесение органических удобрений - более чем в 6 раз по сравнению с уровнем 2000 г. Количество вносимых минеральных удобрений в течение 2000-2003 годов оставалось на приблизительно одинаковом уровне, а с 2004 года начало увеличиваться и в целом за десятилетие по сравнению с уровнем 2000 года увеличилось почти в 2,5 раза (рис. 7).
Резкое сокращение и изменение характера хозяйственной нагрузки на аг-роландшафты Курской области в последнее десятилетие XX века и в первое десятилетие XXI века позволили наглядно оценить влияние различных факторов на экологическое состояние и режим гидрохимического стока рек. Речной сток стал индикатором и интегральной характеристикой совокупности природных и хозяйственных воздействий на водосбор и все компоненты его ландшафтных комплексов, включая рельеф, почвенный и растительный покров, поверхностные и подземные воды.
9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
1 1 1 Посевные плошади, тыс. га; Поголовье КРС, тыс.
4
\
■ -V
—
удобре тыс 1 ■ ннн,^
т 1— N -- ___ - - «■ . .-4
2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
годы
- посевн.площ.
■ поголовье КРС
минер, удобр * орг. удобр.
Рис. 7. Динамика характеристик сельскохозяйственного производства в
Курской области
мг/л
Ч : * 1 - - -
1 1— —1 К^! 1--1 |--1 1--1
о
1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 —•—аммон.азот —■— фосфаты —БПК5 - * нитраты
Рис. 8. Содержание органических и биогенных веществ за 1992-2007 г. (р. Псел, с. Горналь)
Для оценки влияния изменений сельскохозяйственной деятельности на качество поверхностных вод были использованы данные наблюдений, проведенных на многих реках области, но в качестве наиболее характерного примера представлены наблюдения, проведенные на р. Псел (левый приток Днепра) в створе у с. Горналь. Расположенные на водосборе реки южные районы Курской обл. (Обоянский, Беловский, Суджанский) имеют высокоразвитую сельскохозяйственную инфраструктуру. Пашня здесь занимает 60-80% территории. Основные характеристики степени воздействия на гидрохимический сток р. Псел хозяйственной деятельности - концентрации растворенных в воде нитратного и аммонийного азота, минерального фосфора и органического вещества по биологической потребности кислорода (БПК5). Анализ источников поступления биогенных и органических веществ в речную сеть показал, что основные из них - это предприятия агропромышленного комплекса, их пахотные угодья, а также
пастбища и лагеря КРС в поймах рек. Поэтому изменения условий и объемов сельскохозяйственного производства в период с 1990 по 2008 годы привели к изменению антропогенного воздействия на ландшафты Курской области.
На рис. 8 приведены кривые, характеризующие изменение содержания минерального фосфора, аммонийного и нитратного азота, органических веществ среднем за год с учетом периода весеннего половодья.
В стоке р. Псел наиболее существенное сокращение содержания аммонийного азота во все сезоны гидрологического года пришлось на 1992-1995 годы, когда резко уменьшилось количество вносимых на поля минеральных и органических удобрений.
Среднегодовые концентрации нитратного азота за период 1990-х годов сократились почти в 3 раза; в период с 2004 по 2008 годы наблюдается их повышение в связи с увеличением количества вносимых минеральных удобрений. Следовательно, основной источник поступления этой и всех остальных форм азота в речную сеть - вынос его с сельскохозяйственных угодий в период весеннего половодья.
За период исследований в 2-3 раза сократился и сток растворенных органических веществ. Во все сезоны года наиболее существенное снижение БПК5, как и аммонийного азота, произошло в начале исследуемого периода (с 1992 по 1996 г.). Это указывает на то, что значительная часть поступления органических веществ в реки зависит от интенсивности эрозионных процессов на пашне в период формирования весеннего склонового стока и от доз внесения органических и минеральных удобрений на поля. Однако увеличение БПК5 в период с 2001 по 2008 годы связано с увеличением количества нефтепродуктов в р. Псел, которые до 2000 года в данном створе обнаруживались редко.
Сток минерального фосфора в р. Псел за весь период наблюдений изменился меньше всего: его среднегодовые значения снизились на 20-30%. Из почвы фосфор вымывается медленнее, чем азот и органические вещества. Поэтому в начале исследуемого периода, несмотря на сокращение доз внесения удобрений, вынос фосфора с пашни даже увеличился из-за ухудшения агротехники при незначительном сокращении площадей пашни. Во второй половине 1990-х годов произошло сокращение посевных площадей и количества внесенных удобрений. Прекратилась распашка неудобных и наиболее эродированных участков пашни, что и привело к сокращению интенсивности эрозионных процессов, а в конечном итоге к меньшему выносу с полей фосфора. В это же время сокращалось поголовье КРС и интенсивность его выпаса в поймах рек, что также способствовало сокращению стока растворенного минерального фосфора.
Изменение стока органических и биогенных веществ в створах, испытывающих влияние урбанизированных территорий, было рассмотрено на примере г. Курска. Были использованы данные о гидрохимическом составе вод за период с 2002 по 2008 годы в 4 створах, 2 из которых являются для г. Курска фоновыми (Сейм, Лебяжье; Тускарь, Щетинка) и 2 - контрольными (Сейм, ниже очистных сооружений г. Курска; Тускарь, Курск). Было проанализировано со-
держание биогенных веществ (аммонийный и нитритный азот, фосфаты) и органических (бпк5, нефтепродукты, спав).
Основным источником поступления биогенных веществ на территории г. Курска являются сбросы с очистных сооружений, и многолетние изменения их содержания в контрольных створах рек практически совпадают с изменениями в поступлении биогенов со сбросами с очистных сооружений (рис. 9).
Однако в фоновых створах для г. Курска в последние годы имеется тенденция к увеличению содержания некоторых биогенных и органических веществ. Так, стабильно превышаются ПДК по нитритам (с 2005 г.), аммонийному азоту (с 2008 г. в р. Тускарь) и БПК5 (с 2006 г.). При этом в течение исследуемого периода наблюдается тенденция снижения содержания биогенных веществ в контрольных створах для г. Курска. Это связано со значительным уменьшением объемов промышленного производства, с улучшением технологии очистки отработанных вод, обязательным введением и соблюдением на предприятиях-водопользователях нормативов допустимых сбросов.
Рис. 9. Изменение содержания фосфатов в створах, испытывающих влияние урбанизированных территорий г. Курска и их поступление со сточными водами
Таким образом, многолетние показатели содержания растворенных биогенных и органических веществ в реках Курской области зависят в значительной степени от условий ведения сельскохозяйственного производства: площадей пахотных угодий, доз внесения на них органических и минеральных удобрений, выпаса в поймах рек и размещения здесь летних лагерей КРС. Многолетние показатели содержания растворенных биогенных и органических веществ на участках рек, испытывающих влияние урбанизированных территорий, во многом зависят от качества очистки отработанных вод и объема сбросов сточных вод.
5. Применение выявленных закономерностей для рациональной ор-
ганизации системы водопользования, мониторинга и оптимизации расчета фоновых концентраций и нормативов допустимых сбросов (НДС)
Для рациональной организации системы водопользования и мониторинга качества поверхностных вод природоохранными организациями и предприятиями-водопользователями, необходимо учитывать то, что периоды минимального и максимального содержания различных веществ органического и биогенного происхождения в реках Курской области не совпадают во времени (табл. 2). Поэтому при отборе проб мало учитывать только лишь гидрологический сезон. Кратность отбора проб в течение года должна основываться на том, чтобы были захвачены все характерные значения концентраций веществ - как максимальные, так и минимальные. Только в этом случае обеспечивается достоверная картина гидрохимической ситуации в том или ином створе.
При расчете значений фоновых концентраций необходимо иметь в виду, что концентрации веществ органического и биогенного происхождения в реках Курской области даже при отсутствии влияния хозбытовых и промышленных сбросов в течение года варьируются. Так, в фоновом створе на реке Реут в течение 2008 года концентрации нитратов изменялись от 0 до 13,34 мг/л, аммонийного азота - от 0 до 1,86 мг/л, фосфатов - от 0 до 1,16 мг/л, значения БПКП0ЛН - от 0,24 до 9,53. Перед расчетом фоновой концентрации для каждого вещества из рядов данных удаляются аномально высокие или низкие значения концентрации, появление которых связано с грубыми ошибками при получении информации.
Для того, чтобы не возникало вопроса, откуда взялось то или иное аномально высокое или низкое значение концентрации вещества, необходимо отбирать несколько проб как в лимитирующий период, так и в период минимального содержания каждого вещества для подтверждения природного характера динамики его содержания в поверхностных водах.
В методике расчета нормативно допустимых сбросов (НДС) не существует четких требований к кратности отбора проб в год для получения данных о концентрациях веществ в фоновых створах. На сегодняшний день практика природоохранных организаций допускает, что при ведении мониторинга можно отбирать пробы 1 раз в квартал, то есть всего 4 раза в год. При такой периодичности отбора проб высока вероятность получить неточные данные, не отобрав пробу вещества в период его максимального содержания в речных водах. При этом фоновая концентрация может иметь меньшее значение, и, соответственно, значение нормативов допустимого сброса для предприятия будет излишне жестким. Это может привести к дополнительным сложностям в его функционировании.
При неучете периодов минимального содержания веществ, значение НДС для предприятия будет заниженным. При этом в водемах-приемниках сточных вод может нарушиться экологическое равновесие в результате повышения содержания и накопления загрязняющих веществ. Поэтому для получения точной картины гидрохимической ситуации, и как следствие, получение на основе расчетов по этим данным адекватных значений НДС, предприятиям-
водопользователям необходимо отбирать пробы чаще, чем 4 раза в год. Если это невозможно, то при четырехкратном отборе проб органических и биогенных веществ необходимо учитывать периоды их максимального и минимального содержания (табл. 2).
Таблица 2
Периоды минимальных и максимальных значений концентраций растворенных в воде веществ биогенного и органического происхождения для рек Курской области
Вещества и показатели 1-й лимити-рую-щий период максимального содержания 2-й лимити-рую-щий период максимального содержания 1-й период минимального содержания 2-й период минимального содержания
фосфаты Летняя межень (июль) Зимняя межень (январь) Конец зимней межени (февраль) Начало зимней межени (декабрь)
Аммонийный азот Перед началом ледостава(ноябрь-декабрь) Перед вскрытием рек ото льда (февраль-март) Летняя межень (июнь-июль)
Нитратный азот Перед вскрытием рек ото льда (март) Перед началом ледостава(декабрь) Летняя межень (июль-август)
Нитритный азот Перед началом ледостава (ноябрь-декабрь) Перед вскрытием рек ото льда (февраль-март) Начало летней межени (май-июнь)
БПК Летняя межень (июнь) Перед началом ледостава (декабрь) Конец зимней межени (февраль) Конец летней межени (сентябрь)
Нефтепродукты Весеннее половодье (март-апрель) После прохождения паводков Летняя межень (июнь) Перед наступлением ледостава (ноябрь)
Фенолы рек агроландшаф-тов Летняя межень (август) Конец зимней межени (февраль) Начало зимней межени (ноябрь)
СПАВ Перед вскрытием рек ото льда (март) Перед наступлением ледостава (ноябрь)
Полученные в работе данные о сезонной динамике загрязняющих веществ, необходимо учитывать и при организации водопользования. Расчет допустимых воздействий предприятий-водопользователей при нормировании во-доотведения, качества и объема сбрасываемых в водные объекты сточных вод, должен базироваться на выявленных закономерностях сезонной динамики биогенных и органических веществ, их свойствах в природных водах и взаимосвя-
зи во внутриводоемных гидрохимических процессах.
Выводы и предложения:
1. При организации исследования органического и биогенного загрязнения рек в условиях антропогенного воздействия, была реализована методика, базирующаяся на неразрывной связи качества вод с характером антропогенной нагрузки на водосборной территории и учетом особенностей гидрологического режима рек. В результате была выявлена сезонная и многолетняя динамика содержания органических и биогенных веществ в реках Курской области, определены источники поступления и накопления этих веществ в различных природ-но-хозяйственных условиях.
2. Природно-климатические особенности Курской области в целом способствуют присутствию в реках биогенных и органических веществ, и характер хозяйственной деятельности на водосборных территориях приводит к усилению органической и биогенной нагрузки на поверхностные воды.
3. Промышленному загрязнению поверхностные воды подвергаются локально, в пределах Курского, Железногорского и Курчатовского промышленных ареалов. Значительный вклад в формирование качества вод вносят диффузные и точечные источники сельскохозяйственного загрязнения, расположенные по всему водосбору, формирующие повышенные фоновые значения биогенных и органических показателей по всей длине рек.
4. Фосфаты, формы азота, БПК в реках области имеют явно выраженный сезонный ход концентраций. Периоды максимального и минимального содержания этих веществ не совпадают во времени и обусловлены как бассейновыми, так и в значительной степени внутриводоемными процессами.
5. Органические вещества сугубо техногенного происхождения - СПАВ, также имеют сезонный ход концентраций, связанный с особенностями кислородного режима водоемов. Для нефтепродуктов сезонный ход концентраций зависит от особенностей весеннего половодья и паводков.
6. Концентрации фенолов в реках агроландшафтов также подвержены четкой сезонной динамике. Это вместе с корреляционными связями между фенолами и другими веществами и показателями свидетельствует об их автохтонном происхождении.
7. Многолетние показатели содержания растворенных биогенных и органических веществ в реках агроландшафтов зависят в значительной степени от условий ведения сельскохозяйственного производства: площадей пахотных угодий, доз внесения на них органических и минеральных удобрений, выпаса в поймах рек и размещения летних лагерей КРС. Так, резкое сокращение и изменение характера сельскохозяйственного производства на водосборах в 19921995 годы привело к снижению в реках концентраций форм азота и значений БПК.
8. Снижение содержания биогенных веществ в контрольных створах для г. Курска связано со значительным уменьшением объемов промышленного производства, с улучшением технологии очистки отработанных вод, обязатель-
ным введением и соблюдением на предприятиях-водопользователях нормативов допустимых сбросов.
9. При организации мониторинга органического и биогенного загрязнения поверхностных вод, необходимо учитывать не только гидрологический сезон, но и не совпадающие во времени периоды минимального и максимального содержания различных веществ в реках.
10. Так как концентрации веществ органического и биогенного происхождения в реках в течение года варьируются, то необходимо отбирать несколько проб в каждом характерном периоде для подтверждения природного характера их сезонной динамики при расчете фоновых концентраций для водных объектов Курской области.
11. Для получения точной картины гидрохимической ситуации, и как следствие, адекватных значений НДС, предприятиям-водопользователям необходимо отбирать пробы чаще, чем 4 раза в год. Если это невозможно, то при четырехкратном отборе проб органических и биогенных веществ необходимо учитывать периоды их максимального и минимального содержания.
Список основных публикаций по теме диссертации:
1. Кумани, М.В. Загрязнение малых рек ЦЧО фенолами и биогенными веществами / М.В. Кумани, Ю.А. Соловьева // Геоэкологические исследования Курской области. - Курск: издательство Курского государственного ун-та, 2005. -С. 133-142.
2. Кумани, М.В. Динамика изменения элементов городских геосистем в современных социально-экономических условиях / М.В. Кумани, О.П. Лукашова, A.A. Борзенков, Ю.А. Соловьёва // Материалы VIII Региональной научно-практической конференции РГНФ. - Курск: изд-во Курского государственного ун-та, 2006. - Ч.2.- С. 91-97.
3. Кумани, М.В. Влияние эрозии почв на загрязнение малых рек ЦЧО фенолами и биогенными веществами / М.В. Кумани, Ю.А. Соловьёва // Двадцать первое межвузовское координационное совещание по проблемам эрозионных, русловых и устьевых процессов (г. Чебоксары, 10-13 октября 2006 г.). - Чебоксары, 2006-С. 138-140.
4. Kumani, M.V. Balance of contaminants dissolved and absorbed by slime coming from urban watersheds / M.V. Kumani, A.A.Borzenkov, J.A. Soloviova // Proceedings of the 10th International Symposium on River Sedimentation ( August 1- 4). -Moscow, 2007. - Volume 5. - P. 180-185.
5. Кумани, М.В. Влияние горных работ Михайловского ГОКа на экологическое состояние поверхностных вод / М.В. Кумани, A.A. Борзенков, P.A. Попков, Ю.А. Соловьёва // Месторождения природного и техногенного сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поиска, экологическая геология. Материалы международной конференции, посвященной 90-летию Воронежского государственного университета. - Воронеж, 2008. - С. 313-315.
6. Кумани, М.В. Влияние горных работ Михайловского ГОКа на загрязнение рек / М.В. Кумани, A.A. Борзенков, Ю.А. Соловьева // Экологическая геология:
5. Кумани, M.B. Влияние горных работ Михайловского ГОКа на экологическое состояние поверхностных вод / М.В. Кумани, A.A. Борзенков, P.A. Попков, Ю.А. Соловьёва// Месторождения природного и техногенного сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поиска, экологическая геология. Материалы международной конференции, посвященной 90-летию Воронежского государственного университета. - Воронеж, 2008. - С. 313-315.
6. Кумани, М.В. Влияние горных работ Михайловского ГОКа на загрязнение рек / М.В. Кумани, A.A. Борзенков, Ю.А. Соловьева // Экологическая геология: научно-практические, медицинские и экономико-правовые аспекты. Материалы международной научно-практической конференции. - Воронеж, ВГУ, 2009. -С. 82-84.
7. Кумани, М.В. Учет сезонной динамики биогенного загрязнения рек для оценки экологических рисков водопользователей / М.В. Кумани, Ю.А. Соловьева // Труды IX Всероссийской и IV Международной конференции «Теория и практика экологического страхования: региональный фактор». -Москва: «НИЦ «Экопроект» (ЗАО), 2009. - С. 80-83.
8. Соловьёва, Ю.А. Влияние эрозионных и русловых процессов на фенольное загрязнение рек / Ю.А. Соловьёва // Общие и прикладные вопросы эрозионных и русловых процессов. - М: Географический факультет МГУ, 2006. - С. 216219.
9.* Кумани, М.В. Баланс растворённых и адсорбированных на взвешенных наносах загрязняющих веществ урбанизированных водосборов / М.В. Кумани, A.A. Борзенков, Ю.А. Соловьёва // Вестник ВГТУ. Т.З. №2, 2007 -С. 12-21
10.* Гонеев, И.А. Влияние крупного горнорудного предприятия на состояние здоровья населения на территории загрязнения земель и водных объектов тяжелыми металлами (на примере Курской области) / И .А. Гонеев, М.В. Кумани, Ю.А. Соловьева, Ю.Н. Кириченко // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». - 2009. - Вып. 3. -С. 125-133.
11.* Кумани, М.В. Загрязнение поверхностных вод, донных отложений и почв в зоне влияния Михайловского ГОКа / М.В. Кумани, A.A. Борзенков, И.А. Гонеев, Ю.А. Соловьева // Проблемы региональной экологии. - 2010. -JV» 1.-С. 37-42.
Примечание: * - статьи, опубликованные в издании, рекомендованном ВАК РФ
Изд-во Курского государственного университета 305000, г. Курск, ул. Радищева, д. 33 Подписано в печать 4 мая 2010 г. Тираж 100 экз. Заказ № 2229
Отпечатано в лаборатории информационно-методического обеспечения КГУ
Содержание работы:
1. Глава 1: Методы оценки загрязнения природных вод
1.1. Современные представления о факторах и источниках загрязнения природных вод
1.2. Методы химического анализа природных вод
1.3. Методы оценки состояния поверхностных вод по гидрохимическим показателям
1.3.1. Метод сравнения с нормативами ПДК
1.3.2. Методы комплексной оценки качества воды
1.4. Статистические методы обработки гидрохимической информации
1.5. Методика расчета фоновых концентраций химических веществ
1.6. Методика расчета нормативов допустимых сбросов
1.7. Методика, принятая в исследовании
2. Глава 2: Физико-географические и антропогенные факторы формирования гидрологического и гидрохимического режима рек Курской области
2.1. Геологическое строение
2.2. Рельеф
2.3. Подземные воды района исследования
2.3.1. Основные водоносные горизонты; химический состав подземных вод
2.3.2. Загрязнение подземных вод
2.4. Поверхностные воды
2.4.1. Особенности гидрографии
2.4.2. Гидрологический режим и сток рек
2.4.3. Качество поверхностных вод исследуемой территории
2.5. Почвенно-растительный покров
2.6. Влияние промышленности и сельского хозяйства на загрязнение рек
3. Глава 3: Сезонная динамика концентраций растворенных веществ органического и биогенного происхождения в реках Курской области
3.1. Сезонная динамика биогенных веществ
3.2. Сезонная динамика органических веществ
3.3. Источники загрязнения рек фенолами и сезонная динамика их концентраций
4. Глава 4: Многолетняя динамика содержания органических и биогенных веществ в реках Курской области
4.1. Многолетняя динамика содержания органических и биогенных веществ в реках агроландшафтов
4.2. Многолетняя динамика содержания органических и биогенных веществ в реках, испытывающих влияние урбанизированных территорий
5. Глава 5: Рекомендации по рациональной организации системы водопользования, мониторинга и оптимизации расчета фоновых концентраций и нормативов допустимых сбросов (НДС)
Содержание диссертации, кандидата географических наук, Соловьева, Юлиана Александровна
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД.
1.1. Современные представления о факторах и источниках загрязнения рек
1.2. Методы химического анализа природных вод.
1.3. Методы оценки состояния поверхностных вод по гидрохимическим показателям.
1.3.1. Метод сравнения с нормативами ПДК.
1.3.2. Методы комплексной оценки качества воды.
1.4. Статистические методы обработки гидрохимической информации.
1.5. Методика расчета фоновых концентраций химических веществ.
1.6. Методика расчета нормативов допустимых сбросов.
1.7. Методика исследований, принятая в работе.
ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО И ГИДРОХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА РЕК КУРСКОЙ ОБЛАСТИ.
2.1. Геологическое строение.
2.2. Рельеф.
2.3. Климатические условия.
2.4. Подземные воды района исследования.
2.4.1. Основные водоносные горизонты; химический состав подземных вод
2.4.2. Загрязнение подземных вод.
2.5. Поверхностные воды.
2.5.1. Особенности гидрографии.
2.5.2. Гидрологический режим и сток рек.
2.5.3. Качество поверхностных вод исследуемой территории.
2.6. Почвенно-растительный покров.
2.6.1. Почвы.
2.6.2. Растительность.
2.7. Влияние промышленности и сельского хозяйства на загрязнение рек.
ГЛАВА 3. СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА КОНЦЕНТРАЦИЙ РАСТВОРЕННЫХВЕЩЕСТВ ОРГАНИЧЕСКОГО И БИОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В РЕКАХ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ.
3.1. Сезонная динамика биогенных веществ.
3.2. Сезонная динамика органических веществ.
3.3. Источники загрязнения рек фенолами и сезонная динамика их концентраций.
ГЛАВА 4. МНОГОЛЕТНЯЯ ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ РАСТВОРЕННЫХ БИОГЕННЫХ И ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В РЕКАХ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ.
4.1. Многолетняя динамика содержания растворенных биогенных и органических веществ в реках агроландшафтов.
4.2. Многолетняя динамика содержания органических и биогенных веществ в реках, испытывающих влияние урбанизированных территорий.
ГЛАВА 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МОНИТОРИНГУ, РАЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ РАСЧЕТА ФОНОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ И НОРМАТИВОВ ДОПУСТИМЫХ
СБРОСОВ (НДС).
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка органического и биогенного загрязнения рек Курской области для гидроэкологического нормирования"
Актуальность исследования. В связи с осознанным и разносторонним включением России в мировую концепцию устойчивого развития, происходит совершенствование экологического нормирования уровней воздействия на различные компоненты природных комплексов, в том числе на водные ресурсы. Для нормирования воздействия различных водопотребителей, особенно в процессе отведения сточных вод в поверхностные водные объекты, очень важно соблюсти баланс между природоохранными требованиями и сохранением функционирования предприятий. С этой точки зрения многие ученые (Дмитриев В.В., Фрумин Г.Т., 2000, 2004; Волков И.В. с соавт., 1993, 1996) говорят о необходимости использования при нормировании сбросов загрязняющих веществ региональных, или даже бассейновых характеристик гидрохимического режима водных объектов. В то же время существующие ПДК для водоемов хозяйственно-питьевого и рыбохозяйственного назначения едины для всей территории РФ, вне зависимости от условий формирования водных ресурсов и их гидрохимического режима.
В настоящее время в Курской области накоплен огромный объем гидрохимической информации на сети Росгидромета, в организациях Министерства природных ресурсов, у водопользователей, выполняющих предписанный им программой мониторинг. Поэтому крайне необходим глубокий всесторонний анализ всей базы данных вне зависимости от ее ведомственной принадлежности с целью выявления региональных закономерностей формирования гидрохимического режима. Предприятиям-водопользователям необходимо учитывать результаты анализа органического и биогенного загрязнения рек для оптимизации использования водных ресурсов, водоотведения и системы мониторинга поверхностных вод.
Цель работы - оценка гидрохимического режима поверхностных вод при различных уровнях антропогенных воздействий на примере рек Курской области для усовершенствования систем мониторинга и нормирования хозяйственного воздействия на качество вод в целях охраны и рационального использования водных ресурсов территории.
Для достижения этой цели решались следующие задачи:
- анализ существующих методов оценки загрязнения поверхностных вод;
- определение условий формирования гидрологического и гидрохимического режима рек Курской области;
- сбор, анализ и статистическая обработка данных многолетних наблюдений за гидрологическими и гидрохимическими показателями водных объектов исследуемой территории;
- анализ сезонного режима и многолетней динамики содержания биогенных и органических веществ в реках Курской области;
- выявление источников поступления и накопления органических и биогенных веществ в водных объектах в различных природно-хозяйственных условиях в разные фазы гидрологического режима;
- установление связи многолетней динамики содержания растворенных органических и биогенных веществ в реках с изменениями основных показателей сельскохозяйственного производства на водосборной территории;
- разработка рекомендаций по оптимизации системы водопользования, ведения мониторинга гидрохимического состояния водных объектов и качества поверхностных вод.
Объект исследования — реки Курской области.
Предмет исследования — природные факторы, хозяйственная деятельность и внутриводоемные процессы, влияющие на гидрохимический режим рек.
Основные положения работы, выносимые на защиту:
1. Методика исследования органического и биогенного стока рек в условиях антропогенного воздействия на поверхностные воды.
2. Результаты изучения условий формирования органического и биогенного стока веществ и его влияния на качество поверхностных вод.
3. Оценка сезонной динамики содержания растворенных органических и биогенных веществ в реках Курской области.
4. Оценка многолетней динамики содержания растворенных органических и биогенных веществ в реках при разных уровнях сельскохозяйственного и промышленного производства в Курской области.
5. Применение выявленных закономерностей для рациональной организации системы водопользования, мониторинга и оптимизации расчета фоновых концентраций и нормативов допустимых сбросов (НДС).
Теоретическая и методологическая база исследований
Методологической основой исследования является бассейновая концепция. Исследование базируется на разработках ведущих отечественных школ и их представителей в области гидрологии, гидрохимии, бассейноведения, ландшафтоведения, эрозиоведения, геоэкологии, инженерной гидрологии.
Результаты исследований О.А. Алекина, A.M. Никанорова, Ф.Н. Милькова, Н.И. Маккавеева, Н.И. Коронкевича, С.В. Ясинского, Г.Т. Фрумина, В.В. Дмитриева, Н.И. Алексеевского, Л.Ф. Литвина, Р.С. Чалова, В.П. Герасименко, В.Н. Виноградова, И.А. Шикломанова, Б.И. Кочурова, Н.И. Хрисанова, Г.К. Осипова и других ученых определили выбор методов исследования автора.
При выделении бассейнов рек и оценке их влияния на сток органических и биогенных веществ использованы научные подходы Л.М. Корытного, В.М. Смольянинова, Г.М. Черногаевой и др.
Исходные материалы и методы исследования
В основу работы положены результаты полевых исследований автора (2004-2007 гг.), многолетних наблюдений за состоянием поверхностных вод Федеральной сети наблюдений ГСН Росгидромета, территориального центра «Курскгеомониторинг», многолетних наблюдений за состоянием поверхностных вод, проводимых МУП «Горводоканал» г. Железногорска и
МУП «Горводоканал» г. Курчатова и учеными КГУ, а также опубликованные источники по данной теме.
В работе использовались гидрохимические наблюдения за период с 1991 по 2008 годы включительно, проводившиеся в более 50 створах; было проанализировано более 1500 проб по 10 показателям и ингредиентам.
В ходе работы применялись традиционные методы географических исследований: сравнительно-описательный, географо-гидрологический, математико-статистический, картографический, графоаналитический. При этом было использованы программные средства Статистика (версия 7), MS Excel.
Научная новизна
Впервые для рек Курской области детально исследована сезонная и многолетняя динамика содержания растворенных органических и биогенных веществ при разных уровнях сельскохозяйственного и промышленного производства. Проанализированы взаимосвязи органических и биогенных загрязнителей между собой, выявлены источники их поступления в водные объекты изучаемой территории.
Личный вклад
Автор определяла цели и задачи, методы исследования, использованные в работе, принимала участие в полевых работах, сборе и систематизации фактических данных с применением программных продуктов. Ею выполнен анализ полученных результатов, разработаны рекомендации по ведению мониторинга поверхностных вод, расчетов нормативов допустимых сбросов для предприятий-водопользователей.
Практическое значение работы
Данные, полученные в результате исследований, внедрены при разработке НДС (нормативно допустимых сбросов) для различных предприятий области, уточнены фоновые характеристики загрязняющих веществ для водоемов - приемников сточных вод (справка о внедрении). Результаты работы были использованы в учебном процессе в Курском государственном университете при разработке практических и лекционных занятий по курсам «Экологическое проектирование и экспертиза», «Геоэкология и рациональное природопользование», «География Курской области» (справка о внедрении).
Апробация работы
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийских конференциях молодых учёных «Общие и прикладные вопросы эрозионных и русловых процессов» (Волгоград, 2006 г., Курск, 2008 г.), на VIII Региональной научно-практической конференции РГНФ (Курск, 2006 г.), на Двадцать первом межвузовском координационном совещании по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Чебоксары, 2006 г.), на Десятом международном симпозиуме по речным наносам (Москва, 2007 г.), на Международной научно-практической конференции «Геоэкологические исследования и их отражение в географическом образовании» (Курск, 2007 г.), на Международной конференции «Месторождения природного и техногенного сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поиска, экологическая геология» (Воронеж, 2008 г.), на Международной научно-практической конференции «Экологическая геология: научно-практические, медицинские и экономико-правовые аспекты» (Воронеж, 2009 г.) на IX Всероссийской и IV Международной конференции «Теория и практика экологического страхования: региональный фактор» (Курск, 2009).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из которых 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Список литературы включает 154 наименования, из них 7 на иностранном языке. Работа изложена на 180 страницах, включает 40 рисунков, 9 таблиц и 5 приложений.
Заключение Диссертация по теме "Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия", Соловьева, Юлиана Александровна
выводы
1. При организации исследования органического и биогенного загрязнения рек в условиях антропогенного воздействия, была реализована методика, базирующаяся на неразрывной связи качества вод с характером антропогенной нагрузки на водосборной территории и учетом особенностей гидрологического режима рек. В результате была выявлена сезонная и многолетняя динамика содержания органических и биогенных веществ в реках Курской области, определены источники поступления и накопления этих веществ в различных природно-хозяйственных условиях.
2. Природно-климатические особенности Курской области в целом способствуют присутствию в реках биогенных и органических веществ, и характер хозяйственной деятельности на водосборных территориях приводит к усилению органической и биогенной нагрузки на поверхностные воды.
3. Промышленному загрязнению поверхностные воды подвергаются локально, в пределах Курского, Железногорского и Курчатовского промышленных ареалов. Значительный вклад в формирование качества вод вносят диффузные и точечные источники сельскохозяйственного загрязнения, расположенные по всему водосбору, формирующие повышенные фоновые значения биогенных и органических показателей по всей длине рек.
4. Фосфаты, формы азота, БПК в реках области имеют явно выраженный сезонный ход концентраций. Периоды максимального и минимального содержания этих веществ не совпадают во времени и обусловлены как бассейновыми, так и в значительной степени внутриводоемными процессами.
5. Органические вещества сугубо техногенного происхождения — СПАВ, также имеют сезонный ход концентраций, связанный с особенностями кислородного режима водоемов. Для нефтепродуктов сезонный ход концентраций зависит от особенностей весеннего половодья и паводков.
6. Концентрации фенолов в реках агроландшафтов также подвержены четкой сезонной динамике. Это вместе с корреляционными связями между фенолами и другими веществами и показателями свидетельствует об их автохтонном происхождении.
7. Многолетние показатели содержания растворенных биогенных и органических веществ в реках агроландшафтов зависят в значительной степени от условий ведения сельскохозяйственного производства: площадей пахотных угодий, доз внесения на них органических и минеральных удобрений, выпаса в поймах рек и размещения летних лагерей КРС. Так, резкое сокращение и изменение характера сельскохозяйственного производства на водосборах в 1992-1995 годы привело к снижению в реках концентраций форм азота и значений БПК.
8. Снижение содержания биогенных веществ в контрольных створах для г. Курска связано со значительным уменьшением объемов промышленного производства, с улучшением технологии очистки отработанных вод, обязательным введением и соблюдением на предприятиях-водопользователях нормативов допустимых сбросов.
9. При организации мониторинга органического и биогенного загрязнения поверхностных вод, необходимо учитывать не только гидрологический сезон, но и не совпадающие во времени периоды минимального и максимального содержания различных веществ в реках.
10. Так как концентрации веществ органического и биогенного происхождения в реках в течение года варьируются, то необходимо отбирать несколько проб в каждом характерном периоде для подтверждения природного характера их сезонной динамики при расчете фоновых концентраций для водных объектов Курской области.
11. Для получения точной картины гидрохимической ситуации, и как следствие, адекватных значений НДС, предприятиям-водопользователям необходимо отбирать пробы чаще, чем 4 раза в год. Если это невозможно, то при четырехкратном отборе проб органических и биогенных веществ необходимо учитывать периоды их максимального и минимального содержания.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенное исследование позволило оценить сезонные и многолетние особенности гидрохимического режима рек Курской области при различных уровнях антропогенных воздействий, а также оптимизировать систему мониторинга и нормирования хозяйственного воздействия на качество вод в целях охраны и рационального использования водных ресурсов территории.
Проблема загрязнения рек — это прежде всего проблема их водосборов, на которых происходит разнообразная хозяйственная деятельность. Преобладание тех или иных загрязняющих веществ в речных водах обуславливается характером и интенсивностью антропогенных воздействий, осуществляемых на водосборной территории. При изучении гидрохимического режима рек, особое внимание должно уделяться диффузным и точечным источникам сельскохозяйственного загрязнения, которые формируют повышенные фоновые значения биогенных и органических показателей по всей длине рек. Важным является также учет вклада урбанизированных территорий в формирование органического и биогенного стока.
В этих условиях для рек региона ЦЧО (и, в частности, Курской области) особую актуальность представляет изучение органической и биогенной составляющих гидрохимического состава вод.
Вопрос оценки качества природных вод в последние годы становится сложным и неоднозначным, так как система ПДК подвергается справедливой и аргументированной критике; различные гидрохимические индексы и коэффициенты подчас приводят к простому усреднению, не отражая при этом истинной гидроэкологической обстановки в том или ином пункте наблюдений. Выходом из такой ситуации может стать введение региональных, или даже бассейновых характеристик гидрохимического режима, которыми могут стать значения фоновых концентраций растворенных в воде веществ. Для рек-приемников сточных вод, с целью контроля над источником загрязнения, является введение нормативов допустимых сбросов для предприятий-водопользователей.
Анализ литературных источников позволил реализовать методику исследования органического и биогенного загрязнения рек Курской области, базирующуюся на неразрывной связи качества вод с характером антропогенной нагрузки на водосборной территории и учетом особенностей гидрологического режима рек. В исследовании применялись географо-гидрологические, статистические и сравнительные методы, позволившие выявить генезис загрязнений, сезонную и многолетнюю динамику концентраций растворенных органических и биогенных веществ. В методике исследования основной упор делается на использование значений фоновых концентраций растворенных загрязняющих веществ для гидроэкологического нормирования.
Природные условия Курской области в целом способствуют возникновению органического и биогенного загрязнения рек. В результате расчлененности рельефа, интенсивного стаивания снежного покрова и ливневого характера летних осадков развивается почвенная эрозия. Поступление в реки органических остатков и биогенных веществ происходит в результате водно-эрозионных процессов на пашне в период весеннего половодья и ливневых паводков. Существенный вклад в загрязнение органикой и биогенами вносит выпас крупного рогатого скота, размещение его летних лагерей и животноводческих комплексов в поймах рек.
В Курской области поверхностные воды подвергаются значительному антропогенному воздействию на территории Курского, Курчатовского и Железногорского промышленных ареалов. Основные источники поступления органических и биогенных веществ — сточные воды очистных сооружений и сток с урбанизированных территорий. Присутствие в поверхностных водах в значительном количестве загрязнителей биогенного и органического происхождения обусловлено характером антропогенных воздействий в сочетании с природными особенностями области.
Концентрации биогенных веществ в реках Курской области имеют свой четкий и явно выраженный сезонный ход. При этом значительная амплитуда сезонных колебаний таких веществ, как нитраты и фосфаты (характерна для реки Речица), является одним из показателей эвтрофирования водных объектов. Периоды максимальных и минимальных концентраций биогенных веществ не совпадают во времени и обусловлены внутриводоемными процессами, различными для каждого вещества. Также следует отметить, что для рассматриваемых в качестве примеров рек, значения концентраций биогенных веществ различаются. Это обусловлено как природными, так и антропогенными факторами. Однако при разнице в количественном содержании биогенов для всех этих рек сохраняется схожий сезонный режим их концентраций, что указывает на одинаковые для каждого гидрологического сезона внутриводоемные биохимические процессы.
При изучении органических веществ, четкий сезонный ход концентраций был выявлен для БПК, и он тесно связан с внутриводоемными процессами биохимического аэробного окисления органических веществ. Сезонное содержание таких веществ, как нефтепродукты и СПАВ, во многом не зависит от внутриводоемных процессов; они поступают в речные воды преимущественно извне, с водосборной территории (в особенности, с урбанизированных территорий) и в результате сбросов с очистных сооружений. Однако у этих веществ имеется общая тенденция повышения концентраций перед началом весеннего половодья, тесно связанная с ухудшением кислородного режима. Периоды повышенного содержания наблюдаются во время половодья и дождевых паводков.
Обследование водосборов малых рек агроландшафтов и сезонный ход концентраций фенолов на этих реках указывают на автохтонное происхождение соединений фенольного ряда. Таким образом, в малых реках, не подверженных влиянию хозяйственно-бытовых и промышленных стоков, испытывающих биогенную, органическую нагрузку и эвтрофирование, фенолы образуются в результате внутриводоемных биохимических процессов. В крупных реках всплески концентраций фенолов связаны с внешними источниками — промышленными и хозяйственно-бытовыми стоками с очистных сооружений.
Многолетние показатели содержания биогенных и растворенных органических веществ в реках Центрального Черноземья зависят в значительной степени от условий ведения сельскохозяйственного производства: площадей пахотных угодий, доз внесения на них органических и минеральных удобрений, выпаса в поймах рек и размещения здесь летних лагерей КРС. Так, за время проведения экономических реформ в 1990-х годах в Курской области посевные площади сократились более чем на 20%, внесение минеральных и органических удобрений — соответственно в 10 и 8 раз. Поголовье крупного рогатого скота сократилось почти в 10 раз. При этом значительное уменьшение концентраций форм азота, органических веществ по БПК5 также пришлось именно на этот временной период. Ввиду медленного вымывания из почвы фосфора, его содержание в природных водах за исследуемый период практически не изменилось.
Многолетние показатели содержания растворенных биогенных и органических веществ на участках рек, испытывающих влияние урбанизированных территорий, во многом зависят от качества очистки отработанных вод и объема сбросов сточных вод.
На основе выявленных закономерностей гидрохимического режима рек Курской области разработаны рекомендации для рациональной организации системы водопользования, мониторинга и оптимизации расчета фоновых концентраций и нормативов допустимых сбросов. Так, при реализации программ мониторинга природных вод, необходимо улучшить контроль гидрохимического состава в период половодья, особенно в пунктах и створах рек, испытывающих влияние урбанизированных территорий. Учитывать связь расходов воды с концентрациями органических и биогенных веществ для расчета их фоновых концентраций в реках Курской области необязательно. Выявленные лимитирующие периоды концентраций веществ органического и биогенного происхождения для рек Курской области необходимо учитывать предприятиям-водопользователям для расчета фоновых концентраций и НДС. Для расчета адекватных значений НДС пробы на химический анализ рекомендуется отбирать не реже одного раза в месяц. Расчет допустимых воздействий предприятий-водопользователей при нормировании водоотведения, качества и объема сбрасываемых в водные объекты сточных вод, должен базироваться на выявленных закономерностях сезонной динамики биогенных и органических веществ, их свойствах в природных водах и взаимосвязи во внутриводоемных гидрохимических процессах.
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Соловьева, Юлиана Александровна, Воронеж
1. Агроэкология / Под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса. — М.: Колос, 2000.- 536 с.
2. Алекин О.А. Основы гидрохимии. Учебное пособие / О.А. Алекин. — Л.: Гидрометеоиздат, 1970. — 442 с.
3. Алекин О.А. Общая гидрохимия: Химия природных вод / О.А. Алекин — Л.: Гидрометеоиздат, 1984. — 206 с.
4. Алексеевский Н.И. Формирование и движение речных наносов / Н.И. Апексеевский. М.: Издательство МГУ, 1998. — 204 с.
5. Антропогенные воздействия на водные ресурсы России и сопредельных государств в конце XX столетия / Отв. ред. Н.И. Коронкевич, И.С. Зайцева.- М.: Наука, 2003. 3 67 с.
6. Атлас Курской области / Федеральная служба геодезии и картографии России. М.: Роскартография, 2000. - 48 с. t
7. Барымова Н.А. Временные закономерности формирования и стока растворенных веществ в геосистемах центральной лесостепи / Н.А. Барымова // Изучение и оптимизация водных ресурсов Центральной лесостепи. Курск, 1987. - С. 40-47.
8. Беркович К.М. Экологическое русловедение / К.М. Беркович, Р.С. Чалов, А.В. Чернов. М.: ГЕОС, 2000. - 332 с.
9. Биогеохимические основы экологического нормирования / В.Н. Башкин и др. -М.: Наука, 1993. 158 с.
10. Агрохимия. 1985. - № 5 - С. 73-79.
11. Вересин М.М. Леса Воронежские. Происхождение, облик и будущее наших лесных ландшафтов / М.М. Вересин. Воронеж: Центрально-Чернозем. кн. изд-во, 1971. -224 с.
12. Виноградов В.Н. Проблемы сельскохозяйственной экологии / В.Н. Виноградов // Наука и жизнь. — 1987. № 6 — С. 28-34.
13. Влияние деятельности человека на водные ресурсы и гидрологические процессы / К.П. Воскресенский и др. // Труды IV Всесоюз. Гидрол. Съезда.-Л.: 1975.-Т. 1. С. 62-63.
14. Водогрецкий В.Е. Влияние агролесомелиораций на годовой сток / В.Е. Водогрецкий. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. — 184 с.
15. Волков И.В. Есть ли экологический смысл у общефедеральных рыбохозяйственных ПДК? / Волков И.В. и др. // — Экология. 1996. — №5. -С. 350-354.
16. Воронков П.П. Гидрохимия местного стока Европейской территории СССР / П.П. Воронков. — Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 188 с.
17. Восстановление и охрана малых рек: теория и практика / Под ред. К.К. Эделыитейна, М.И. Сахаровой. — М.: Агропромиздат, 1989. — 235 с.
18. Галицкая Н.Ф. Физико-географический очерк окрестностей Курска / Н.Ф. Галицкая. — Краеведческий сборник. — Курск, 1961. 56 с.
19. Гармонов И.В. Грунтовые воды степных и лесостепных районов Европейской части СССР и их гидрохимическая зональность / И.В. Гармонов // Труды лаборатории гидрогеологических проблем им. Саваренского.-М.: 1958.-Т. 17.-С. 186-198.
20. География Курской области: 3-е изд. переработанное / Н.Ф.Галицкая и др. — Воронеж, 1974. 135 с.
21. Геология, гидрогеология и железные руды бассейна Курской магнитной аномалии (КМА) / Под ред. А.Т. Бобрышева. М.: Недра, 1972. - Т. II. -480 с.
22. Герасименко В.П. К гидрологическому обоснованию почвозащитныхмероприятий на пашне в ЦЧО / В.П. Герасименко // Почвоведение. — 1985. -№1.-С. 126-135.
23. Герасимеко В.П. Водная эрозия в различных регионах европейской части СССР / В.П. Герасименко // Почвоведение. 1987. - № 5. - С. 642-646.
24. Герасименко В.П. Оценка весеннего поверхностного стока с пахотных земель / В.П. Герасименко // Почвоведение. 1993. - №5. - С. 84-91.
25. Гидрогеологические основы охраны подземных вод / Центр международных проектов ГКНТ. — М.: Недра, 1984. — 411 с.
26. Гидрогеология СССР. М.: Недра, 1972. Т. IV. - 499 с.
27. Гольдберг В.М. Выявление областей загрязнения подземных вод / В.М. Гольдберг // Разведка и охрана недр 1985. - № 11. - С. 35-38.
28. Горев JI.H. Методика гидрохимических исследований / JI.H. Горев, В.И. Пелешенко. — Киев, Вища школа, 1985. — 212 с.
29. Горшков В.Г. Энергетика биосферы и устойчивость состояния 01фужающей среды / В.Г. Горшков // Итоги науки и техники. Сер. Теоретические и общие вопросы географии. М.: ВИНИТИ, 1990. — Т. 7. — С. 73-85.
30. Гусева Т.В. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды: справочные материалы / Т.В. Гусева и др.. Спб.: Эколайн, 2000. — 127 с.
31. ГОСТ 17.1.1.01-77. Использование и охрана вод. Основные термины и определения. М., 1978. - 18 с.
32. ГОСТ 17.1.3.07-82. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков. М.: Изд-во стандартов, 1982. - 12 с.
33. Давыдов Л.К. Гидрография СССР / JI.K. Давыдов. Л.: Изд-во ЛГУ, 1955.- Ч.2.- 600 с.
34. Дедков А.П. Эрозия и сток наносов на Земле / А.П. Дедков, В.И. Мозжерин. Казань: Издательство Казан, ун-та, 1984. — 262 с.
35. Дмитриев В.В. Экологическое нормирование состояния и антропогенных воздействий на природные экосистемы /В.В. Дмитриев // Вестник СПбГУ.- 1994. Вып. 2.- Серия 7.- № 14. с. 60-70.
36. Дмитриев В.В. Диагностика, экологическое нормирование и оценка устойчивости водных экосистем к антропогенному воздействию / В.В. Дмитриев // Океанология в Санкт-Петербургском университете. — СПб., 1997.-С. 206-211.
37. Дмитриев В.В. Оценка уязвимости водоемов к внешним воздействиям / В.В. Дмитриев // Экология. Безопасность. Жизнь. Экологический опыт гражданских, общественных инициатив. — Гатчина, 2000. — Вып. 10. — С. 284-296.
38. Дмитриев В.В. Экологическое нормирование и устойчивость природных систем / В.В. Дмитриев, Г.Т. Фрумин. СПб., 2004. - 294 с.
39. Доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей среды Курской области в 2001 году / Под ред. Н.Н. Гребнева. — Курск, 2002. 128 с.
40. Доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей среды Курской области в 2003 году / Под ред. Е.М. Тришиной. Курск, 2004. - 137 с.
41. Доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей среды Курской области в 2008 году / Под ред. Е.М. Тришиной. — Курск, 2009.- 139 с.
42. Дончева А.В. Ландшафтная индикация загрязнения природной среды / А.В. Дончева, Л.К. Казаков, В.Н. Калуцков. М.: Экология, 1992. - 348 с.
43. Дубянский А.А. Геология и подземные воды Курской и Орловской областей / А.А. Дубянский, А.А. Скоркин. Воронеж, изд-во ЦЧП, 1947. — 256 с.
44. Дубянский А.А. Геологическое строение Воронежской, Курской, Орловской, Брянской и Тамбовской областей / А.А. Дубянский. М.: Геология СССР, 1949. - Т. 6. - 230 с.
45. Жердев В.Н. К методике оценки водных ресурсов малых водосборов с учетом экологических требований / В.Н. Жердев, С.Д. Дегтярев.// Экологомелиоративные аспекты рационального использования водных и земельных ресурсов в ЦЧЗ. Воронеж, 1990. - С. 16-23.
46. Зенин А.А. Гидрохимический словарь / А.А. Зенин, Н.В. Белоусова. — Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 240 с.
47. Информационный бюллетень о состоянии геологической среды на территории Курской области за 2001 год. Государственный мониторинг геологической среды. — Курск, 2002. — 160 с.
48. Кабанова Р.В. География Курской области: Учеб. пособие для школ Курской области / Р.В. Кабанова, М.Р. Кудинова, Л.Б. Соколовский. -Курск: Издательство КГПУ, 1997. 112 с. .
49. Калинин В.М. Гидрологические основы рациональной водохозяйственной деятельности и охраны вод в пределах малых заболоченных водосборов: автореф. Дис. д-ра геогр. наук / В.М. Калинин. — Екатеринбург: РОСНИИВХ, 1997. 40 с.
50. Крайнов С.Р. Гидрогеохимия. Учебник для вузов / С.Р. Крайнов, В.М. Швец М.: Недра, 1992. - 463 с.
51. Крымская О.В. Качество вод в реках Центрально — Черноземного региона: учеб. пособие для студентов ун-тов: в 2 ч. / О.В. Крымская, М.Г.Лебедева. — Белгород: Политера, 2004. — Ч. 2. — 105 с.
52. Кузнецов М.С. Эрозия почв лесостепной зоны Центральной России: Моделирование, предупреждение и экологические последствия / М.С.
53. Кузнецов, В.В. Демидов. — М.: Полтекс, 2002. — 184 с.
54. Коплан-Дикс И.С. Роль минеральных удобрений в эвтрофировании вод суши / И.С. Коплан-Дикс, Г.В. Назаров, В.К. Кузнецов. JL: Наука, 1985. — 182 с.
55. Коронкевич Н.И. Ориентировочная оценка ресурсов весеннего поверхностного стока с пашни на территории СССР / Н.И. Коронкевич, И.С. Зайцева, З.А. Крылова // Водные ресурсы. 1985. - № 4 - С. 14-21.
56. Коронкевич Н.И. Водный баланс Русской равнины и его антропогенные изменения / Н.И. Коронкевич. М.: Наука, 1990. - 205 с.
57. Коронкевич Н.И. Некоторые направления географо-гидрологических исследований / Н.И. Коронкевич // Географические направления в гидрологии. -М.: РАН. Ин-т географии. МЦ РГО. 1995. - С. 30-48.
58. Коронкевич Н.И. О современном состоянии изучения поверхностного стока в основных почвенных зонах европейской России / Н.И. Коронкевич, С.В. Ясинский // Почвоведение. 1999. - № 9. - С. 1115-1125.
59. Корытный JI.M. Бассейновая концепция в природопользовании / JI.M. Корытный. Иркутск, изд-во института географии СО РАН, 2001. - 161 с.
60. Костенко Н.П. Геоморфология / Н.П. Костенко. М.: Изд-во МГУ, 1989. -383 с.
61. Котляков В.М. Географо-гидрологические исследования / В.М. Котляков, Н.И. Коронкевич, Г.М. Черногаева // Географические направления в гидрологии. М.: РАН. Ин-т географии. МЦ РГО. - 1995. - С. 5-10.
62. Кроткевич П.Г. Роль растений в охране водоема / П.Г. Кроткевич // Новое в жизни, науке, технике. — Сер. «Биология». — 1982. № 3 — 64 с.
63. Крыленкова H.JI. Фенолы в Ладожском озере / Н.Л. Крыленкова // Ладожское озеро. Мониторинг, исследование современного состояния и проблемы управления Ладожским озером и другими большими озерами. — Петрозаводск. 2000. - С. 110-116.
64. Крыпенкова Н.Л. Фенолы / Н.Л. Крыленкова // Ладожское озеро прошлое, настоящее, будущее. СПб.: Наука, 2002. - С. 101-106.
65. Куделин Б.И. Принципы региональной оценки естественных ресурсов подземных вод / Б.И. Куделин. М.: 1960. - 186 с.
66. Куделин Б.И. Естественные ресурсы подземных вод Центральночерноземного района и методика их картирования / Б.И. Куделин, З.А. Коробейникова, Н.А. Лебедева. М.: 1963. - 128 с.
67. Кузин П.С. Классификация рек и гидрологическое районирование СССР / П.С. Кузин. Л.: Гидрометеоиздат, 1960. — 455 с.
68. Кузин П.С. Географические закономерности гидрологического режима рек / П.С. Кузин, В.И. Бабкин. — Л.: Гидрометеоиздат, 1979. — 192 с.
69. Кумани М.В. Исследование поверхностных вод Курской области биоиндикационными методами / М.В. Кумани // Материалы междунар. науч. конф. Курск: КГПУ. - 1999. - Т. 2. - С. 28-45.
70. Кумани М.В. Антропогенное влияние на русловые процессы рек Курской области / М.В. Кумани // Эрозионные и русловые процессы. — М.: Изд-во МГУ.-2000.-Вып. 3-С. 114-122.
71. Кумани М.В. Оценка влияния сельскохозяйственного производства на сток органических и биогенных веществ в р. Псел / М.В. Кумани // Водные ресурсы. 2004. - Том 31. - № 1 - С. 85-90.
72. Кумани М.В. Загрязнение малых рек ЦЧО фенолами и биогенными веществами / М.В. Кумани, Ю.А. Соловьева // Геоэкологические исследования Курской области Курск: издательство Курского государственного ун-та, 2005. - С. 133-142.
73. Кумани М.В. Изучение водовыпусков сточных и дренажных вод ОАО «Михайловский ГОК»с целью нормирования и сокращения допустимых сбросов загрязняющих веществ./ М.В. Кумани. — Курск: КГУ, 2005. 72с.
74. Кумани М.В. Оценка поверхностных водных ресурсов Железногорского промышленного района / М.В. Кумани. — Курск: КГУ, 2005. — 48 с.
75. Кумани М.В. Баланс растворённых и адсорбированных на взвешенных наносах загрязняющих веществ урбанизированных водосборов / М.В. Кумани, А.А. Борзенков, Ю.А. Соловьева // Вестник ВГТУ. 2007. - Т.З. -№2.-С. 12-21.
76. Кумани М.В. Влияние горных работ Михайловского ГОКа на загрязнение рек / М.В. Кумани, А.А. Борзенков, Ю.А. Соловьева // Экологическая геология: научно-практические, медицинские и экономико-правовые аспекты. Воронеж: ВГУ, 2009. - С. 82-84.
77. Кумани М.В. Загрязнение поверхностных вод, донных отложений и почв в зоне влияния Михайловского ГОКа / М.В. Кумани и др. // Проблемы региональной экологии. — 2010. № 1. - С. 37-42.
78. Куприянов В.В. Урбанизация и ее влияние на режим и качество поверхностных вод /В.В. Куприянов, Б.С. Скакальский // Водные ресурсы. 1973.-№ 2-С. 172-181.
79. Лучшева А.А. Практическая гидрология / А.А. Лучшева. — Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 143 с.
80. Леви И.И. Инженерная гидрология / И.И. Леви. М.: Высшая школа, 1968. -235 с.
81. Литвин Л.Ф. Современная эрозия почв на сельскохозяйственных землях России / Л.Ф. Литвин // Почвоведение. 1997. - № 5 - С. 592-599.
82. Литвин Л.Ф. География эрозии почв сельскохозяйственных земель России / Л.Ф. Литвин. М.: Академкнига, 2002. — 255 с.
83. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне / Н.И. Маккавеев. — М.: Изд-во АН СССР, 1955. 348 с.
84. Максимова М.П. Критерии антропогенного евтрофирования речного стока и расчет антропогенной составляющей биогенного стока рек / М.П. Максимова // Водные ресурсы. 1997. - Т. 24. - № 3 - С. 328-335.
85. Межова Л. А. Экологическая оценка гидросистемы города (на примере Воронежа) / Л.А. Межова // Урбанизация и экология. — Л., 1990.-С. 107-124.
86. Мильков Ф:Н. Физическая география — современное состояние, закономерности, проблемы / Ф.Н. Мильков. Воронеж, 1981. -87 с.
87. Минеев В.Г. Химизация земледелия и природная среда / В.Г. Минеев М.: Агропромиздат, 1990. — 265 с.
88. Назаров Г.В. Гидрологическая роль почвы / Г.В. Назаров. М.: Наука, 1981.-215 с.
89. Никаноров A.M. Внутриводоемные процессы и контроль качества* природных вод / A.M. Никаноров СПб.: Гидрометеоиздат, 1999. — 156 с.
90. Никаноров A.M. Гидрохимия: учеб. для вузов по спец. «Гидрология суши» / A.M. Никаноров. СПб.: Гидрометеоиздат, 2001'. — 444 с.
91. Никаноров A.M. Научные основы мониторинга качества вод / A.M. Никаноров. СПб.: Гидрометеоиздат, 2005. — 567 с.
92. Нормативные данные по предельно допустимым уровням загрязнения вредными веществами объектов окружающей среды: справ, материал. — СПб.: Крисмас +, 1997. 277 с.
93. Орлов В.П. Железные руды КМА / В.П.Орлов, И.А.Шевырев, Н.А.Соколов -М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2001. — 616 с.1000 принципах регламентирования антропогенной нагрузки на водные экосистемы / И.В. Волков и др. // Водные'ресурсы. 1993. - Т. 20 - С. 707-713.
94. Перечень рыбохозяйственных нормативов: предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды, водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение. — М.: Изд-во ВНИРО, 1999. 304 с.
95. Петин А.Н. Малые водные объекты и их экологическое состояние: учебно метод, пособие / А.Н. Петин, Н.С. Сердюкова, В.Н. Шевченко. — Белгород: Изд-во БелГУ, 2005. — 238 с.
96. Петин А.Н. Анализ и оценка качества поверхностных вод / А.Н. Петин, М.Г. Лебедева, О.В. Крымская. — Белгород: Изд-во БелГУ, 2006. — 252 с.
97. Петров А.А. Органическая химия / А.А. Петров, Х.В. Бальян, А.Т. Трощенко. -М.: Высшая школа, 1973. 623 с.
98. Раскатов Г.И. Геоморфология и неотектоника Воронежской антеклизы / Г.И. Раскатов. -Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1969. — 164 с.
99. РД 52.24.309-92. Охрана природы. Гидросфера. Организация и проведение режимных наблюдений за загрязнением поверхностных водсуши на сети Роскомгидромета: метод, указания. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992.-64 с.
100. РД 52.24.622-2001. Проведение расчетов фоновых концентраций химических веществ в воде водотоков: метод, указания. — СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. — 52 с.
101. РД 52.24.634-2002. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям: метод, указания. — СПб.: Гидрометеоиздат, 2004. 50 с.
102. Ш.Резников А.А. Методы анализа природных вод / А.А. Резников, Е.П. Муликовская, И.Ю. Соколова М.: Недра, 1970. - 488 с.
103. Ресурсы поверхностных вод СССР. Среднее и нижнее поднепровье / Под ред. М.С. Каганера — JL: Гидрометеоиздат, 1971. Том 6. — Вып.2. — 654 с.
104. Ресурсы поверхностных вод СССР. Донской район / Под ред. М.С. Протасьева. — Д.: Гидрометеоиздат, 1973. — Том 7. — 460 с.
105. Рождественский А.В. Статистические методы в гидрологии / А.В. Рождественский, А.И. Чеботарев. — JL: Гидрометеоиздат, 1974. 424 с.
106. Роль растений в самоочищении вод от фенольных соединений / Д.И. Стом и др. // Самоочищение и биоиндикация загрязненных вод. — М.: Наука, 1980.-С. 56-62.
107. Россия и ее регионы: Внешние и внутренние экологические угрозы. — М.: Наука, 2001.-214 с.
108. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши / под ред. А.Д. Семенова. — JL: Гидрометеоиздат, 1977. — 542 с.
109. Сводный статистический ежегодник Курской области — 2004: Статистический сборник / Курский областной комитет государственной статистики. — Курск, 2004. — 533 с.
110. Сельское хозяйство Курской области (1999-2003). Статистический сборник / Курский областной комитет государственной статистики. -Курск, 2004.-214 с.
111. Сельское хозяйство Курской области (2003-2007). Статистический сборник / Курский областной комитет государственной статистики. — Курск, 2008.-215 с.
112. Сидорчук А.Ю. Эрозионно-аккумулятивные процессы на Русской равнине и проблемы заиления малых рек / А.Ю. Сидорчук // Тр. Академии водохозяйственных наук. М.: 1995 - Вып. 1 — С. 74-83.
113. Смирнова А.Я. Грунтовые воды и их естественная защищенность от загрязнения на территории Воронежской области / А.Я. Смирнова, Л.В.Умнякова, В.М. Гольберг. — Воронеж, 1986. — 108 с.
114. Скакальский Б.Г. Географические закономерности формирования вод местного стока и их химического состава / Б.Г. Скакальский // Географические направления в гидрологии. — М.: ИГРАН, МЦ РГО, 1995. — С. 151-168.
115. Смирнова М.Н. Основы геологии СССР / М.Н. Смирнова. — М.: Высшая школа, 1971.-416 с.
116. Сметанин В.И. Восстановление и очистка водных объектов / В.И. Сметанин. -М.: Колос, 2003. 157 с.
117. Смольянинов В.М. Подземные воды Центрально-Черноземного региона: условия их формирования, использование. Монография. / В.М. Смольянинов. Воронеж: Изд-во ВГУ, 2003. — 250 с.
118. Современные антропогенные воздействия на водные ресурсы / Н.И. Коронкевич и др. // Известия РАН. Серия географическая. — 1998. № 5. - С. 56-69.
119. Соколов А.А. Методологические основы гидрологической науки / А.А. Соколов, В.И. Бабкин // Географические направления в гидрологии. — М.: РГО, 1995.-С. 10-21.
120. Соколовский Д.Л. Речной сток. / Д.Л. Соколовский. — Л.: Гидрометеоиздат, 1968. — 439 с.
121. Соловьева Ю.А. Влияние эрозионных и русловых процессов на фенольное загрязнение рек / Ю.А. Соловьева // Общие и прикладныевопросы эрозионных и русловых процессов. — М: Географический факультет МГУ, 2006. С. 216-219.
122. Справочник по гидрохимии / под ред. A.M. Никанорова. — Л.: Гидрометеоиздат, 1989. — 392 с.
123. Сток и эрозия почв на водосборах как факторы экологической обстановки на реках / Н.И. Алексеевский и др. // Известия АН. Серия географическая. — 2000. — № 1. — С. 52-63.
124. Сток наносов, его изучение и географическое распределение. — Л.: Гидрометеоиздат, 1977. — 240 с.
125. Техногенное загрязнение речных экосистем / В.Н. Новосельцев и др. М.: Научный мир, 2002. 140 с.
126. Форощук В.П. Водоохранная деятельность и экологическое нормирование качества водной среды / В.П. Форощук // Гидробиологический журнал. — 1989. — Т. 25. — № 1 — С. 36-41.
127. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами / Д. Химмельблау. М.: Мир, 1973. — 957 с.
128. Хомченко Г.П. Неорганическая химия: Учеб. для с.-х. вузов / Г.П. Хомченко, И.К. Цитович. М.: Высшая школа, 1987. — 464 с.
129. Хрисанов Н.И. Управление эвтрофированием водоемов / Н.И. Хрисанов, Г.К. Осипов. Спб.: Гидрометеоиздат, 1993 — 278 с.
130. Чеботарев А.И. Гидрологический словарь / А.И. Чеботарев Л.: Гидрометеоиздат, 1978. -308 с.
131. Чернышев Е.П. Тенденция изменения эрозии на территории южной части )
132. Русской равнины / Е.П. Чернышев // Вопросы антропогенных изменений водных ресурсов. М.: Изд-во АН СССР, 1976. - С. 47-63.
133. Чуян Г.А. Методические рекомендации по оценке выноса биогенных веществ поверхностным стоком / Г.А. Чуян, Э.А. Бойченко, О.П. Тур. М.: ВАСХНИЛ, 1985.-32 с.
134. Чуян Г.А. Изменения фосфатного режима типичного чернозема под влиянием эрозии и систематического применения удобрений / Г.А. Чуян,
135. В.В. Ермаков, С.И. Чуян // Агрохимия. 1986. - № 9 - С. 41-50.
136. П1елутко В. А. Анализ погрешностей расчета средних годовых концентраций загрязняющих веществ в реках за счет неучета водности / В.А. Шелутко, Е.В. Колесникова // Вестник СПбГУ. Геология, география. -2008. Сер. 7. - Вып. 3. - С. 75-78.
137. Шикломанов И.А. Проблемы водообеспечения и переброски речного стока в мире / И.А. Шикломанов, O.JI. Маркова. — Л.: Гидрометеоиздат, 1987.-334с.
138. Шикломанов И.А. Влияние хозяйственной деятельности на речной сток / И.А. Шикломанов. — JL: Гидрометеоиздат, 1989. — 334 с.
139. Шитиков В.К. Количественная гидроэкология / В.К. Шитиков, Г.С. Розенберг, Т.Д. Зинченко. М.: Наука, 2005 - кн. 1. - 281 с.
140. Экологическая химия. Основы и концепции / Под ред. Ф. Корте. М.: Мир, 1996.-395 с.
141. Aromatisity of humic cubstances in soil / P.G. Hatcher et al. // Soil sci. Soc. Am. 1981. - J. 45. - P. 1089-1094.
142. Bollag J.-M. Copolymerization of halogenated phenols and syringic acid / J.-M. Bollag, S.-Y. Liu7/ Pestic. Biochem. Phisiol. 1985. - № 23. - P. 261-272.
143. Dupont A. Hidraulique urbaine / A. Dupont. Paris, 1988. - Vol. 1: Hydrologie, captage et traitement des eaux. — 328 p.
144. Falconer I. Evidence of liver damage by toxin from a bloom of the blue-green algae / I. Falconer, A. Beresford, M. Runnegar // Microcystic aeruginosa. — 1983.-Vol. 1.-P. 511-514.
145. Flohn H. Der waserhaushalt der erde-schwankungen und eingriffe / H.Flohn // Naturwisenschaften. 1973. - J. 60. - P. 340-348.
146. Hsu T.-S. Hidrolysable and non-hidrolysable 3,4-dichloroaniline-humic complexes and their respective rates of biodegradation / T.-S. Hsu, R. Bartha // Agric. food chem. 1986. - J. 24. - P. 118-122.
147. Kumani M.V. Determination and investigation of sources polluting small rivers of the Central chernozem region by phenols and biogenic substances /
-
Соловьева, Юлиана Александровна
-
кандидата географических наук
-
Воронеж, 2010
-
ВАК 25.00.27
- Обеспечение гидроэкологической безопасности водохозяйственных объектов Воронежской области
- Геоэкологическая оценка состояния малых водотоков Калининградской области
- Формирование гидрологического режима водосборов малых равнинных рек
- Эколого-географический анализ и оценка гидроэкологического риска на территории Восточного Донбасса в связи с реструктуризацией угольной промышленности
- Гидрохимический анализ состояния рек, подверженных влиянию горнодобывающей промышленности на территории Белгородской области
