Экологические проблемы малых рек и способы их решения

Дружбин, Геннадий Анатольевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологические проблемы малых рек и способы их решения
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологические проблемы малых рек и способы их решения"

На правах рукописи

ДРУЖБИН Геннадий Анатольевич

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫМАЛЫХРЕК И СПОСОБЫ ИХРЕШЕНИЯ (на примере Тульскогорегиона)

Специальность 03.00.16 - Экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2004

Работа выполнена на предприятии ОАО «Тульский горнохимический завод».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Н.И.Володин

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор С.И.Петров, доктор технических наук, профессор Б.Г.Варфоломеев.

Ведущая организация: Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН РФ.

Защита диссертации состоится 27 апреля 2004г. в I У час в ауд. на заседании диссертационного совета Д 212.200.12 в Российском государственном университете нефти и газа им. И.М.Губкина по адресу: 119991, ГСП-1, г.Москва, Ленинский пр-т, д.65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина.

Автореферат разослан ^ » и 2004г

Ученый секретарь диссертационного совета к т.н.., доцент Иванова Л.В.

ОБЩАЯХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Ухудшение экологического состояния рек. кроме непосредственного загрязнения воды промышленными и сельскохозяйственными стоками, выражается в усиленном заиливании русла и интенсивном загрязнении донных осадков токсичными тяжелыми металлами, которые связываются обычно с выбросами отходов производства машиностроительных и металлургических предприятий. Они оказывают вредное влияние на состав донных осадков, составляющих с водной средой неразрывную часть экологической системы. Изученяе состава современною аллювия с целью установления в нем токсичных компонентов позволяет определить степень его долговременного техногенного воздействия на окружающую среду. Предполагается, что токсичные донные осадки могут являться источником вторичного загрязнения вод вследствие взмучивания и переноса их во время паводков и половодий вниз по течению.

Экологическое состояние рек изменяется во времени и пространстве. В нашем контексте под экологическим состоянием реки понимается возможность использования ее в целях непромышленного рыбоводства, использования ее вод для сельскохозяйственных нужд, как зоны отдыха проживающего вблизи ее населения. При этом основными источниками нарушения ее экологического равновесия однозначно принимаются промышленные предприятия, которые воздушным путем и сбросом стоков промышленных отходов загрязняют акватории рек и их воды.

Река Упа, приток реки Оки, протекающая 'через г. Тулу, по своему гидрологическому строению и другим характеристикам является типичным представителем малых рек Средне-Русской возвышенности и испытывает практически на всем своем протяжении, как и все другие реки Центральной части России, техногенное влияние предприятий промышленно развитого региона.

От состояния реки Упы (и других малых рек нашего региона) напрямую зависит здоровье и благосостояние населения, развитие речной флоры и фауны и многое другое. Поэтому работы по определению экологического состояния рек и устранению выявленных загрязнений наиболее актуальны в наше время.

Работа выполнена на основании постановления Совета Минни ров СССР № 32 от 7.01.88.г. «О прекращении сброса загрязненных вод в бассейн реки Волги до 1995 г.»; «Государственной программы по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов на 1991-1995 годы»; «Оздоровление экологической обстановки и охраны здоровья населения Тульской области в 1993-1998 гг.».

Цель работы. Целью работы являлась оценка экологического состояния реки Упы на наиболее загрязненном участке и выбор способа и

методов ее оздоровления.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С Петербург Лу! Л

* 09 МО.

Научная новизна:

- получена информация о характере современного формирования илов. Установлено наличие двух существенно отличающихся друг от друга слоев руслового аллювия;

- изучена биохимическая активность донных отложений;

- установлено, что очистке от техногенного влияния промышленных предприятий подлежат текучие и текучепластичные слои донных отложений, мощность которых достаточно изменчива, в то же время тугопластичные илы и нижележащие суглинки являются надежным экраном для предотвращения фильтрации речных вод в подземные горизонты;

- разработана математическая модель, устанавливающая взаимосвязь между антропогенными выбросами промышленных предприятий, скоростью течения и протяженностью речной магистрали;

- доказано, что процессы самоочищения реки в районе 1,5-2 км от техногенного загрязнителя практически невозможны, и на этих участках наблюдается кислородное голодание реки;

- научно обоснован выбор эжекторного земснаряда, который позволяет настроить рыхлитель только на удаление верхнего текучего и текучепластичного слоя.

Достоверность научных положений и результатов проведенных исследований подтверждается:

- корректной постановкой задач и исследований;

- достаточным объемом экспериментов, необходимых для разработки методологических основ процесса очистки русел малых рек;

- удовлетворительной сходимостью результатов экспериментальных исследований с расчетными значениями, полученными с использованием математической модели.

Практическое значение работы.

- разработана и апробирована методика анализа экологического состояния реки Упы, применимая и для малых рек других регионов;

- на основе полученных данных были разработаны оригинальные технологии по очистке сточных вод от взвешенных частиц и очистки сточных вод от засоленных стоков;

- результаты работ внедрены на АК «Тулачермет», Тульском горнохимическом заводе, на очистных сооружениях котельных установок.

Основные научные положения работы состоят в разработке методологии исследования экологического состояния малых рек, используя которую становится возможным предложить такие исследования и способы очистки, позволяющие восстановить микрофлору, флору и фауну исследуемых объектов.

• Реализация работы.. На основе выполненных исследований были разработаны и частично реализованы мероприятия по охране и рациональному использованию водных ресурсов на АК «Тулачермет».

Опыт, полученный при выявлении техногенного влияния АК «Тулачермет» на р.Упу, был использован при разработке и внедрении на предприятии ОАО «Тулагорхим» оригинальных технологий по очистке промышленных сточных вод.

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Аэрологии, охраны труда и окружающей среды» ТулГУ (г. Тула, 2001-2002 гг.), на 5-ой Международной научно-практической конференции «Высокие технологии в экологии» (г. Воронеж, 2002 г.) и научно-практической конференции «Экология 21 века в Тульском регионе» (г.Тула, 2002 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований имеется 1Ь публикаций.

Объем работы. Диссертация изложена на 166 страницах машинописного текста, состоит из 7 разделов, содержит 34 таблицы, 12 рисунков, список литературы из 121 наименования.

Автор выражает большую благодарность коллективам Воронежского государственного университета, ОАО «Научно-исследовательского и проектного института мономеров» и Тульского государственного педагогического университета за проведенные анализы той части проб илов, сточных и речных вод, которые не могли быть сделаны своими силами, и доценту, к.т.н. Кузнецову С.С. за оказанную методическую помощь.

ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, изложены цель и основные задачи исследования, научная новизна, практическая ценность и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ современного состояния малых рек и речных бассейнов в промышленно развитых регионах. Показано, что г. результате интенсивного использования водных ресурсов не только изменяется количество воды, пригодной для той или иной области хозяйственной деятельности, но и происходит изменение составляющих водного баланса, гидрологического режима водных объектов. Объясняется это тем, что большинство рек и озер являются одновременно источниками водоснабжения и приемниками хозяйственно-бытовых, промышленных и сельскохозяйственных стоков. Это привело к тому, что в настоящее время в нашей стране не осталось крупных речных систем с естественным гидрологическим режимом и химическим составом, не нарушенными антропогенной деятельностью.

Формирование современного состояния малых рек в промышленно развитых регионах в существенной мере обусловлено комплексом техногенных факторов, среди которых первостепенную роль играют поступление загрязняющих веществ со сточными водами предприятий. Техногенные продукты, поступая в реки, включаются в существующие

миграционные циклы, распространяются и накапливаются во всех компонентах речной системы - воде, взвеси, донных отложениях.

Среди предприятий преобладающее воздействие на загрязнение природной среды оказывают предприятия металлургического комплекса и ТЭС, стоящие как правило на берегах малых рек и искусственно сделанных из них водохранилищ.

На основании анализа литературных данных были поставлены следующие задачи:

оценка экологического состояния русла реки на исследуемом участке;

определение по руслу и глубине характера распространения донных отложений и степени их загрязнения;

оценка влияния выпусков сточных вод на качество воды в реке Упе и определение необходимой степени их доочистки;

оценка токсичности донных отложений при их неподвижности и переносе течением реки; биологические и биохимические исследования илов;

выбор способа оздоровления реки удалением донных отложений; выбор способа удаления ила и места его складирования. Во второй главе работы приводятся данные о климатических условиях Тульской области, об особенностях геологического строения долины реки Упы на изученном участке, гидрогеологических условиях, а также о гидрологии реки. Показано, что р.Упа (приток р.Оки), протекающая через г.Тулу (рис.1), по своему гидрологическому строению и другим характеристикам является типичным представителем малых рек СреднеРусской возвышенности и испытывает практически на всем своем протяжении, как и все другие реки, влияние предприятий промышленно развитого региона.

Инженерно-геологические исследования реки заключались в буренин скважин, отборе керна из каждого слоя и в лабораторных исследованиях его с установлением следующих характеристик: химический состав, наличие тяжелых металлов, влажность грунта, объемный вес, пористость, коэффициент пористости, степень влажности, удельный вес, границы текучести и пластичности, гранулометрический состав.

Бурение скважин производилось по поперечным профилям русла реки. Профили располагались примерно через 50 м., расстояние между скважинами по профилям составляет около 5-10 м. Для обеспечения устойчивости понтона он фиксировался тросом на противоположных берегах реки. При ширине реки до 80 м и скорости течения до 0,3 м/с подобная конструкция обеспечивает устойчивое положение понтона на воде. Положение профиля и скважин фиксировалось топографической привязкой.

Рис. 1. Схема исследуемого участка

В процессе основных исследований выполнены промеры гл>бин по 276 створам . Пробурено 1548 скважин в русле реки и в ее пойме. Отобрано более 500 проб грунта для лабораторных исследований на содержание тяжелых металлов, общехимический, спектральный, бактериологический, радиометрический, спектрометрический, биологический анализы.

В третьей главе рассмотрены анализы проб донных отложений и речной воды для проведения анализа на загрязненность. Приводятся методики по определению содержания тяжелых металлов илистых отложениях, а также методики по определению физических свойств загрязняющих веществ в воде р.Упы.

Отбор проб донных отложений р.Упы для анализа на загрязненность по химическим, микробиологическим и

гидробиологическим показателям проводился в соответствии с ГОСТ 17.1.5.01-80.

Бурение скважин на воде выполнялось с помощью легкого ручного бура типа «Геолог» с плавающей понтонной установки, в центре которой (от палубы до днища) была вставлена и приварена труба диаметром 100мм., которая жестко фиксировала понтон над скважиной и защищала оплывание скважин при взятии керна с различных интервалов глубин. Пробы донных отложений отбирались по слоям.

Отобранные пробы илистых отложений обрабатывались, консервировались и хранились в соответствии с международным стандартом ИСО 5667-15.

Определение тяжелых металлов выполнялось в соответствии с международным стандартом ИСО 11047, который устанавливает два метода атомно-адсорбционного определения хрома, меди, свинца, марганца и никеля в почве. Указанные элементы определяют как по отдельности, так и совместно в экстракте из донных отложений, полученном обработкой их раствором царской водки согласно требованиям ИСО 11466 (контроль качества и экологической безопасности по международным стандартам).

Для оценки качества воды были выполнены анализы но определению физических свойств и химического состава. Отбор проб проводится согласно ГОСТ 17.1.5.05-85.

Физические свойства определяли в соответствии с ГОСТ 3351-74. Содержание тяжелых металлов определяли калориметрическими методами с применением соответствующих реагентов.

В четвертой главе проведен анализ донных отложений: их морфологический, химический и гранулометрический составы, определены мутность и твердый сток, биохимическая активность донных отложений, видовой состав гидробионтов в грунтах р.Упы, приведены результаты санитарно-бактериологических исследований воды и илов, а также спектрометрический анализ донных отложений.

В результате выполненных детальных исследований русла реки получена обширная уникальная информация о характере современного

осадконакопления в условиях интенсивного техногенного влияния. Установлено наличие двух существенно отличающихся слоев руслового аллювия. Верхний слой ила (рис.2), наименее стабильный (текучей и текучепластичной консистенции) и наиболее загрязненный тяжелыми металлами, соответствует этапу сильного техногенного воздействия. Нижний слой ила более уплотненный (преимущественно тугопластичный или полутвердый). Он сформировался также в современную эпоху, но на более раннем этапе, и степень его загрязнения в 2-3 раза ниже верхнего слоя.

Объемная масса однородного текучепластичного ила по данным пяти дополнительных определений изменяется от 1,31 до 1,53 т/м3, что в общем близко к средне полученным значениям. Для расчетов (с некоторым приближением) можно принять 1,4 т/м3. Объемная влажность этого ила, характеризующая его пористость, изменяется от 57,5 до 82 % (в среднем 68 -

%).

Объемная масса серого ила с явной примесью зольного шлама изменяется от 1,34 до 1,62 т/м3 и в среднем составляет 1,50 т/м3. Объемная влажность (пористость) этого ила изменяется от 49 до 89% (в среднем - 67 %).

В целом, несмотря на некоторые отличия этих двух типов ила, объемная масса и пористость их близки. Но они все-таки имеют и различия. Во взвешенном состоянии зольный шлам быстрее осаждается в воде. Он легче рыхлится. Но после высушивания он обладает меньшей устойчивостью, комочки его легко разрушаются. Такой ил в осушенных отстойниках может быть источником пыления.

Коричневато-серый ил со шламом аглодоменного производства характеризуется более высокой объемной массой. В двух пробах она составляет 1,61 и 1,75 т/м3, хотя в третьей, вероятно, из-за большего разбавления шлама, она ниже - 1,2 т/м . Для расчетов, очевидно, следует принять среднюю величину из двух первых значений (1,7 т/м3). Объемная влажность (и пористость) этого ила изменяется от 70 до 84 % и в среднем составляет 75 %. Следовательно, твердая фаза его имеет более высокую плотность в сравнении с обычными грунтами. По данным центральной лаборатории АК "Тулачермет", аглодоменные шламы содержат высокие концентрации железистых соединений (железо общее до 45%). По-видимому, существенной остается доля железа и в илах с таким шламом, что и является причиной более интенсивного осаждения его из взвесей. Часть результатов химических анализов донных и береговых отложений представлены в табл. 1.

// Д1 ■ гг и и а -м же- **

^ 4ж /I *4 ХЛ 'л св ■ и в* » «• » п г* г* *а м

п ва ли' л* /вл «г лл/«г из а* /// /« /а

г — И. I

____1_1Т

а* а» /М /л/л» ля гг4 л»'«« /л» »в /*« /<\г /г/ да

I ЯГ Г7В /4» /« й/ ЛИ ЛГ5 А М /Я СМ/о/

•с !! ч N 5 5 >

«V -Нг;

1— «- ¡>5 С-"»

/у» СМ/о/ »4

Рис.- 2 Распределение мощностей верхнего слоя нла

Химические

Химический анализ донных и береговых oтложений _ __Таблица

Среднее содержание. %

I компоненты 1 Ил тек\ че-пластичный (17 проб) 11л мягко- и тек\чепласт ичный (3 пробы) Золошлам ит накопителя (1 проба) 11л и! р\ ела I С'\ глинки Упы | пойменные |110В0М0(.К 1>ЧЛ.1М1 шоч.е| | чарич.) ([проба) | (7 проб)

рн 7.56 7.59 8.26 .. 7.9 ... 7.47

п п п 8.96 6,80 2.75 1 5.10 7.03

БЮ-" 61,33 72.73 71.26 . 63.22 , 6У.56

Ье>0) 5,98 3.71 6.37 4.44 5.75

А!;Оз 14 68 9.27 10.06 19 29 1041

ТЮ: 0.93 0.80 0.82 ' 1.13 0 85

СаО 3.40 3,46 1,78 | 2.96 | 1.79

МаО 0.92 0.71 0.5 0 68 1 1.07

50з,чч 0.65 0.66- 0.13 0.78 | 0.17

Ка;0 0.57 0.69 0.48' 0.45 0.77

К;0 1,45 1.41 0.41 1.47 1.93

МпО 0.09 0 04 1 0,02 0.05 0.25

Р;0; 0.26 0.11 I -0.1 I 0.39 \ 0.27

РеО 1.76 0.98 1 1.51 1 1.44 . 0.8 •

Сера 4.55 2,62 1 2,06 ! 2,78 2,47

сульфат 0.23 0,12 ) 0.01 . 0.28 0.15 '

сульфид 0.42 0.53 1 0.88 0.50 0.01

Для более полного представления о качественном составе активных илов часть отобранных проб (наиболее представительных, по нашему мнению) была подвергнута спектральному анализ).

Результаты спектрального анализа проб ила и данные о примесях важнейших тяжелых металлов систематизированы по типам ила. В целом они соответствуют установленным ранее уровням содержания компонента, определенных химическими анализами.

Нижний слой ила имеет повсеместное распространение и лишь местами он замешается разнозернистым кварцевым песком шп древнечетвертичными иловатыми суглинками. По дну реки имеются ограниченные участки выходов коренных известняков.

При изучении биохимической активности донных отложении биохимические тесты показали, что процессы самоочищения реки практически не могут происходить, во-первых, из-за огромной массы токсичных отбросов, накопленных в донных отложениях, и, во-вторых, из-за не прекращающихся и зачастую не контролируемых сбросов промышленных ливневых и сточных вод. Высокая степень восстановленности илов на большом протяжении реки (исследуемого участка) свидетельствует о кислородном голодании реки.

Изучение видового состава гидробионтов в грунтах р.Упы позволило установить следующее: представители всех групп микрозообентоса

встречаются, в основном, единично и только жгутиковые рода Bodo в массе: на участке воздействия сточных вод АК «Тулачермет» количество видов микроорганизмов уменьшается вдвое. Так как они являются индикаторами сильно загрязненных вод и присутствуют в единичных экземплярах, можно уверенно заявить об отрицательном воздействии техногенных загрязнений на воду р.Упы.

Результаты санитарно-биологических исследований воды и донныч отложений из р. Упы и сбросов АК «Тулачермет» выявили безопасность иловых осаждений в бактериологическом плане. Анализ проб донных отложений на бета-активность показывает, что радиационный фон в пробах не превышает предельно допустимых уровней.

В пятой главе на основе полученных выше результатов исследований дана оценка экологического состояния реки. Заиливание русла особенно на локальных участках вызвано несомненно сбросами промотходов. Как отмечалось в главе 3, на значительном протяжении долины реки- Упы, примыкающей к территории АК "Тулачермег" и заводам стройиндустрии, русло сильно заилено, и во всем слое текучепластичного ила отмечается примесь коричневато-бурого шлама феррованадиевого производства, а также крошка и обломки шлака вплоть до контакта с нижним слоем более уплотненного ила. Из этого с очевидностью следует, что слой текучепластичного - ила представляет собой сугубо современный осадок, сформированный на этапе интенсивного техногенного влияния (несколько последних десятилетий). Судя по всему, этот жидкий ил подвержен движению и медленно смещается вниз по течению в особенности в период паводка, хотя дальность переноса взмученного осадка невелика. За пределами влияния указанных мощных предприятий количество текучего и текучепластичного ила заметно уменьшается, а в нескольких километрах от них перед Криволучьем в крупной меандре русло реки сравнительно чистое.

На всем протяжении реки в слое текучепластичного ила отмечается примесь синевато-серого пылеватого шлама, по внешним признакам близкого к золе от сжигания подмосковных углей. Наличие такого материала выявлено бурением и по берегам реки, а также на поверхности средней поймы (до высоты 2,5-3 м), заиливаемой в период ежегодных весенних паводков. Примесь шлама имеется и в самых начальных точках и профилях наблюдений, расположенных выше зоны влияния АК "Тулачермет".

Вопрос об установлении примесей зольного шлама в осадках имеет особое значение для оценки характера и источников загрязнения реки не только взвешенными веществами. Кроме выявления внешнего сходства ила с зольным шламом, для объективного решения задачи нами впервые использована проверка ила на наличие магнитной фракции.

Предпосылкой для этого послужили результаты ранее проведенных на кафедре геологии, и геодезии ТулПИ, под руководством А.Н.Дударева, исследований золы ГРЭС от сжигания подмосковных углей, когда было установлено присутствие в ее составе значительной примеси магнитной фракции, составлявшей от нескольких процентов до 20 - 30 %.

Таким образом, можно считать, что зольный шлам, в отличие от другого взвешенного вещества, является меченным, и при экологических исследованиях примесь его можно выявлять сравнительно просто.

Проверка в нашем случае сразу показала положительный результат. Оказалось, что и в слое текучепластичного ила и в пылеватых осадках синевато-серого цвета с берегов реки (средняя - пойма) явно присутствует примесь, обладающая магнитными свойствами. С помощью обычного магнита из подс>шенного и размятого ила удается извлечь магнитную-фракцию, доля которой изменяется от I до 10 % от общей массы пробы. Причем магнитная фракция присутствует в осадках на всем протяжении реки, включая и участок, расположенный» выше зоны влияния АК "Тулачермет", где доля ее достигает 3,5-8,5 %. И во всех пробах верхнего слоя ила в нижних профилях (под Криволучьем) магнитная фракция составляет не менее 2-5 %.

Основное значение при экологической оценке принадлежит определению концентрации тяжелых металлов в речных осадках. Выполнены анализы 200 проб (с учетом частичного дублирования) в лаборатории очистных городских сооружений. Определения выполнены химическим методом. После подготовки пробы из нее бралась навеска сухого ила в количестве 1-2 г. Затем она переводилась в раствор и подвергалась анализ с расчетом содержания металлов в мг на I г сухого вещества. Определения на ртуть и ванадий дублировались в лаборатории инспекции Тульского областного комитета охраны природы.

Ниже приведены средние значения суммарного содержания тяжелых металлов в осадках разного типа (табл. 2).

Таким образом, достаточно явно установлено, что верхний слой ила (текучего и текучепластичного) в наибольшей мере загрязнен тяжелыми металлами. Наличие в иле индивидуальных элементов далеко не однозначно. Например, цинк в этом слое даже по средним значениям содержится в количестве более I мг/г (0,1 %), что более чем на порядок выше кларка в осадочных породах (0,008 %) и тем более в почвах данного региона (0,005 %). В равнинных частях по протяженности реки концентрация цинка превышает 2мг/г (максимальная - 8 мг/г) в 13 пробах из 80, а в других пробах (таких 20) цинка анализом не обнаружено, что отражает неравномерность его распределения, а следовательно, делает невозможным суждение о степени загрязнения цинком по ограниченному объему опробования.

Среднее значение содержания меди в верхнем слое ила составляет 0,055 мг/г (0,0055 %), что в общем почти соответствует кларку в осадочных породах (0,0057 %), но в два раза выше фоновых значений для почв (0,0027%), с которых формируется снос. Разброс значений также весьма велик - от нулевых до I мг/г , и это обусловлено, очевидно, существенным вкладом техногенного загрязнения.

Средние значения суммарного содержания тяжелых металлов в

осадках разного тина __Таблица 2.

Тип осадков. Среднее содержат« в \и '| н число и рой

Сг4* Хп Си № Мп Ке1Ц1„, 1 Н- | V

Ил текучий и текуче-пластичный ОТС ОТС .012 0,055 0.043 0.00109 31.15 Ь.000058 10.80

80 80" 80 80' 80 80 80 1 45 1 51 1 1

Ил мягко-пластнчный до тугопла-стичного ОТС ОТС 0.50 0,034 0.050 0.00041 24.24 р.000040 ! 0.152

39 39 39 38 39 39 39 17 , 1 1 1 '

Суглинок и песок с ложа русла ОТС ОТС 0,49 0.021 ОТС 0.00027 21,26 Р,000075 0.114

7 ? 7 7 7 7 7 5 5

Суглинок и песок с ложа русла ОТС ОТС .117 0,021 0.010 0.00160 28.59 0.000045 0.5X7

31 31 31 31 30 31 31 20 20 0.2

Зола из. шламонако-пителя ОТС- ОТС 1,3 0.015 ОТС 0,000185 11,25 0,0002

1 1- 1 1 1 1 1 1 1

Неравномерна и концентрация никеля в верхнем слое ила. Среднее значение- этого показателя (0,43 мг/г-0,0043' %) даже ниже кларка в осадочных породах (0,0095 %) в два раза, но практически в два раза выше фона в почвах данного региона (0,0020). По отдельным пробам содержание никеля достигает 0,4 мг /г, в то же время по многим другим пробам он не установлен анализом.

Как видно из представленного материала, ил нижнего слоя тяжелых металлов содержит значительно меньше. Причем он остается довольно чистым там, где защищен от загрязнений воды верхним слоем ила. Это позволяет считать, что загрязнение верхнего слоя ила тяжелыми металлами практически не связано с инфильтрацией, а обусловлено осаждением загрязненных взвешенных веществ. Такой вывод следует из того, что распределение примесей тяжелых металлов в нем не зависит от глубины. Отмечены даже более высокие их концентрации в пробах из основания ила.

На основании вышеизложенного мы полагаем, что без механического удаления верхнего слоя ила, даже при условии достижения норм ПДК стоков промышленных предприятий, самоочищение реки Упы может растянуться на десятилетия. В течение этих десятилетий неподвижные в настоящее время соединения тяжелых металлов, накопленные в верхнем слое ила, могут в результате физико-химических превращений отравить воду реки, делая ее непригодной для хозяйственного использования и развития речной фауны.

По нашему мнению, задача оздоровления р. Упы должна решаться по двум направлениям: 1 - снижение токсичности стоков до уровня ПДК в

течение минимального срока; 2 - механическое удаление илов верхнего слоя на всех участках ззгрязнения. При этом прекращение сбросов должно предшествовать началу работ по очистке русла.

В главе приведены также результаты лабораторных испытаний и полупромышленного эксперимента по расчету времени и динамике оседания илов на картах намыва и взмученных земснарядом в реке. Установлено, что оседание взвешенных частиц после взмучивания илов происходит через 2 часа и распространяется вниз по течению на расстояние до 2 км (рис.3). Доказано, что растворимость солей металлов, фосфора и азота происходит в надиловой жидкости через 2 часа после активного взмучивания илов.

Ь,мг/л

го

С;.е1ШеЗс;юпи = зн.г{.-.ш:я сззе! аинУл. кн.'. тп

о т 800 1200

Рис. 3. Зависимость процесса осаждения взвешенных веществ от расстояния

до места взмучивания

Данные экспериментов были использованы для разработки математической модели распространения взвешенных загрязнителей по длине водной артерии от выпуска сточных вод, представленной ниже.

Математическая модель распространения взвешенной примеси по течению водного потока

Рассмотрим два сечения водного потока, отстоящие на расстояние Av

Изменение концентрации примеси в элементарном объеме ЛУ между сечениями описывается балансовым уравнением

Дш — Ш| — ш,

где т/, Ш2 - массы примеси прошедшие через сечения 1 и 2, соответственно, тк — масса примеси, осевшая на дно между сечениями.

Дт = |^ДУ,

где А1- время прохождения расстояния между сечениями объемом Л V воды.

т, = сД V

где - поток осаждение примеси, ЛЗ - площадь дна между сечениями.

Будем предполагать, что поток осаждения примеси пропорционален разности концентрации и некоторого предельного (фонового) значения

следовательно,

где Я- средняя глубина водного потока.

С начальным условием с(х, 0) - Сф и граничным условием во время эксперимента с(0, ¡) - Со.

Проведем замену переменной:

Решим уравнение (1) методами операционного исчисления. Применяя преобразование Лапласа, получим обыкновенное дифференциальное уравнение относительно функции С/ - изображения концентрации с*(\,(>):

Бс,

с!с, . + и—- = —А,с,

<1\

с граничным условием с, (0) = —

(2)

В результате получаем зависимость, описывающую динамик) переходного процесса для концентрации взвешенной примеси

Практический интерес представляет установившееся распределение концентрации взвешенной примеси по длине водного потока. При этом

дс

г/

и уравнение (1) принимает вид

(1с* Я. , .,„. \ и—- = --с , с (0) = си. ах Н

При этом установившееся распределение взвешенной примеси по длине водного потока принимает вид

+ с4

(3)

Для определения значения оценки параметра интенсивности осаждения А., преобразуем зависимость (3)

или после логарифмирования

1п

с(х)-с,

Ни

! = х

(4)

Оценку значения параметра интенсивности осаждения X. проведем методом наименьших квадратов

где У, = 1п —-—, с, — измеренное значение концентрации взвешенной

примеси на расстоянии х, от точки проведения эксперимента; - значение функции У{х) в точке х, рассчитанное по формуле (4), х,) = - ^ X

Решение задачи оптимизации (5) имеет место при

дХ Ни 'А НиJ

ИЛИ

Ни^У, X»--

I*. 1=1

Следует также отметить, что параметр А. имеет размерность скорости, поэтому его можно рассматривать как вертикальную скорость осаждения взвешенной примеси. \= 0,00260 (м/с)

Сравнение измеренных (с„,ч) и расчетных (срасч) значений концентрации

взвешенной примеси _ _ _Таблица 3.

№ опыта х, м с,«,,, мг/л солч, мг/л

0 0 38.0 38.0

1 120 23.0 30.8

2 280 21.0 24.0

3 680 17.0 15.6

4 1080 14.0 12.6

5 1280 12.0 12.0

6 1480 11.5 11.6

Сравнение расчетных и экспериментальных данных говорит о корректности математической модели и ее адекватности экспериментальным данным.

В шестой главе представлены рекомендации по улучшению экологического состояния малых рек и частичное внедрение разработанных мероприятий. Разработанная и апробированная методика исследований включала в себя следующий обязательный комплекс работ:

- гидрологические и геологические изыскания, которые позволяют оценить водный баланс реки для принятия решений по срокам и технологии очистки реки;

- геодезические и инженерно-геологические работы дают возможность определить мощность загрязнений донных отложений, выделить участки их распространения для принятия решений по способам и объемам очистки в зависимости от воздействия конкретных производств:

- биохимические, биологические и токсикологические изыскания позволяют проанализировать возможность самоочищения рек и других водоемов от техногенного воздействия и принять решения о необходимости очистки от донных отложений. Они также дают возможность определить степень защищенности строящихся отстойников для извлеченных речных илов и принять решение о дальнейшей их рекультивации;

- физико-механические исследования загрязненных донных-отложений позволяют определить категорийность грунтов для учета норм; выработки средств гидромеханизации, расчета оптимальной емкости отстойников и степени осветленности, расчета оптимальных затрат на выполнение работ;

- анализ химического и физического состава сбросов промышленных предприятий позволяет в комплексе с геологическими изысканиями выявить конкретный источник загрязнения водного бассейна и на этой основе совместно с природоохранными органами разработать конкретнее рекомендации и мероприятия по недопущению загрязнения рек и других водных объектов.

Такое комплексное изучение позволяет принимать правильные, научно-обоснованные решения по методам и средствам очистки рек от загрязненных донных отложений, по складированию илов в отстойниках и их рекультивации, максимально уменьшить вредное воздействие на окружающую среду предприятий с помощью разработанных рекомендации и предложенных мероприятий.

Полученные результаты выполненных работ и сделанные на их основе выводы позволили также скорректировать весь комплекс научных разработок и создать единый методический подход к решению проблемы улучшения экологического состояния рек.

Основным аргументом корректирования апробированной методики является установленное нами различие двух слоев современного аллювия, наибольшее загрязнение верхнего слоя и локальность его распространения, приуроченную к источникам загрязнения. Из этого следит вывод, что удалению подлежит только верхний слой, а установленные закономерности его свойств и характера распространения позволяют ограничить объемы исследований и проводить их на участках реки, примыкающих к крупным промышленным предприятиям или другим источникам загрязнения, и вниз по течению не более, чем на 2 км.

Для очистки основного русла от токсичных донных отложений предлагается использовать малогабаритный эжекторный земснаряд 11М1 100.

Грунтозаборное устройство земснаряда состоит из грунтозаборной рамы, эжектора и гидрорыхлителя, подача рабочей воды осуществляется центробежным насосом 200Д90 производительностью 540 м3/час при напоре 0,94 МПа.

Основным достоинством земснаряда с эжекторным рыхлителем по сравнению с механическим способом выемки ила в конкретных условиях является следующее. Так как в результате изысканий установлено, что очистке подлежат только текучие и текучепластичные слои донных отложений, то тугопластичные илы и нижележащие суглинки будут являться хорошим экраном для предотвращения фильтрации речных вод в подземные горизонты. Механический рыхлитель не дает гарантии сохранности тугопластичных илов или суглинков, т.к. он может регулироваться только на вынимаемую мощность слоя. А мощность текучих и текучепластичных илов варьирует по руслу реки в широком диапазоне от 0,10 до 1,5 - 2,0 м. Размывная способность эжекторного рыхлителя регулируется количеством и напором подаваемой рабочей воды. Настройка его на размыв грунтов необходимой категории твердости обеспечит сохранность защитного слоя независимо от мощности вынимаемого сверху слоя. При этом исключается необходимость контроля вынимаемой мощности слоя донных отложений.

Климатические, гидрологические и гидрогеологические условия исследуемой реки Упы идентичны условиям малых рек, протекающих в пределах Средне-Русской возвышенности, поэтому на них можно распространить закономерности, полученные в данной работе.

Кроме вышеупомянутых вредных и токсичных компонентов, следует отметить негативное воздействие в водах рек взвешенных минеральных частиц (например, белой сажи), особенно с острыми краями, оседающих и наносящих повреждения жабрам рыб. Некоторые водные организмы обволакиваются этими частицами, теряют способность к передвижению и гибнут.

Таким образом сброс неочищенных сточных вод приводит к угнетению аэробной микрофлоры, обеспечивающей самоочищение водоема, гибели рыб и других живых организмов.

Как видно из приведенного материала, работы, направленные на очистку промышленных сточных вод, снижение их расхода на технологические цели и возврат очищенных сточных вод для вторичного использования, весьма актуальны и перспективны.

Нами проведены работы по резкому снижению мелкодисперсных составляющих (в том числе и белой сажи) в сбрасываемые производственные сточные воды в р. Волоть - приток р. Упы. Предварительно промышленные сточные воды, содержащие мелкодисперсную (10-30 мкм) белую сажу подавались в сборник V = 30 м3, в который добавлялись коагулят и поверхностно-активное вещество. В течение 15-20 мин. смесь перемешивалась, отстаивалась, осадок отфильтровывался. При этом удалось снизить количество взвешенных минеральных веществ в 2,4 раза и впервые количество белой сажи в сбрасываемых сточных водах стало постоянно

меньше нормативных значений. Кроме этого, за счет возврата в технологический цикл большей части очищенных сточных вод количество сбрасываемой воды в реке Волоть уменьшилось с 1,5 млн. м3/ год до 450 тыс. м3. Реальный экономический эффект составил 1,5 млн. руб/год.

В седьмой главе представлено экологическое состояние реки Упы после внедрения разработанных мероприятий. Для подтверждения положительной роли разработанных и частично внедренных мероприятий были выполнены работы по исследованию токсичности активных илов (АИ) и надиловой жидкости р.Упы в различных зонах исследуемого участка методом биотестирования. Для этой цели был применен метод биотестирования, который предназначен для использования в системе контроля качества природных и сточных вод. Принятая в современной практике оценка качества сточных вод только по химическим показателям полностью не отражает свойства вод.

Объективную информацию о качестве вод и их действии на обитателей водоема можно получить при использовании одновременно данных химических анализов и токсикологических экспериментов на водных организмах, т.е. результатов биотестирования.

В качестве тест-объектов были выбраны гидробионты: планктонный пресноводный рачок Daphnia magna (дафния магна) и ресничные инфузории Parameciumcaudatum (парамеции).

Определение токсичности проводилось согласно известным методикам.

Результаты биотестирования жидкостей после растворения илов, а также воды р. Упы свидетельствуют об отсутствии острого токсического действия на жизнедеятельность обитателей водоемов, являющихся тест-объектами - Daphnia magna и Paramecium caudatum.

В заключение необходимо отметить, что проведенные исследования по определению морфологического, гранулометрического, биохимического, биологического, санитарно-бактериологического и спектрального состава воды и донных отложений р.Упы и части ее притоков позволили создать предпосылки для определения путей экологического оздоровления реки. С целью создания возможности использования вод р.Упы для хозяйственных и бытовых нужд, а в последующем и для организации зон отдыха, считаем целесообразным рекомендовать:

1 - прекращение или резкое снижение сброса промышленными предприятиями недостаточно очищенных сточных вод и не очищенных ливневых стоков в р. Упу;

2 - осуществить очистку берегов от накопившегося мусора, старой растительности;

'3 - в необходимых местах очистку русла реки от иловых осаждений до вскрытия родников;

4 - учитывая отсутствие патогенной микрофлоры, возбудителя столбняка, патогенного стафилококка в иле, возможна подсушка ила на

берегу р. Упы с последующим его вывозом (при отсутствии ядовитых химических веществ, что должно быть подтверждено лабораторно).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные выводы, научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Получена информация о характере формирования современных илов. Установлено наличие двух существенно отличающихся слоев руслового аллювия: верхнего - наименее стабильного (текучей и текучепластичной консистенции), соответствующего этапу сильного техногенного воздействия; нижнего - более плотного (преимущественно тугопластичный или полутвердый). Изучение распределения донных осадков в продольном профиле реки показало, что верхний слой имеет локальное распространение по нижнему течению от источников загрязнения. Нижний слой ила имеет повсеместное распространение (местами замещается кварцевым песком, древнечетвертичными суглинками или выходами коренных пород).

2. Из выделенных двух слоев современного аллювия наиболее загрязненным тяжелыми металлами и нефтепродуктами является верхний слой ила. Изучение биохимической активности донных отложений показало, что процессы самоочищения реки практически невозможны из-за соединений тяжелых металлов на локальных участках распространения, верхнего шит в районе 1,5-2 км от техногенного загрязнителя. Для этих участков биотестированием установлен восстановительный характер среды, кислородное голодание, уменьшение вдвое видов микроорганизмов, наличие гидробионтов, характерных для загрязненной среды. Локальное распределение участков техногенного загрязнения позволяет значительно сократить затраты на очистку реки.

3. Лабораторные и полупромышленные испытания динамики оседания взвешенных частиц, образующихся при заборе или из русла, показали достижение их фонового содержания через 1,5 км, т.е. через два часа движения воды от земснаряда.

4. Показано, что задача оздоровления реки должна решаться по двум направлениям: снижение токсичности стоков до уровня ПДК, разработка технологий их очистки и механическое удаление верхнего слоя или на всех локальных участках загрязнения. Тугопластичные илы и нижележащие суглинки являются надежным экраном для предотвращения фильтрации речных вод в подземные горизонты, поэтому очистке подлежат текучие и текучепластичные слои донных отложений; их мощность достаточно изменчива. В этой связи предлагается использовать малогабаритный эжекторный земснаряд с регулированием рыхлителя на удаление только верхнего слоя ила.

5. Выводы о локальном распространении наиболее пораженных участков можно распространить на всю реку, т.е. изыскания с целью

выявления необходимости, очистки реки рекомендуется выполнять на ее участках, примыкающих к крупным промышленным предприятиям и вниз по течению на расстоянии 1,5-2,0 км. Это позволит значительно сокрушиь материальные затраты и время на их выполнение.

6. На основе выполненных исследований были разработаны и частично реализованы «Мероприятия по охране и рациональному использованию водных ресурсов АК «Тулачермет». В соответствии с этими мероприятиями, а также проектом «Государственной программы по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов» полностью ликвидированы два стока промышленных вод, водоснабжение основного производства частично переведено на оборотный Цикл, выполнены работы по упорядочению использования шламонакопителей, расположенных по обоим берегам реки.

Общий экономический эффект за счет внедренных рекомендаций по АК «Тулачермет» составил около 10 млн. руб.

Реальный экономический эффект при очистке промышленных стоков от -взвешенных веществ, загрязняющих р. Волоть, составил 1,5 млн. руб./год.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Способы механического удаления донных загрязненных осадков. С.С. Кузнецов, В.В. Куценко, О.М. Пискунов, В.В.Чекулаев, Г.А Дружбин, Н.И. Володин. //Труды 5-й Междунар. науч.-практ. конф. "Высокие технологии в экологии", Воронеж, 2002 .-с.64-66.

2. Особенности загрязнения русловых отложений отходами промышленного производства. С.С. Кузнецов, В.В. Куценко, Г.А. Дружоин, О.М Пискунов. //Труды 5-й Междунар. науч.-практ. конф. "Высокие технологии в экологии", Воронеж, 2002 .- с.70-74.

3. Бодрова Ю.Л., Володин Н.И., Дружбин Г.А. Рекуперация регенерационных сточных вод натрий-катионитовых фильтров. //Труды 5-й Междунар. науч.-практ. конф. "Высокие технологии в экологии", Воронеж, 2002 .-с. 66-70.

4. Дружбин Г.А. Охрана и рациональное использование водных ресурсов на примере Тульского региона. Деп. в ВИНИТИ № 2085-В2002.

5. Дружбин Г.А. Мероприятия по снижению техногенного влияния крупных промышленных предприятий на состояние речной системы //Экологические проблемы Тульского региона. Тула, 2002. -с. 130-132

6. Демичева Ю.Л., Дружбин Г.А. Разработка мероприятий по снижению техногенного влияния станций водоподготовки на водные ресурсы.//Сб.

трудов научно-практической конференции «Экологические проблемы Тульского региона». - Тула, 2002.-c.271 -273.

7. Володин Н.И., Дружбин ГА. Формирование донных отложений в условиях интенсивного техногенного влияния. //Сб. трудов научно-практической конференции «Экологические проблемы Тульского региона». Тула, 2002.-с.273-276.

8. Дружбин ГА, Володин Н.И. Методика оценки отходов промышленного производства //Сб.трудов по материалам III Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития горнодобывающей промышленности подмосковного бассейна».-Тула, 2002.- с.265-267.

9. Дружбин Г.А. Влияние промышленных и ливневых стоков АК «Тулачермет» на состав и качество воды реки Упы. //Сб.трудов по материалам III Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития горнодобывающей промышленности подмосковного бассейна».-Тула, 2002.- с.273-277.

10. Дружбин Г.А., Демичева Ю.Л. Исследование экологического состояния участков р.Упы. //Сб.трудов по материалам III Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития горнодобывающей промышленности подмосковного бассейна».-Тула, 2002.- с.280-283.

11.Дружбин Г. А. Особенности загрязнения русловых отложений отходами промышленного производства.//ЭКиП №2,2003. с.31-32

12. Дружбин Г.А., Демичева Ю.Л. Гидробионты как индикаторы качества воды. //Сб. научных трудов по материалам IV всероссийской конференции «Геоинформационные технологии в решении региональных проблем».-Тула: ТулГУ, 2002.- с.84-87.

13. Демичева Ю.Л., Дружбин Г.А. Методы повторного использования отходов станций водоподготозки. //Сб. научных трудов по материалам IV всероссийской конференции «Геоинформационные технологии в решении региональных проблем».-Тула: ТулГУ, 2002.- с.87-90.

14. Дружбин Г.А., Пискунов О.М. Способ удаления загрязненных донных отложений малых рек. // Сб. научных трудов по материалам IV всероссийской конференции «Геоинформационные технологии в решении региональных проблем».-Тула: ТулЕУ, 2002.- с.90-93.

15. Дружбин ГА., Кузнецов С. С., Чекулаев В.В., Пискунов О.М. Геолого-промышленная оценка накопителя отходов ванадиевого производства с целью их повторного использования. //Труды 6-й Междунар.науч.-практ. конф. «Высокие технологии в экологии», Воронеж, 2003.-с.9698.

16. Дружбин Г.А., Володин Н.И., Демичева Ю.Л. Динамика донных отложений как фактор вторичного загрязнения водной среды. //Труды 6-й Междунар.науч.-практ. конф. «Высокие технологии в экологии», Воронеж, 2003 .-с.180-184.

17. Дружбин ГА, Володин Н.И., Демичева Ю.Л. Мониторинг участка р.Упы методами биотестирования. //Труды 6-й. Междунар.науч.-практ. конф. «Высокие технологии в экологии», Воронеж, 2003.-с. 184-188.

18. Дружбин ГЛ., Володин Н.И. Загрязнение поверхностных вод отходами промышленного производства. //Труды 3-й научно-практ. конф. «Современные проблемы экологии и рационального природопользования», Тула, 2003.-С.97-100.

Изл. лиц. ЛР№ 020300 от 12.02.97. Подписано в печать t5.Q3.Cfy

у 300600, ^ул^росТленишцР92ГГСТ'

Отпечатано в редакционно-издательском центре Тульского государственного университета. 300600, г.Тула, ул.Болдина, 151

ÎÎ2-8 89 7

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Дружбин, Геннадий Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 .ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

2.0БЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УЧАСТКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Климатические условия.

2.2. Геологическое строение участка.

2.3. Гидрология исследуемого участка р. Упы.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. ОТБОР ПРОБ, МЕТОДЫ АНАЛИЗА И АППАРАТУРА.

3.1. Отбор проб донных отложений. Атомноабсорбционный метод определения тяжелых металлов.

3.2. Отбор проб воды. Проведение анализов по определению физических свойств и химического состава.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ, ИХ БИОХИМИЧЕСКОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ.

4.1.Донные отложения и их морфологический, химический и гранулометрический составы.

4.2. Мутность и твердый сток.

4.3. Биохимическая активность донных отложений.

4.4. Видовой состав гидробионтов в грунтах р. Упы.

5.ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РУСЛА РЕКИ.

5.1. Экологическое состояние русла Упы. ф, . 5.2. Рекомендации по очистке русла реки.

5.3. Математическая модель распространения взвешенной примеси по течению водного потока.

6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УЛУЧШЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕК И ВНЕДРЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ.

7. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ Р. УПЫ ПОСЛЕ

ВНЕДРЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ.

7.1. Результаты биотестирования объектов исследования.

7.2. Результаты санитарно-бактериологических исследований воды и донных отложений из р. Упы и сбросов

АК «Тулачермет».

7.3. Спектрометрический анализ донных отложений.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологические проблемы малых рек и способы их решения"

Загрязнение поверхностных вод отходами промышленного производства является причиной усиленного заиливания рек, которое оказывает вредное влияние на состав донных осадков,, составляющих с водной средой неразрывную часть,экологической системы. Изучение состава современного аллювия с целью установления в нем токсичных компонентов позволяет определить степень его долговременного техногенного воздействия на, окружающую среду. Предполагается, что токсичные донные осадки могут являться источником вторичного загрязнения вод вследствие взмучивания и переноса их во время паводков и половодий вниз по течению.

Гидрологический режим рек изменяется во времени и пространстве. Под этим следует понимать изменение количества воды, уровня воды, скорости ее течения по временам года в многолетнем разрезе и на различных участках реки.

Экологическое состояние рек также изменяется во времени и пространстве. В нашем контексте под экологическим состоянием реки понимается возможность использования ее в целях непромышленного рыбоводства, использования ее вод для; сельскохозяйственных нужд, как зоны отдыха проживающего вблизи ее населения. При этом основными источниками нарушения- ее экологического равновесия однозначно принимаются промышленные предприятия, которые воздушным путем и сбросом стоков промышленных отходов загрязняют акватории рек и их воды.

Река Упа, приток реки Оки, протекающая через г. Тулу, по своему гидрологическому строению и другим характеристикам является типичным представителем малых рек Средне-Русской возвышенности и испытывает практически на всем своем протяжении, как и все другие реки Центральной части России, техногенное влияние предприятий промышленно развитого региона.

Процесс загрязнения и заражения токсичными веществами и тяжелыми металлами вод реки Упы и ее донных отложений наиболее интенсивно наблюдается в течение последних десятилетий. Наибольший рост его интенсивности отмечен с 60-х годов. Начиная с этого времени река в черте г.Тулы, не используется в качестве зоны, отдыха, и уже в 1976 г. были поставлены вопросы, по расчистке: ее русла на 20-километровом участке в черте города. Однако дальнейшего развьтия они не получили.

Исходя из сказанного, нами исследуется участок реки Упы в пределах зоны интенсивного воздействия на нее промышленного производства черной металлургии и других производств энергетического комплекса. Исследуемый участок расположен верхней границей в 230 км от устья реки, примерно в среднем ее течении; Нижней своей границей: участок подходит к центру г. Тулы, пересекая один из густонаселенных районов.

По гидродинамическому режиму река Упа относится к типичным равнинным рекам, и ее расход, уровни воды, скорости течения подвержены изменениям, характерным для малых рек центральной части Восточноевропейской; равнины. Русло реки слаборазветвленное, на исследуемом участке ширина его изменяется от 30 до 60 м при глубине от 2 до 6,5 м. Средняя^ скорость течения в летнюю межень не превышает в основном 0,2 м/с.

Цель работы. Целью работы, являлась оценка экологического состояния реки Упы на наиболее загрязненном участке и выбор способа и методов ее оздоровления.

Научная новизна:

- получена информация - о характере современного формирования! илов. Установлено' наличие двух существенно отличающихся друг от друга слоев руслового аллювия;.

- изучена биохимическая активность донных отложений;

- установлено,, что очистке от техногенного влияния промышленных предприятий; подлежат текучие и текучепластичные слои донных отложений, мощность которых достаточно изменчива, в.тоже время тугопластичные илы и нижележащие суглинки являются надежным экраном для, предотвращения фильтрации речных вод в, подземные горизонты;:

- разработана математическая модель устанавливающая взаимосвязь между антропогенными выбросами промышленных предприятий, скоростью течения и протяженности речной магистрали;

Достоверность, научных положений и> результатов проведенных исследований подтверждается:

- корректной постановкой задач и исследований;

Практическое значение работы.

- разработана и апробирована; методика; анализа экологического состояния реки Упы, применимая и для малых рек других регионов;

Основные научные положения работы состоят в разработке методологии исследования экологического состояния малых рек, используя которую становится возможным предложить такие исследования и способы очистки, позволяющие восстановить микрофлору, флору и, фауну исследуемых объектов.

Реализация работы. На основе выполненных исследований были разработаны и частично реализованы мероприятия по охране и рациональному использованию водных ресурсов на АК «Тулачермет». Опыт, полученный при выявлении техногенного влияния АК «Тулачермет» на р.Упу, был использован при разработке и внедрении на предприятии ОАО «Тулагорхим» оригинальных технологий по очистке промышленных сточных вод.

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы в целом, и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Аэрологии, охраны труда и окружающей среды» ТулГУ (г. Тула, 2001-2002 гг.), на 5-ой Международной научно-практической конференции «Высокие технологии в экологии» (г. Воронеж, 2002 г.) и научно-практической конференции «Экология 21 века в Тульском регионе» (г.Тула, 2002 г.).

Автор выражает большую благодарность коллективам Воронежского государственного университета, ОАО «Научно-исследовательского и проектного института мономеров» и Тульского Государственного педагогического университета за проведенные анализы той части проб илов, сточных и речных вод, которые не могли быть сделаны своими силами и доценту, к.т.н. Кузнецову С.С. за оказанную методическую помощь.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

В результате интенсивного использования водных ресурсов не только изменяется количество воды, пригодной для той или иной области хозяйственной деятельности, но и происходит изменение* составляющих водного баланса, гидрологического режима водных объектов.

Объясняется это тем, что большинство рек и озер являются одновременно источниками водоснабжения- и приемниками хозяйственно-бытовых, промышленных и сельскохозяйственных стоков. Это привело к тому, что в настоящее время в нашей стране не осталось крупных речных систем с естественным гидрологическим режимом и химическим составом, не нарушенными антропогенной деятельностью.

Подавляющее число рек России относится к категории малых. Их л длина обычно не превышает 100-150 км, а площадь водосбора 1000-2000 км . Малые реки, формируя сток средних и больших рек, играют важную роль, в формировании качества их воды. Небольшая по расходу воды, но сильнозагрязненная малая река влияет на качество воды принимающей ее реки в среднем в 10 раз сильнее, чем на ее количество [1, 50-53, 67].

Техногенные продукты, поступая в реки, включаются в существующие миграционные циклы, распространяются и накапливаются во всех компонентах речной системы - воде, взвеси, донных отложениях.

Среди предприятий преобладающее воздействие на загрязнение природной среды оказывают предприятия металлургического комплекса и ТЭС стоящие как правило на берегах малых рек и искусственно сделанных из них водохранилищ. Поэтому в настоящее время во всем мире проводятся исследования экологического состояния малых рек и других водных, массивов [57-62].

Это позволило установить источники тяжелых металлов, поступающих в речные отложения. Высокое содержание Тп (до 18 400 мг/кг), Сс1 (до 126) и РЬ (до 7540) связано с выбросами металлургического производства. Источником высокого содержания Сг (200-300 мг/кг) являются производства тугоплавких материалов и ряда химических производств [2].

Авторами [3] установлено, что химический состав донных отложений нижнем течении; Даугавы находится под сильным антропогенным воздействием. Был определен эффект этого воздействия на макробентос. Утверждается,. что состав донных отложений может служить индикатором качества речных вод.

Были проведены исследования влияния отвала Чусовского металлургического завода (ЧМЗ), расположенного в Пермской области на состояние рек Чусовой и Усьвы. Работы включали опробование и анализ воды и донных отложений рек, а также вещества отвала и сточных вод.

В районе влияния отвала наблюдается увеличение содержания БОд2", Ыа+ и К+, общего железа (до 1,08 мг/л), а также микроэлементов Ъъ (до 0,24 мг/л), Л (до 0,05 мг/л), Сг (до 0,028 мг/л), № (до 0,03 мг/л), Мп (до 0,09 мг/л), РЬ (до 0,02:мг/л), Си (до 0,29 мг/л). Отвал оказывает существенное влияние на донные отложения рассматриваемых рек.

В районе отвалов в составе донных отложений определено значительное содержание оксидов и гидроксидов железа в форме магнетита, вюстита, гетита (суммарное содержание до 10,9%). Отмечается повсеместное содержание в донных отложениях ниже отвала (мг/кг) Т1 — до 510, Сг до 1200, № до 1050, Мп до 290, Си до 330.

Таким образом, рассматриваемый объект оказывает существенное влияние (негативное) на состояние рек Чусовой и Усьвы, которое проявляется в изменении химического состава вод, минерального и микрокомпонентного состава донных отложений. Существующее положение требует разработки в ближайшее время мероприятий по снижению отрицательных воздействий объекта на геологическую среду [49].

Основными водными источниками Центральной Азии являются реки; Сырдарья, Амударья, Или, Иртыш, Урал. Сырдарья и Амударья - две стратегические водные артерии, обеспечивающие водой Аральский регион, который в настоящее время является одним из ряда регионов мира пострадавшего от водного кризиса. В- результате нерационального управления^ природными ресурсами площадь акватории Аральского моря сократилась с 60 км2 в 60х годах до 32.1 км2 в настоящее время. Изменения в уровне моря создали катастрофические проблемы для окружающей среды и здоровья населения на огромных территориях, окружающих море. Более того, деградация окружающей среды и катастрофические последствия для водных ресурсов наблюдаются по всему бассейну, что подвергает опасности социально-экономическое развитие стран Аральского региона (Республика Казахстан, Кыргызская Республика, Республика Таджикистан, Туркменистан, Республика Узбекистан) [71].

При этом наиболее ощутимо нерациональное использование водных ресурсов в бассейна рек Сырдарья, Амударья, Шу, Талас, Или или же на их притоках. Во всех рассматриваемых речных бассейнах, в том числе на. реках. Сырдарья, Амударья, Иртыш, Шу и Талас качество воды таково, что в последнее время по отдельным загрязняющим ингредиентам использование стока этих рек стало опасным для здоровья" населения. Например,. использование стока рек .Сырдарья; и Амударья представляет опасность по таким показателям как пестициды,,сульфаты, хлориды, тяжелые металлы и органические вещества, по р .Иртыш тяжелые металлы, ртуть, роданиды, цианиды, мышьяк и т.д.

Следует подчеркнуть, что в практике гидрохимического анализа загрязняющих веществ, приводимые загрязнения; за отдельно взятые дискретные годы не достаточно точно отражают динамику загрязнения. А именно, при сохранении объемов загрязняющих веществ из года и год, загрязнение поверхностного стока, за отдельно взятые месяцы, кварталы и годы имеет значительные различия. Причиной тому является зависимость гидрохимического режима от гидрологического режима, т.е. загрязненность водотока полностью зависит от водности конкретного года с учетом разбавляемости и регенеративной способности водотока. Исходя из этого необходимо проводить анализ загрязнения в совокупности с водностью года, т.е. при 25, 50, 75 и 95 % обеспеченности, ибо при принятии управленческих решений по уменьшению загрязнения огромная роль принадлежит разбавлению высоких концентраций загрязняющих веществ путем оперирования: количественной характеристикой водного потока. При этом использование конкретных объемов сточных вод, как детерминированную величину не возбраняется.

Бассейн реки Сырдарья. Уровень загрязненности нитритами превышает 45 % анализируемых проб и достигает 1-21 ПДК, фенолы содержались в 55 % проб и достигали 6 ПДК, нефтепродукты - в,73% проб, концентрации от 1 до 6 ПДК, содержание меди отмечено в 64 % проб превышение от 3 до 13 ПДК. Содержание пестицидов не отмечено. Химический состав воды р. Сырдарья формируется« в пределах Республики Узбекистан. В Казахстан (пограничный створ с.Кокбулак) вода поступает грязная и содержит нефтепродукты - 7 ПДК, фенолы - 3 ПДК, медь - 13 ПККЮ, азот нитритный -8 ПДК, сульфаты - 3 ПДК. Максимальный.уровень загрязнения наблюдается в весенний период.

В: районе Чардаринского водохранилища основными загрязняющими веществами являются сульфаты, медь, нитриты, нефтепродукты. Максимальные концентрации сульфатов отмечены на уровне 8 ПДК, нитритов - № ПДК, нефтепродуктов и меди на уровне 4 ПДК. Отмечался высокий уровень загрязнения кадмием - 15 ПДК.

Исследование: изменения- внутригодового распределения сульфатов дает однозначную тенденцию на повсеместный рост этого ингредиента. Например, при обеспеченности естественного режима,, максимальные концентрации сульфатов для? створа Тюмень-Арык были, отмечены в пределах от 200 до 300 мг/л в зимние месяцы и минимальные порядка до 180 мг/л в летние.

Для створа Кзылорда, при условно естественном периоде,, в. зимний период максимумы были в пределах 200-300 мг/л и минимумы в пределах 150-180 мг/л. Современные максимумы фактической: концентрации сульфатов находятся в пределах от 600 до 1000 мг/л, с минимумами летних месяцев от 400 до 500 мг/л. Такая? же: тенденция, наблюдается и в створе Казалы. Аналогичные картины по отношению к хлоридам, тяжелым металлам, пестицидам фиксируются: по всей длине р.Сырдарья; т.е. от с. Кокбулак до створа Казалы.

Аналогичная картина, только с наибольшей нагрузкой ионов тяжелых металлов, пестицидов и органических веществ. наблюдается на примере рек. Шу и Талас.

Бассейн реки Талас. Химический состав загрязнения р.Талас определяется превышением ПДК органическими веществами - 18,8% проб, нефтепродуктами - 10,5 % проб. Химический состав воды в верхнем течении реки формируется под влиянием загрязняющих веществ, поступающих в р.Талас с территории Кыргызстана. В районе с.Покровка (пограничный створ) в воде. р.Талас. наблюдается повышенное содержание органических веществ и железа в.100 % проб. Ниже по течению, в районе г. Тараз, уровень, загрязненности повышается за счет поступления коллекторно-дренажных вод с полей фильтрации сахарного и спиртового комбинатов, отмечено превышение ПДК по нефтепродуктам в 9 % случаев, в районе п.Солнечный -в 50 % проб; В районе с.Михайловка содержание азота нитритного превышало ПДК в 66 % проб и составило от 1,5 до 2,8, фенолы отмечены на уровне 1 ПДК. Загрязненность водоисточника реки Асса. незначительна. Среднегодовые концентрации,, превышающие ПДК, зарегистрированы, как и в прошло году, по органическим веществам - 16,7 %, по азоту нитритному -8,4 %, по меди - 66,7 %, по фенолам и нефтепродуктам - 8,4 %, фторидам -33,3 % проб. По фенолам отмечался экстремально высокий уровень загрязнения, максимальные значения достигали 100 ПДК.

Бассейн реки Шу. Химический состав воды в верхнем течении реки формируется под влиянием загрязняющих веществ, поступающих в р. Талас с территории Кыргызстана. В районе с. Благовещенское (пограничный створ) наблюдается повышенное содержание органических веществ и азота нитритного - в 50 % проб, максимальное содержание отмечено на уровне 3 ПДК. Содержание нефтепродуктов превышало ПДК в 33 % отобранных проб, сульфаты наблюдались в 100 % проб и достигали 4,8 ПДК. Ниже по течению, в районе с. Фурманово, содержание органических веществ отмечено в 33 % проб, кремний, медь и нефтепродукты содержались в 25 % проб.

Бассейн реки Или. Основными загрязняющими веществами поверхностных вод бассейна. р.Или являются нефтепродукты, содержание которых практически во всех анализируемых пробах (97 %) превышало ПДК, и составило 3,2 ПДК (максимальные значения достигали 12 ПДК). Повторяемость превышений по нитритам составила 49 % и их среднегодовой показатель составил 4,4 ПДК. Содержание фенолов отмечено в 47,8 % проб, их содержание зарегистрировано на уровне 1,5 ПДК (максимальное значение - 5 ПДК), фториды отмечены в 91,8 % проб,, средние значения - 2,02 ПДК, максимальные - 4,4 ПДК. В^ соответствии с индексом загрязненности поверхностных вод, для рек бассейна характерным является- умеренное загрязнение.

Химический состав воды реки Или. в пределах республики Казахстан формируется: под влиянием загрязняющих: веществ, поступающих с территории КНР, а также загрязненного поверхностного стока, и смыва с прилегающих к бассейну сельхозугодий. Сброс нормативно чистых и нормативно очищенных вод Капчагайской ГЭС (пункт наблюдений "Ур. Капчагай") существенного влияния на качество воды не оказывает, качество воды находится на том же уровне, что и в выше расположенных створах: содержание сульфатов достигает 1,5 ПДК, фенолов - 2,5 ПДК, нефтепродуктов - 6,1 ПДК, фторидов - 1,1 ПДК.

В традиционном понимании промышленного загрязнения рек Сырдарья, Шу и Талас в Казахстане нет, ибо вблизи этих водотоков промышленных предприятий горно-рудного производства нет. Есть только косвенное загрязнение р. Сырдарья с помощью притока, т.е. р. Бадам загрязняющихся хвостохранилищем отработанных руд Шымкентского свинцового завода. Основными: источниками загрязнения рек Шу и Талас являются недостаточно очищенные сточные воды Шуйского сахарного завода и Таразского спиртоводочного завода.

На реке Бадам фоновое содержание металлов (медь, цинк, свинец, хром и кадмий) в створе Шымкента находились в пределах допустимых концентраций. На участке реки в районе створа "0,64 км ниже сброса свинцового завода" наблюдается увеличение концентрации меди - 5 ПДК, нитритов - 3,3 ПДК, нефтепродуктов - 3,7 ПДК,. фенолов и сульфатов - 3,5 ПДК.

Река Сырдарья в районе Чардаринского водохранилища характеризуется загрязняющими веществами как сульфаты, медь,-нитриты, нефтепродукты. Максимальные концентрации сульфатов отмечены на уровне 8 ПДК, нитритов - 3 ПДК, нефтепродуктов и меди на уровне 4 ПДК.

Основными источниками загрязнения поверхностных вод р. Сырдарья и притоков Арысь и Келес в Казахстанской части являются сточные воды промышленных предприятий, сбросы коллекторно-дренажных вод с сельскохозяйственных полей и стоки животноводческих хозяйств.

В верхнем; течении р.Шу на количество воды оказывают сильное влияние сбросы сточных вод предприятий Республики Кыргызстан, наиболее существенным из которых является сброс сточных вод управления "Горводоканал" г. Бишкек.

В р. Талас несколько сократился сброс хозбытовых и условно чистых вод с Жамбылской ГРЭС по сравнению с 1996 годом, это связано прежде всего с уменьшением работы СУ-ГРЭС. Основным источником загрязнения р.Талас являются; сточные воды Жамбылского спитроводочного комбината. По сравнению с 1996 годом на комбинате АО "Тараз" сбросы сточных и дренажных вод в р. Талас значительно возросли за счет увеличения объемов производства.

В современных условиях во всех трансграничных водотоках, т.е. на реках Сырдарья; Шу иТалас наблюдается возросший антропогенный груз по отдельным видам химических загрязнений. Например, по р.Сырдарья-основными трансграничными загрязнителями:являются: сульфаты,. хлориды, пестициды, медь, цинк и ртуть.

Резкий рост концентрации пестицидов от 0,01 мкг/л до 0,25 мкг/л наблюдается с марта по апрель при уменьшении расходов воды с 620 м3/с до 400 м3/с. С апреля до сентября сохраняется тенденция снижения концентрации всех представителей пестицидов и гербицидов. Например, концентрации гексахлорана снижаются в этот период с 0,270 мкг/л до 0,04 мкг/л, тогда как линдана с 0,13; мкг/л до 0,03 мкг/л. Аналогичным образом ведут себя и ДЦТ, ДЦЭ, ДДЦ. В сентябре месяце резким пиком максимума отличаются ДДЭ (0,340 мкг/л) и гексахлорана (0,120 мкг/л) с последующим убыванием до 0,02 мкг/л. В сравнении с этим размахом колебания ДЦТ, ДДЦ и линдана, за этот же период, не превышают предела от 0,01 мкг/л до 0,06 мкг/л. Загрязнение остальными ингредиентами имеет свои специфичные периоды максимумов и минимумов концентрации.

На. трансграничном участке; химический состав воды р. Талас идет полностью сформировавшимся из территории Республики Кыргызстан. В створе с. Покровка, основными загрязнителями являются органические вещества и железо.

Река Шу в створе с.Благовещенское содержит повышенное по сравнению с ПДК, органические вещества и азота нитритного на уровне 3 ПДК. Содержание нефтепродуктов находится в пределах: от 3 до 5 ПДК, тогда как сульфаты до 4,8 ПДК. К сожалению, из-за удаленности гидрологических постов и гидрохимических створов от госграницы такие оценки невозможно производить в отношении рек Иртыш, Или, Ишим, Тобол и Урал.

Как ранее отмечали, для объективной оценки трансграничного загрязнения необходимо: пересмотреть существующие места расположения- гидропостов и гидрохимических створов с целью их выдвижения к государственным границам стран ЦАР, вплоть до организации совместного поста для контроля гидрологических и гидрохимических параметров транзитного стока; согласовать методы измерения и анализа гидрологических и гидрохимических параметров для достижения идентичных результатов [48].

В июне-октябре 1991 г. исследовался макро- и микроэлементный состав поверхностных вод низовьев дельты Амударьи для оценки; их экологогеохимического состояния,

Во всех пробах вод определялось содержание: 22 элементов - А1,. Са, Ва, Сс1, Сг, Си, Мп, Мо, N1, РЬ, Бг, ТЦ V, Хщ Ъх, Со, Ре, К, В, Ыа, Аб.

В результате проведенных исследований зафиксированы тенденции роста концентраций главных катионов и микроэлементов, особенно Ре, РЬ, А1, Мп, Сс1, Хп.

Полученные данные свидетельствуют о существенном; увеличении концентрации макро- и микрокомпонентов в поверхностных водах дельты Амударьи по сравнению с 1981-1988 гг. Возрастание концентраций элементов является следствием изменения; водного режима,, в. том числе увеличение в последние годы объема дренажного стока и его минерализации. Обнаружено превышение ПДК по Б г, М§, Ъъ, С(1, РЬ и величины рН для вод дельты Амударьи, что свидетельствует о неблагополучной экологической ситуации, которая; может получить дальнейшее развитие, если; не будет обеспечен комплекс защитных мер и проведение, геохимического мониторинга [4, 5, 6, 7, 8].

Одним из наиболее «грязных» производств являются предприятия горно-металлургического комплекса.

Металлоносные потоки, формирующиеся под воздействием горнометаллургического комплекса,, происходит в составе организованных и неорганизованных сбросов сточных вод. Особое место в этом занимают отходы производства, где металлы временно депонируются, но затем постепенно рассеиваются,в окружающей среде [31, 32].

В работе [30] рассматриваются выбросы горно-металлургического комплекса в реку Среднего Урала за период 1995-1999 года. Установлены превышения содержания в водах тяжелых металлов и взвешенных веществ в городах Н.Тагил, Качканар, Алапаевск, Реж и др.

Установлено, что за период с 1965 по 2000г. произошел рост минерализации воды при: увеличении всех составляющих ее ингредиентов, в первую очередь, в результате повышения концентрации сульфатов и щелочных металлов. •

Микробиологические исследования показали, что численность сапрофитных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов превышает допустимые санитарно-гигиенические нормы более, чем в 3 раза.

Проведенные исследования: показывают, что ГРЭС и промышленные предприятия негативно влияют на экологию.

Бассейн реки Иртыш. Загрязненность поверхностных вод бассейна тяжелыми металлами продолжает оставаться высокой. Среднегодовые концентрации меди по бассейну составили 18,9 ПДК, цинка - 20,9 ПДК, нефтепродуктов - 1,2 ПДК. Повторяемость превышений ксантогенатов составила 53,8 %, среднее содержание 1,73 ПДК. По сравнению с прошлыми годами наблюдается значительное уменьшение концентраций нефтепродуктов, а содержание пестицидов, роданидов и цианидов не превышало нулевых значений. В целом по бассейну качество воды р. Иртыш ухудшилось, индекс загрязненности увеличился с 6,02 в 1996 году до 8,34 в 1997 году, вода очень грязная.

Река Иртыш является одним из крупнейших протоков р.Обь. В фоновом створе р. Иртыш, с.Буран (пограничный створ с КНР) сбросы сточных вод отсутствуют. Гидрохимический режим формируется в основном в результате вымывания и растворения горных пород. Определенное влияние; на качество воды оказывают загрязненный поверхностный сток, сбросы с сельхозполей и загрязняющие вещества, поступающие с поверхностным стоком с территории КНР: Поверхностные воды р. Иртыш в створе с. Буран относятся к гидрокарбонатно-кальциевым, среднеминерализованным. Средняя, величина минерализации 126 мг/л. Средние концентрации меди, нефтепродуктов и азота нитритного составляли 1-2 ПДК. Ниже по течению, в,пределах г. Усть-Каменогорск, под влиянием сбросов сточных вод Восточно-Казахстанского промышленного комплекса уровень загрязненности р. Иртыш по отдельным показателям значительно возрастает. В фоновом (по отношению к г. Усть-Каменогорск) створе "0,8 км ниже плотины. ГЭС" средние концентрации составили: меди - 2,3 ПДК, нефтепродуктов - 0,7 ПДК. Кислородный режим и БПК в норме. Поверхностные воды створа "0,5 км ниже сброса конденсатного завода" в 1997 году относятся к умеренно-загрязненным. Средние концентрации в данном створе составили: меди - 4 ПДК, нефтепродуктов - 1 ПДК. Кислородный режим в норме. Наиболее загрязненным является створ "0,5 км ниже сброса ТМК",. расположенный ниже впадения? грязного притока -р.Ульба. Кроме того, в результате сбросов сточных вод Управления "Горводоканал" очистные сооружения работают с большой перегрузкой, в течение последних лет отмечается повышенное содержание азотной группы (нитриды). Средние за год концентрации составили у левого и правого берега соответственно: меди 3,8-3,3 ПДК, нефтепродуктов - 1,0 ПДК, азота нитритного - 1,5-0,6 ПДК. Кислородный режим в норме. Средняя величина минерализации составила 186 и 125 мг/л у левого и правого берега соответственно. Качество поверхностных вод створа "0,5 км ниже сброса ТМК" в сравнении с 1996 годом (воды загрязненные) несколько улучшилось и соответствует III классу - умеренное загрязнение. В замыкающем (по отношению к г. Усть-Каменогорску) створе "22,2 км ниже города" средние концентрации составили: меди 3,7 ПДК, нефтепродуктов - 1,3 ПДК. Кислородный режим в норме. Качество воды соответствует III: классу -умеренное загрязнение. На участке реки с. Глубокое - с. Предгорное под влиянием загрязняющих веществ, поступающих со сточными водами Иртышского полиметаллического комбината,. через притоки Глубочанка и Красноярка, а также транзитными водами от вышерасположенных источников загрязнения, среднегодовые концентрации веществ составили соответственно: меди - 3,7 ПДК, нефтепродуктов - 1,2 ПДК. Средняя величина минерализации составила 150 мг/л. Качество воды на участке с. Глубокое - с. Предгорное по гидрохимическим показателям улучшилось. ИЗВ в 1997 году составил 0,93 - 1,18 чистые и умеренно-загрязненные воды.

В 1997 году отбор проб для гидробиологического анализа осуществлялся в течение всего вегетационного периода. В донных обрастаниях встречаются представители трех отделов: диатомовые водоросли - 48 таксонов, зеленые - 12 таксонов и сине-зеленые - 2 таксона. Ухудшение качества воды наблюдалось в створах "0,8 км ниже плотины ГЭС" и "0,5 км ниже сброса ТМК" - вода загрязненная.

Бассейн реки Ишим. Характерными загрязняющими веществами поверхностных вод бассейна являются нефтепродукты, повторяемость превышений ПДК, которых в течение года составила 93,2 % проб; азота нитритного 74 %, меди - 75,6 %, фторидов - 15,1 %, сельфатов - 39 %. Пестициды не обнаружены. Сергеевское водохранилище реки Ишим. Характерными загрязняющими веществами р. Ишим с. Каменный карьер - г. Петропавловск и замыкающем створе с. Долматово являются нефтепродукты, азот нитритный, медь, сульфаты, железо общее. В течение года кислородный режим был удовлетворительный. Содержание растворенного кислорода находилось в пределах нормы и составляло 10,413,8 мг О/л. Содержание БПК5 находилось на уровне 1,8-3,4 мг О /л.

Содержание азота нитритного наблюдалось в пределах 2 ПДК. В течение года почти по всем створам отмечалось повышенное содержание железа общего от 1,5 до 8 ПДК, содержание меди в отдельных створах достигало 2-5 ПДК. В соответствии с индексом загрязненности воды можно охарактеризовать как умеренно-загрязненные. Причиной превышений ПДК загрязняющих веществ являются животноводческие фермы, летние дойки, расположенные вдоль реки в ее водоохранной зоне, складирование навоза в пойме реки. Кроме того, имели место случаи загрязнения речной воды в результате сброса городских ливневых вод без очистки. Результаты анализа воды Сергеевского водохранилища, свидетельствуют о том, что качество воды, в основном, соответствует требованиям ПДК. Концентрация кислорода составила 11,7-12,1 мг О/л, БПК5 - 1,25-2,25 мг О/л, нитритов - 0,007 мг/л. В течение года наблюдалось повышенное содержание железа 3-5 ПДК и нефтепродуктов - 3-4 ПК Д.

Бассейн реки Тобол. Является основным источником водоснабжения Костанайской области. Для регулирования стока, а так же с целью накопления воды для дальнейшего ее использования на р. Тобол построены Желкуарское, Шортандинское, Верхнетобольское, Каратомарское и Амангельдинское водохранилища. Загрязнение поверхностных вод происходит за счет поступления воды с полей орошения, а . так же в результате попадания талых вод с площади водосбора, что способствует увеличению накопления в воде биогенных веществ. Основными загрязняющими веществами р. Тобол являются азотсодержащие, значения которых возрастают в период весеннего половодья. В районе г. Рудный,- на химический состав оказывают влияние попуски из Каратомарского водохранилища. Содержание кислорода в воде ниже 8,87 мг О/л не наблюдалось. Концентрации азотсодержащих веществ минимально, нефтепродукты, медь, цинк, СПАВ- фенолы находились в пределах ПДК. По сравнению с 1996 годом уровень загрязненности реки не изменился, класс качества - II, вода чистая. Наиболее загрязненным является замыкающий створ ниже г.Костаная, где концентрации азота нитритного достигали 5,1 ПДК. В- связи с низким уровнем воды в водохранилищах наблюдается увеличение загрязнения биогенными веществами.Содержание меди, цинка, СПАВ, фенолов - в пределах нулевых значений, концентрации нефтепродуктов в норме.

Бассейн реки Урал. Для рек Волго-Уральского междуречья характерной особенностью являются низкие расходы водьь в меженный-период. Основными загрязняющими веществами поверхностных вод бассейна являются; нефтепродукты, медь, бораты. Содержание нефтепродуктов в 40 % проб превышало ПДК, меди - в 74 % проб, железо превышало ПДК в 77 % проб, бор - в 28 % отобранных проб. Превышений ПДК по пестицидам не отмечено. Индекс загрязненности воды (ИЗВ) показывает, что качество воды по сравнению с 1996 годом несколько улучшилось. В- 1996 году ИЗВ был равен 7,18, а в 1997 году - 5,48, т.е. переход из класса очень грязных вод в класс грязных вод. Река Урал является крупнейшим рыбохозяйственным водоемом. В пограничном с Россией створе с. Январцево "0,5 км ниже села" повторяемость превышений ПДК по меди составила 87, 5 % проб, по железу 0 83, 3 %, по сульфатам - 100 %, по нефтепродуктам - 60 % проб. В зимний период наблюдалось снижение содержания кислорода до 2,74 мг О/л, что является высоким загрязнением. Воды реки на всем протяжении загрязнены нефтепродуктами, концентрации которых составили 1-3 ПДК.

В районе г. Атырау и дельтовой части реки Урал содержание нефтепродуктов достигало 1 ПДК. Сброс нормативно-чистых вод Атырауского рыбоконсервного комбината существенного влияния на качество воды р; Урал не оказывает. Загрязненность реки в контрольном створе находится на том же уровне, что и в выше расположенных створах. Некоторое увеличение содержания нефтепродуктов обусловлено, преимущественно, влиянием речного флота, маломерных плавсредств: и затоплением побережья; р.Урал. Медь в р. Урал обнаружена по всему течению (в пределах 1-3 ПДК), наибольшее ее содержание обнаружено в створе с. Калмыкове 6,1 ПДК, максимальные значения достигали 15 ПДК. Содержание цинка не превышало предельно-допустимых концентраций. Воды реки Урал загрязняются на территории Российской Федерации. В пределах Казахстана сбросы сточных вод в русло отсутствуют. С водами основного притока - р. Илек поступает ряд специфических загрязнителей (хром, бор, фтор). Проведенные гидробиологические исследования характеризуют санитарно-биологическое состояние реки по таким показателям как фитопланктон, перифитон и бентос.

По данным фитопланктона доминирующей группой являются диатомовые водоросли. Индекс сапробности равен 1,81. Перифитон верхнего течения р.Урал указывает на некоторое увеличение качественного и количественного состава водорослей. Сапробность по этому показателю варьировала от 2,2 до 1,73: Фитопланктон нижнего течения представлен 65 видами. Во время съемок с апреля по октябрь было встречено 4 группы водорослей: диатомовые - 32 вида, зеленые - 21 вид, сине-зеленые - 7 видов и эвгленовые - 5 видов. В целом, по всей акватории р. Урал индексы сапробности находились в пределах третьего класса. Видовой состав зоопланктона представлен 43 таксонами. Доминирующая роль принадлежит коловраткам. Средний индекс сапробности 1,75.

В бассейне реки Иртыш основными источниками загрязнения поверхностных вод являются предприятия горнодобывающей и металлургической промышленности, хозбытовые сточные воды городов и поселков, животноводческих комплексов. В Восточно-Казахстанской области наибольшее количество загрязняющих веществ попадает в поверхностные водоисточники со сбросами: сточных вод предприятий: металлургии, особенно Ленинского и Иртышского полиметаллических комбинатов. При этом сброс сточных вод осуществляется как в р.Иртыш, так и в ее притоки. Например, реки Брекса и Тихая, в основном загрязняющиеся: шахтными и дренажными водами из подпорного отвала Шубинского рудника, промышленными водами обогатительной фабрики, свинцового завода, транспортного цеха, карьерных и шахтных вод рудников Риддер-Сокольского месторождения, промышленно-ливневыми стоками цинкового завода в свою очередь загрязняют сток р.Иртыш. На очистных сооружениях физико-химической очистки прошли очистку сточные воды цинкового завода в объеме 3; млн.м3, тогда как в 1996 года - 3,7 млн.м3, свинцового завода - 35 тыс.м3 (в 1996 г. - 263 тыс.м3); рудников РСМ - 1,2 млн.м3 (в 1996 г. - 13,5 млн.м3), Тишинского рудника 6,02 млн.м3 (в 1996 г. - 6,76 млн.м3), Шубинского рудника 321 тыс.м3 (в 1996 г. - 350 млн.м3), АО "Усть-Каменогорский свинцово-цинковый комбинат" осуществляет сброс загрязненных стоков объемом 963 тыс.м3/год, тогда как Усть-Каменогорская ТЭЦ сбрасывает без очистки стока из золоотвала 240 млн.м3/год. Усть-Каменогорский конденсатный завод сбрасывает недостаточно очищенные стоки объемом в 165 тыс.м3/год. Зыряновский свинцовый комбинат сбрасывает недостаточно очищенные стоки объемом 5,6 млн.м3/год, нормативно чистые (без Малеевского рудника) объемом 623 тыс.м3/год, нормативно очищенные 8,90 млн.м3/год; Греховский рудник - нормативно чистые воды северной и южной* линий дренажа объемом 8,92 млн.м3/год и т.д.

В бассейн р. Ишим загрязняющие вещества попадают в основном от предприятий Акмолинской и Северно-Казахстанской областей. Например, в районе г. Астана основным загрязнителем были промышленные ливневые стоки чугуно-литейного завода ПО "Целинкарммаш". На территории СевероКазахстанской области существуют 9 основных источников загрязнения поверхностных вод. Одним из крупных является Петропавловский завод тяжелого машиностроения, осуществляющий сброс 531 тыс.м3/год ливневых вод. Петропавловский рыбопитомник сбрасывает 130 тыс.м3/год нормативно-чистых производственных стоков.

Объем сброса карьерных вод бокситового рудника Красноактюбинского рудоуправления в бассейн р.Тобол в 1997 году составил 2,81 млн.м3/год, что на 0, Г млн.м3/ год меньше, чем в 1996 году.

На химический состав воды, в верхнем течении р.Урал оказывают влияние загрязняющие вещества, поступающие с территории Российской Федерации и притоков Илек и Чаган. Река Илек загрязняется, в основном, промышленными предприятиями через подземные воды, к таким источникам загрязнения относятся ПО "Фосфорхим" и АО "АЗХС". Через шламовые пруды-накопители происходит загрязнение вод бором и хромом.

В [ 17] анализируются результаты натурных наблюдений на участке р.Белой в районе г.Белорецка. В' пределах трехкилометровой зоны нижнего бьефа Белорецкого гидроузла промышленные стоки Белорецкого металлургического комбината значительно изменяют качество воды в реке.

Изучен состав вод, состав донных отложений и илов.

Рассмотрены основные факторы, определяющие процессы, формирования техногенных донных отложений водотоков; приемников Западного Урала. Показано, что в формировании их состава наряду с высоким естественным содержанием подвижных форм металлов, в первую очередь, железа и марганца, в аллювиальных отложениях важную роль играют сбросы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод предприятий металлургической, горнодобывающей и химической промышленности. Наиболее высокое содержание металлов, в первую очередь, железа, достигающее 247 г/кг, наблюдается в водотоках; приемниках кислых шахтных вод АО Кизелуголь. Мощные техногенные донные отложения являются источниками формирования повторного загрязнения водотоков-приемников. При этом наблюдается рост гетерофазнонеконсервативных поллютантов в водотоке при увеличении их расходов. Эти обстоятельства при ярко выраженном сезонном характере внутригодового распределения стока в реках рассматриваемой территории, привели к тому, что вынос металлов при достаточно постоянном сбросе в них сточных вод существенно неравномерен в течение года. Во время прохождения паводка выносится свыше 95: % годового поступления в них металлов. Основной5 аккумуляционной емкостью Западного Урала для выносимых поверхностными водотоками металлов, является Камское водохранилище. При этом интенсивность среднегодовых аккумуляционных потоков весьма велика и составляет : Ре (общ) = 81.8 г/м2,год, 2л\ = 1.2

У 0 г/м «год, Си = 0.5 г/м »год. Длительная эпоха экстенсивного индустриального развития Урала как центра металлургической, машиностроительной и горнодобывающей промышленности России привела к значительному загрязнению поверхностных водных объектов, находящихся в зоне воздействия промышленных комплексов данного региона, тяжелыми металлами [18].

В формировании донных отложений водотоков приемников сточных вод Урала наряду с естественными очень существенный вклад вносят и техногенные факторы, связанные со сбросом неочищенных или не достаточно очищенных сточных вод предприятий, в первую очередь, й металлургической и горнодобывающей промышленности. Наибольшая мощность техногенных донных отложений с высоким содержанием металлов сформировавшихся в водотоках приемниках кислых шахтных вод, первую очередь, на реках Косьва, С. Вильва, Ю. Вильва превышает в устьевых участках 2 м. При этом содержание общего железа достигает 270 г/м2*год. Техногенные донные отложения, являясь аккумулятором для гетерофазнонеконсервативных поллютантов, активно участвуют в формировании, процессов повторного загрязнения, водных объектов. Доминирующий вклад обменных процессов в формировании загрязнения ряда водотоков приемников металлами достаточно наглядно характеризуется тем, что при увеличении расходов водотоков приемников существенно возрастает содержание в них металлов. Ярко выраженный сезонный характер стока рек региона со значительным весенним половодьем приводит к тому, что в этот период выносится более 90 % металлов, поступающих в них вследствие техногенных факторов. Существенный вклад в формирование выноса металлов в водотоки приемники, наряду с техногенным вносят и естественные факторы, обусловленные высоким содержанием подвижных форм металлов в аллювиальных отложениях рек на севере рассматриваемой территории. Основным аккумулятором как естественных, так и техногенных потоков металлов, транспортируемых по водным артериям региона является Камское водохранилище. Интенсивность процессов аккумуляции в нем

Л Л Л составляет Ре (общ) = 81.8 г/м »год, Хг\= 1.2 г/м «год, Си = 0.5 г/м »год [19, 20].

Авторы. [46] описывают, что основными источниками техногенного воздействия; в бассейне реки Хилок, по мнению аудиторов, являются железнодорожный транспортный узел в поселке Хилок, Тигнинский угольный разрез и Петровск-Забайкальский металлургический комбинат.

В процессе работы экоаудиторами была проведена оценка влияния деятельности хозяйствующих субъектов на состояние окружающей природной среды в районе бассейна реки Хилок. При натурном обследовании были выявлены основные источники антропогенного воздействия, формирующие экологическую обстановку.

Сброс хозбытовых и производственных сточных вод Петровск-Забайкальского металлургического комбината осуществляется открытыми выпусками в реку Мыкырт, впадающую в реку Баляга, которая в свою очередь является притоком реки Хилок. Годовой объём сброса сточных вод с очистных сооружений Петровск-Забайкальского металлургического завода составляет около 14000 тыс.куб.м. Вместе со стоками в водоемы попадают следующие загрязняющие вещества: взвешенные вещества, железо, фенолы, медь, нитраты, нефтепродукты, хлориды, сульфаты и др.

Негативное воздействие на окружающую среду оказывают объекты основного и вспомогательного производств Тигнинского разреза ОАО "Читинская угольная компания". Откачка карьерных дренажных вод приводит к нарушению гидрологического режима вод, образованию депрессионных воронок.

Наиболее сильное воздействие горные работы на карьере и другие сопутствующие им технические) и промышленные объекты оказывают на природные комплексы близлежащих открытых местностей: - пойму реки Хилок. Наибольшее загрязнение почв токсичными тяжелыми металлами и снижение почвенного плодородия происходит вблизи источников загрязнения в радиусе 0,5 км. Наибольшую антропогенную нагрузку испытывают река Хилок у г. Хилка и река Баляга у г. Петровска-Забайкальского. Воды р. Хилок у г. Хилка загрязняются сточными водами Хилокского участка водоснабжения и стоками железнодорожного узла.

Жипхегенский камнещебеночный завод осуществляет сброс неочищенных сточных вод в количестве 50 тыс.куб.м/год в р. Жипхегенка (приток реки Хилок). На данном предприятии имеется подготовленная; система оборотного водоснабжения. Очистные сооружения станции Жипхеген сбрасывают сточные воды в пруд-накопитель в количестве 72000 м /год. Этот пруд-накопитель не имеет гидроизоляции и сточные воды фильтруются в подземные горизонты. Сточные воды этого предприятия содержат: нитриты, нитраты, аммонийный азот, взвешенные вещества, БПК, ХПК.

Предварительные результаты проведенной работы подтверждают, что на данной территории экологическая обстановка хоть и не является критической, однако требуется немедленная реализация ряда природоохранных мероприятий для ее стабилизации в условиях наращивания промышленного производства.

Первые гидрохимические обследования р.Москвы и р.Яузы были проведены еще в 1881 и 1882 гг. A.A. Яковлевым. В'отчетах отмечалось загрязнение воды фабричными сточными водами и клоачными жидкостями. В1 нижнем течении р.Москвы и черте города было зафиксировано существенно более высокое по сравнению с содержанием выше города аммонийного азота, поступающего в реку преимущественно с хозяйственно-бытовыми стоками [63].

В настоящее время контроль за качеством воды в р.Москве в черте города осуществляется различными ведомствами, часто в своих интересах и по собственным программам. Скоординированная система мониторинга качества вод р.Москвы на сегодняшний день практически отсутствует, гидрохимические исследования проводятся на разных створах, нет единого перечня контролируемых компонентов, состав наблюдений и периодичность опробования не согласованы, что приводит к получению разнородных, в большинстве случаев плохо сопоставимых данных по уровню загрязнения; вод.

Геохимические обследования р Москвы проводились неоднократно [66-70, 72-73]. Одно из наиболее полных обследований состояния р.Москвы было проведение экологическим фондом развития городской среды по заказу и при участии Государственной инспекции по маломерным судам г.Москвы (ГИМС) в 1992-—1993 гг. Исследования включали: выявление максимально возможного комплекса элементов загрязнителей и уровня загрязненности р.Москвы и впадающих в нее водотоков и водовыпусков, изучение характера и уровня загрязнения донных отложений, радиоактивного загрязнения, и санитарно-бактериологического состояния вод и донных отложений, влияния загрязнения вод на ихтиофауну. В пробах воды определялся широкий комплекс, показателей: температура, органолептические показатели, взвешенные вещества, pH, ХПК (бихроматная окисляемость), БК (биохимическое потребление кислорода), растворенный кислород, макрокомпоненты, аммонийный азот, нитриты, нитраты, полифосфаты, СПАВ, нефтепродукты, фтор, свинец, цинк, никель, медь, серебро, барий, мышьяк, ртуть, бериллий,- висмут, кадмий, хром, вольфрам, алюминий, кобальт, пестициды, радиологические и санитарно-бактериологические показатели, содержание элементов, в растворенной и взвешенной; форме. Было проведено три цикла гидрохимических опробований: осенью 1992 г., весной и осенью 1993 г. [64] .

Как показали проведенные исследования, воды. р.Москвы характеризуются относительно стабильным гидрокарбонатным кальциевым составом и минерализацией, изменяющейся в пределах от 0,159 до 0,307 г/л. По санитарно-гигиеническим показателям минерализация и содержание макрокомпонентов находятся в пределах нормы.

Была установлена значительная пространственная и временная изменчивость содержания различных компонентов вод р.Москвы в черте города. Выявлен широкий комплекс загрязнителей, содержание которых не соответствовало установленным нормативам на большинстве обследованных участков: железо, марганец, нитриты, полифосфаты, нефтепродукты, цинк, никель, ртуть, кадмии, бериллий, СПАВ; В ряде случаев наблюдалось превышение ПДК для пестицидов, несоответствие санитарным нормам по БПК. В целом, наиболее значительные превышения ПДК установлены для нефтепродуктов (до 45 ПДК), кадмия (до 30 ПДК), бериллия (до 28 ПДК), марганца (до 18 ПДК), железа (до 7,1 ПДК), аммонийного азота (до 4,2 ПДК), никеля (до 5 ПДК). Соответственно по рыбохозяйственным нормативам превышения ПДК существенно выше и перечень элементов, не соответствующих установленным нормативам, расширяется за счет включения аммонийного азота, фтора, кобальта, меди, хрома.

Соответствие санитарным нормам в течение всего периода наблюдений отмечено для нитратов, серебра, мышьяка, алюминия, кобальта, фтора, свинца, хрома, однако, относительно загрязнения речных вод фтором, свинцом, хромом существует потенциальная опасность повышения уровня загрязненности [65].

Одним из показателей загрязнения водных систем являются донные отложения, изучение химического состава которых позволяет оценить степень техногенной нагрузки на водоток и выделить техногенные потоки рассеяния. В' водных системах, расположенных в зоне влияния городских агломераций, формируется особый тип современных русловых отложений -техногенные илы[86]. Поставка твердого материала для них осуществляется как с поверхностным стоком с промплощадок и урбанизированных территорий, так и со сточными водами, значительно превышая природные уровни поступления. Наиболее детальное изучение донных отложений позволяет осуществить использование метода поперечного створового опробования русла реки в сочетании со стандартным маршрутным опробованием.

В результате рекогносцировочного опробования русла р.Москвы в черте города, а также устьевых частей, зон притоков и водовыпусков, проведенного ГИМС Москвы и Экологическим фондом развития городской среды «Экогорол», установлены качественный состав донных отложений и их распределение по руслу.

Участок р, Москва на входе в город (206,8 км от ее устья) характеризуется слабым загрязнением донных отложений, в состав их ассоциации на правом берегу входят цинк и ванадий, в фарватере и на левом берегу - висмут. Но уже на участке 205,0 км ассоциация элементов загрязнителей расширяется за счет галлия, свинца, хрома, кобальта, содержание ванадия увеличивается . На левом берегу — в состав ассоциации загрязнителей входят серебро, цинк, ванадий,, марганец, иттрий, висмут, хром. В черте города в донных отложениях зафиксированы участки, характеризующиеся как существенно разным уровнем суммарного загрязнения, так и различными ассоциациями элементов загрязнителей. В целом, наиболее высокий уровень накопления характерен для серебра, менее значительный для свинца, кадмия, цинка, меди, хрома, олова ванадия, стронция, висмута, титана, вольфрама, галлия, молибдена, мышьяка, ртути. Техногенные илы содержат бенз(а)пирен в концентрациях, превышающих 22 ПДК.

Изучение санитарно-бактериологического загрязнения; вод и донных отложений было проведено осенью 1992 г. Степень санитарно-бактериологического загрязнения на разных участках в различных пробах изменяется в широких пределах. Так, показатель общего микробного числа в 1 см3 воды варьирует от 50 до 1200, коли-индекс- от 2300 до >240 000 (при норме не более 5000). Весной же 1993 г. все санитарно-бактериологические показатели превышали допустимые и фоновые величины. Интенсивная степень загрязнения воды характеризовалась свежим фекальным загрязнением, что подтверждается таким показателем как коли-фаг, который составил > 500.

В настоящее время экологическое состояние р. Москвы в черте города представляется достаточно критическим. Учитывая значительную изменчивость уровня и характера загрязненности вод на различных участках, очевидно, что для объективной оценки существующей ситуации, определения действительного уровня загрязненности вод, выявления основных тенденций и изменения качества вод, установления; фактических источников поступления загрязняющих веществ в водные среды, необходима разработка согласованной со всеми заинтересованными организациями программы исследований [65].

В. статье [33] описывается влияние производственного комплекса, включающего в себя угледобывающие, энергопроизводящие, перерабатывающие, транспортные предприятия на Гусиное озеро, входящее в состав Гусино-Убукунской группы озер - крупнейший водоем в бассейне Байкала.

Авторами [16] описываются результаты исследований донных отложений в р.Эльба. В октябре 1992 г. проведено исследование донных отложений всего течения р.Эльба и устьев ее притоков с целью определения загрязнения Н§, Сё, РЬ, Аб, Си, Сг, №, Со, Бе, Мп, Ы. Выделено 7 классов отложений по их загрязненности - от чистых до сверхзагрязненных.

Участки впадения притоков, загрязненных отходами горнометаллургического производства, увеличивают степень загрязненности до сверхсильной.

9] Исследовано содержание Са, Си, М§, Мп, Тя., Со, Ге, Ыа в воде и отложениях р.Колар и водохранилища Коради близ ТЭС Кораду и водохранилища Тава и р.Тава близ электростанции Сарни (Индия). Электростанции выбрасывают в атмосферу 80-470 т.золы/сутки и 800-1000 т.золы/сутки смывается непосредственно в водную массу рек и водохранилищ. Содержание тяжелых металлов в воде р.Колар и р.Тава ниже электростанции превышает величины, наблюдающиеся в реках, загрязненных промышленными стоками. Однако, токсичность металлов снижена благодаря-жесткости и щелочной реакции воды, хотя численность бентосных организмов (Melanoides liniatus, Corbicuba и Indoplanorbis) ниже выпуска зольных сбросов в реку значительно меньше, чем выше по течению, а некоторые виды. (Vivípara bengalensis, Thirra Scarba, Eamellidens) исчезают из бентосного сообщества. Концентрация тяжелых металлов в воде; более загрязненной р.Колар в 5 км ниже станции убывает в последовательности Fe>Ni>Cu>Zn>Mn>Co.

В статье [11] изучено вертикальное распределение Cd, Cu, Cr, Mn, Pb, Zn, Fe в колонках отложений двух рек Северной Греции. Обнаружена отрицательная корреляция концентраций всех металлов с глубиной колонки. На глубине 10-20 см наблюдается пик концентраций всех металлов, за исключением Cd. Это позволяет предполагать общее для всех металлов происхождение. Пик концентрации Cd отмечен в слое 0-10 см и объясняется интенсивным поступлением Cd в речные системы в течение последних десятилетий.

Так, исследовано большое количество образцов донных отложений в реках Каринтия (Австрия) определялось содержание Zn, Cd, Pb, Cu, Cr, Ni. Для анализа из образца выделялась фракция <20 мкм. Полученные результаты сравнивались с геохимическим фоном пород, слагающих район исследования [2].

Описывается состояние рек Грузии [47]. Наиболее загрязненные реки Грузии — Кура, Риони, Квирила, Гализдга, Ткибули, Ингури, Кубисцкали. В середине 90-х гг. в, этих реках концентрация фенолов, углеводородов, меди, марганца, цинка и азота была значительно выше, чем предусмотрено национальными и международными стандартами. Загрязнение Куры в пределах Тбилиси достигло критического уровня. Так, например, загрязнение органическими веществами превосходит предельно допустимый уровень (ПДУ) в 1,5 раза, фенолом — в 11 раз, нитратом аммония — в 4 раза. Эта же река в пределах Рустави загрязняется промышленными стоками металлургического и цементного заводов, химического предприятия "Азот". Уровень загрязнения фенолом превосходит ПДУ в 12 раз, органическими веществами — в 1,5 раза. В последние годы основным загрязнителем вод Куры стали жидкие бытовые отходы,, которые практически, неочищенными сбрасываются в реку, что уже грозит биологической катастрофой. Как известно, эта река, протекает по территории Азербайджана и является основным источником питьевой воды для Баку, Сумгаита и Апшеронского полуострова. На очистку куринской воды Азербайджан тратит огромные средства. В тяжелом положении находятся и другие водные бассейны. Например, река Машавера вблизи поселка Казрети загрязняется

Маднеульским горно-обогатительным комбинатом, причем уровень загрязнения медью превосходит ПДК в 220 раз, цинком — в 65 раз. Воды этой реки используются для орошения сельскохозяйственных земель в Болнисском районе. Как показывают статистические данные, в этом регионе значительно возросли заболеваемость тяжелыми недугами и число новорожденных-уродов.

Значительное количество бытовых, промышленных и сельскохозяйственных стоков в конечном итоге попадает в Черное море, причем больше всего оно загрязнено в окрестностях Батуми, Поти и Сухуми.

Один из основных загрязнителей Черного моря — Батумский нефтеперерабатывающий завод, который даже при нормальной работе очистных сооружений в начале 90-х гг. ежегодно сбрасывал в море около 500 т нефтепродуктов. Вследствие многолетних сбросов прибрежные почвы, и донные отложения сильно загрязнены тяжелыми компонентами нефти. В«^ начале 90-х гг. в Батумской бухте концентрация нефтепродуктов превышала ПДУ в 8 раз, фенола — в 6 раз. Химическое и бактериальное загрязнение прибрежной зоны Черного моря снижает ее рекреационную ценность.

Экологические проблемы Черного моря усугубляются повышением уровня сероводородного слоя в глубинных водах и резким увеличением количества медуз в прибрежных водах.

В работе [12] сделана попытка получения количественных оценок накопления тяжелых металлов в экосистемах некоторых водохранилищ Среднего Приднестровья (Запорожское и малые водохранилища Криворожья), испытывающих значительную антропогенную нагрузку.

Экологическая емкость водных систем как мера их надежности [13] обеспечивается продукционной функцией экосистемы и функцией кондиционирования среды.

При развитии продукционных процессов непременно происходит аккумуляция загрязняющих веществ гидробионтами, после отмирания которых эти компоненты попадают в донные отложения и депонируются там на более или менее длительное время. В экосистемах происходит (за. счет первичной продукции) постоянное поступление растворенного органического вещества (РОВ), способного к связыванию в комлексных соединениях тяжелых металлов. Развитие процессов комплексообразования в зависимости от условий ведет либо к кондиционированию металлов, либо к усилению их миграции.

Помимо биогенного кондиционирования тяжелых металлов в водных экосистемах происходит и абиогенное, осуществляемое (без участия сообщества) непосредственно в ходе физико-химических процессов — сорбции, химических реакций в зависимости от окислительно-восстановительных условий и др.

Проведенные исследования показали, что содержание тяжелых металлов в донных отложениях зависит от характера, грунта и содержания в нем органического вещества. Коэффициенты корреляции между содержанием органического вещества и концентрацией тяжелых металлов в донных отложениях Запорожского водохранилища равны 0,82, 0,73, 0,79, 0,49, 0,96, 0,75, 0,068, 0,76 для меди, кадмия, железа, марганца, свинца, цинка, кобальта и хрома соответственно. Это согласуется с данными, полученными для волжских водохранилищ [14]: с увеличением заиленности дна увеличивается в донных отложениях содержание органических веществ и тяжелых металлов( марганца, хрома, кобальта, кадмия, цинка, меди и др.). При этом основное накопление металлов приходится на те участки дна,. где содержание, органического вещества составляет 1,8-12,9% сух.грунта. С ростом дисперсности содержание тяжелых металлов в донных отложениях также увеличивается.

Кроме того, было установлено, что экосистемы водохранилищ Степного Приднестровья в силу своих гидрологических и гидробиологических особенностей справляются со значительной антропогенной нагрузкой. Снижение в ряде случаев металлоемкости показывает, что на данном этапе необходимо решать природоохранные задачи, направленные на ограничение сброса сточных вод (улучшение: их очистки) в соответствии с ассимиляционной емкостью экосистем водохранилищ в условиях их интенсивного комплексного использования [15].

Основной причиной неблагополучия этих трансграничных рек является отсутствие самой речной экосистемы в рядах участников водохозяйственного баланса в качестве полноправного участника. То есть,, изначально в вопросах использования водных ресурсов, обеспечение потребности, речной экосистемы было заложено из остаточного принципа в виде, санитарных попусков или минимально-необходимых расходов воды. Как результат, в настоящее время имеем по всем основным трансграничным водотокам деградированную речную экосистему. Это доказывается на примере рек Сырдарья, Шу, Талас, Или, Урал, Иртыш, Ишим и Тобол. Остальные факторы антропогенного воздействия являются следствием отсутствия: при использовании водных ресурсов экологических критериев обоснования экологического стока трансграничных водотоков. Например, орошение, будучи монополистом, среди основных водопотребителей никогда не имело биологических методов определения оросительных норм для орошаемых сельскохозяйственных культур. Если к этому добавить еще отсутствие всяких измерительных приборов учета использования воды на сельскохозяйственных полях, то становится ясным перерасход водьь и: вторичное засоление земель при отсутствии коллекторно-дренажных сетей. Потере воды также способствуют несовершенные гидромелиоративные системы, что приводит в конечном итоге к количественному истощению водотока и вторичному, третичному использованию с сильно минерализованным и загрязненным по химическому составу возвратных вод в нижнем течении водотоков,. Это, прежде всего подтверждается такими показателями как коэффициент полезного действия и коэффициент земельного использования, что на примере Южно-Казахстанской и Кзылординской областей равняются от 0,40 до 0,50. Загрязнению трансграничных водотоков с помощью прямых сбросов сточных вод, на примере рек Иртыш, Или и Талас, также способствуют несовершенные и неэффективные работы локальных очистных сооружений от отдельных предприятий или целых заводов, расположенных в бассейнах этих рек.

Присутствие пестицидов, гербицидов в водах крупных трансграничных рек, таких как Сырдарья, Или, Шу доказывает тезис о том, что в бассейнах этих водотоков неэффективно работают биологические методы защиты растений и научных подходов при применении ядохимикатов. По нашему мнению,- такое положение вещей в деле охраны и рационального использования водных ресурсов трансграничных рек будут сохраняться; еще долго при неэффективности законодательной базы, стран Центрально-Азиатского региона, где также немаловажную роль играет обязательное исполнение межгосударственных соглашений между трансграничными государствами.

Поэтому, представляется целесообразным наравне с устранениями вышеизложенных позиций необходимо приступать к коллективной разработке концепции тактики и стратегии охраны и рационального использования водных ресурсов трансграничных рек между странами ЦАР;

Авторами [10] дана оценка изменения гидрохимического режима р.Усмань (приток р.Воронеж) в результате проведения работ по очистке русла осуществлялась путем сравнивания результатов химических анализов воды за период с 1991 по 1993 г. в створах, расположенных выше и ниже расчищаемого участка. Установлено, что проводимые мероприятия по очистке реки способствовали улучшению качества, воды по таким показателям, как растворенный кислород (увеличение его составило 9%), ВВ (снижение на 12%) и нефтепродукты (снижение на 50%). По остальным ингредиентам качественный состав воды в створе, характеризующем химический состав воды после расчистки, остался на уровне качественного состава воды в условно-фоновом створе. Положительно оценивая влияние гидротехнических мероприятий в русле и пойме р.Усмань, следует отметить, что интенсивное воздействие имеет и свои негативные последствия. На месте русла шириной 5-15 м прокладываются: каналы шириной 40 м. Так, на участке у д.Отрадное меженное русло реки шириной 30 м расширяется до 118 м, а средняя^ глубина увеличивается: от 0,61 м до 4 м, что резко меняет естественный русловой режим реки. Такие расчищенные русла заиливаются через 7-10 лет, что не оправдывает больших материальных затрат на производство работ. К тому же, такая расчистка русла, не устраняет причины деградации рек, а скорее, приводит их к истощению за счет увеличения дренирующей способности с увеличением глубины.

В работах [44, 45] приведено изучение динамики процессов накопления микроэлементов, в воде и в донных отложениях, содержания в них тяжелых металлов в твердой и жидкой фазах,, распределения микроэлементов и органического вещества в вертикальном профиле донных отложений проводилось на Иваньковском водохранилище в летние периоды с 1990 г. по 1997 г.

Одновременно измерялись некоторые гидрохимические и гидрофизические показатели (рН, взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, общий фосфор, жесткость,, щелочность, удельная, электропроводность, окислительно-восстановительный потенциал, температура воды, растворенный в воде Ог).

В работах [44, 45] также предлагается методика оценки пространственного распределения концентрации взвешенных частиц донных отложений - как источника загрязнений слабопроточного водоема с учетом их фракционного состава и гидродинамической активности водных масс.

В статье [28] рассматривается санитарное состояние водоемов г.Тулы. Рассмотрено состояние. р.Воронка, р.Тулица и трех ручьев с их основными притоками: Рогожинского, Щегловского, Тростянского.

Обследование водоохранных зон малых рек в городской черте показало, что проточные водоемы на территории городов загрязняются твердыми бытовыми отходами, стоками промышленных предприятий, отходами производств и т.д., вследствие чего возникают значительные изменения физико-химического состава природных вод, биоценоза водоема и донных отложений, нарушается гидрологический режим рек и ручьев, имеют место деградация берегов; и усиление денудационной активности рек, заиливание, подмыв берегов и др.

Авторы [29] сообщают, что в Тульской области большую тревогу вызывает состояние водных систем. Реки в большинстве случаев загрязнены. Так, в водах Упы чрезвычайно много взвешенных частиц и нефтепродуктов. Содержание железа значительно превышает санитарные нормы. Обстановка стала еще сложнее: после впадения в нее Деготни - самой грязной реки: области. Резко снижается прозрачность, уменьшается содержание кислорода,-резко возрастает количество нефтепродуктов, аммонийного и нитратного азота. После впадения реки Шат содержание меди и марганца в Упе превышает предельно допустимые концентрации в 10-30 и более раз.

Опасный уровень загрязнения воды установлен также в реках Черепеть,-Рассошка, Тулица, Воронка, Дон.

К рекам, в которых состояние воды соответствует нормам «Правил охраны, поверхностных вод от загрязнения», могут быть отнесены лишь. Уперта, одна из самых чистых рек области, и Красивая Меча, где вода даже ниже Ефремова соответствует санитарным нормам.

Проблема загрязнения рек Тульской области промышленными отходами возникла со строительством первых оружейных заводов еще при Петре I и с той поры неотвратимо углублялась, достигнув в наше время« уровня экологического бедствия;

Насыщение Тульской области- промышленностью, засилие гигантами металлургии, химии и машиностроения при традиционно катастрофическом состоянии очистки промышленных стоков превратило большинство тульских рек в мертвые потоки и кладбища ядовитых илов.

Первые попытки серьезного изучения состояния рек области были предприняты всего 20-25 лет назад. В 1976-77 г.г. Казанским отделением научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации была обследована речная сеть области и составлены ведомости меженных расходов воды, химического состава воды малых рек, паспорта речных бассейнов области (Берданцева и др., 1982). В это же время институт «Мосгипроводхоз» составил «Схему развития : и мелиорации и освоения земель в Тульской области до 1990 г.», где предусматривались водоохранные мероприятия на реках области.

В 1975-80 г.г. Тульским политехническим институтом проведены работы по оценке качества воды в реке Упе и ее притоках (Берданцева и др., 1982). Уже в то время среднегодовая минерализация: воды в. Упе составляла 419 мг/л, что примерно в 1,5 раза превышало среднее значение по бассейну. Авторы: приводят процентное соотношение между объемами сточных вод и естественного стока Упы и некоторых ее притоков в период зимней межени;

Место изучения Естеств. сток Сточные воды

1. Устье р.Уперты 54 46

2. Устье р. Шиворони 31 69

3. Устье р. Шат 17 83

4. Устье р. Плавы: 94 6

5. У па, г. Липки 57 43

6. Устье р.Упы 50 50

Исследования показали; что в воде рек Шат и Деготня в зимний период кислород отсутствует, процессыг разложения органического вещества идут в анаэробных условиях. По данным авторов, некоторое восстановление качества воды в Упе происходит на 200-км участке ниже Тулы, где нет крупных источников загрязнения. Это восстановление на 80% происходит в результате биологического самоочищения и на 20% от разбавления водой чистых источников.

Обследование реки Упы несомненно внесёт поправки, (скорее всего негативного характера) в эти показатели 10-летней давности. Без чёткого представления о сегодняшнем состоянии Упы и её притоков невозможна разработка практических мер по оздоровлению всего бассейна реки Упы.

Конечно, вне зависимости от уровня загрязнения рек В; настоящее время; стержневой задачей является существенное сокращение неочищенных промышленных и бытовых стоков, попадающих в речную систему. Однако,, этого мало. Даже полное прекращение вредных стоков не: решает проблемы. На долгие годы наши реки: обречены быть мёртвыми из-за накопленных за многие десятилетия ядовитых донных отложений.

Дело в том, что значительная? доля вредных веществ, особенно ионов тяжёлых металлов, в этих донных отложениях адсорбирована на поверхности частиц ила и способна снова растворяться в воде. Так что жизнь в такие реки вернётся лишь после длительного естественного промывания этих илов чистой водой.

В связи с этим оздоровление отравленных рек и озёр в некоторых странах (река Рейн, Великие Озёра в Америке) осуществляют одновременно в двух направлениях: наряду с резким сокращением вредных стоков проводят очистку русла реки или акватории озера от ядовитых донных отложений (ила). Экологическая эффективность такого двустороннего подхода к решению проблемы отравленных водоёмов сейчас уже не вызывает никаких сомнений.

Например, при подготовке; аналогичного мероприятия по очистке залива Пьюджет-Саунд (США) (Лонг Ер, Чапмэн Р.М1,1989) было проведено три вида измерений: концентрации токсичных химических веществ, токсичности проб ила и изменений в составе биоты.

Интерес исследователей к изучению условий трансформации тяжелых металлов в водоемах и водотоках не случаен, так как перенос в гидросфере -один из наиболее важных путей миграции их соединений. Своим появлением в водной: среде металлы, обязаны природным процессам, развивающимся при контакте поверхностных вод с породами и почвами водосборного бассейна, и деятельности человека. Большая часть металлов земных недр участвует в глобальном переносе. Естествен рост их содержания в поверхностных водах по мере интенсификации развития сферы производства, во всем мире. Кроме того, коэффициент водной миграции многих металлов значительно превосходит их кларк в гранитном слое (Сс1- в 8,5, Ъъ. - в 3,3, Си - в 2,6 раза [21]).

Постоянно возрастающая антропогенная нагрузка на водоемы делает особенно актуальным изучение роли донных отложений в процессах самоочищения г и вторичного загрязнения водной среды; последнее определяется интенсивностью и направленностью межфазовых взаимодействий, а также поглотительной способностью донных отложений.

Например, многолетними натурными и экспериментальными исследованиями доказана роль донных отложений водохранилищ Днепра в их самоочищении от вносимых из различных источников соединений металлов [22, 23]. Гораздо меньше изучены дальнейшие превращения; соединений металлов между субстратами донных отложений, большинство которых являются прекрасными сорбентами, позволяют восполнить этот пробел.

Определение форм нахождения- металлов в донных отложениях водохранилищ Днепра выполнено по рекомендованной методике [24], которая в 1981 г. на II Международном симпозиуме по изучению взаимодействия воды и донных отложений была объявлена стандартной [25]. Анализ проб донных отложений выполняли в трех повторностях, средние значения рассчитывали при величинах стандартного отклонения' определений, не превышающих 10%.

На основании полученных данных проведено сопоставление форм нахождения металлов в донных отложениях разного типа. .По мере перехода от песков к илам (с увеличением степени заиленности грунтов) происходит перераспределение некоторых металлов, между субстратами. Заметно увеличивается подвижность Сс1 и уменьшается — Си; растет также количество Мп в составе оксидных форм.

Для некоторых типов донных отложений: существует различие в порядке расположения металлов в. ряду по силе их связывания субстратами; наибольшие различия отмечены для песчаных и глинистых осадков.

Так как более мобильные формы элементов представлены суммой обменных и карбонатных форм,- то уменьшение мобильных свойств происходит в ряду Сё>Со>Мп>РЬ^п>Си. Для морских отложений последовательность имеет вид С<1> Ъп >Мп> Со >Си и ясно, что совпадают лишь крайние члены указанных рядов. Существует также подобие между распределением металлов,, связаных с органическими веществами, в ил ах и черноземных почвах [26,84,85].

В работе [27] приведены результаты количественного определения Си, N1, Со, Бе, Мп, V, Т1, Бп в донных отложениях дельтовой части Волги. Отбор проб проводился с апреля по октябрь 1982-1988 гг. на. 16 станциях, равномерно расположенных по руслам рукавов Бахтемир и Бузан от нижнего бьефа вододелителя вниз к авандельте.

Содержание металлов в исследуемых грунтах убывает по ряду: Ре>Т1>Мп>Си>№>У>Мо>Со>8т

Межгодовая изменчивость содержания элементов за 1982-1988 гг. проявляется в снижении уровня их средних значений. К настоящему времени содержание Ре, Мп, Си, и V уменьшилось в 1,4; 1,5; 1,7; 1,8; 2,4 и 3,8 раза соответственно.

Пространственное и сезонное распределение элементов в поверхностном слое донных отложений определяется- в основном типом грунта и минеральным его составом, а также биохимической обстановкой формирования их вещественного состава. Районы хозяйственной деятельности, места повышенной биопродуктивности и сосредоточения мелкозернистых фракций характеризуются максимальными величинами концентраций элементов.

Наиболее интенсивно процесс накопления практически; всех металлов наблюдается в летнее время.

Для оценки экологического состояния водных объектов в последнее время очень часто применяется метод биотестирования.

В системе мониторинга методы биотестирования применяются, эпизодически, хотя целесообразность их использования очевидна [34, 35, 36]. Принцип гидробиологического биотестирования заключается в изучении воздействия пробы воды на выборку или культуру водных организмов и в анализе изменения: некоторых качественных: или количественных характеристик. При этом биологический объект используется как. суммарный- датчик биологической доброкачественности: водной среды. Ни> один из химических приемов; таким свойством не обладает. В результате целесообразно первичную оценку вод выполнять с применением; тест-организмов и только в случае выявления неблагоприятного эффекта среды на организм необходимо' проводить- дальнейшее химическое исследование; Такой подход привел бы. к повышению надежности и удешевлению мер по контролю качества водной среды.

По мнению авторов [37] самым эффективным методом является биотестирование. В ряде развитых стран биотестирование стало обязательным элементом системы контроля водных объектов. Так, в отчетах Агентства по охране окружающей среды- (AOOG) США сведения о токсичности вод сложного состава приводятся по результатам биотестирования, выполненного на многочисленных (десятки тысяч) тестах с использованием 145 тест-организмов.

Законодательством Германии предусмотрено биотестирование при оценке безопасного для тест-объектов разбавления сточных вод. Для этих целей используют тесты на острую токсичность.

Во Франции оценка водных объектов по токсикологичским показателям обязательна и заложена в «Системе контроля качества пресных вод». Для биотестирования! применяются; биотесты с использованием водорослей, дафний и рыб. Методы биотестирования; для оценки токсичности вод применяют также в Англии, Австрии, Индии, Норвегии, Швеции, Швейцарии, Финляндии, Японии и др.

В нашей; стране имеется опыт использования биотестирования в системе контроля г вод на Байкальском ЦБК, ряде предприятий химического, йодобромного, витаминного и других производств. Огромная работа в этом направлении была проведена во ВНИИ охраны, вод г.Харькова, но из-за отсутствия нормативно-правовых основ биотестирование не получило должного признания и распространения в России.

Для выявления токсического загрязнения воды рек Москва и Клязьма в 1968 -1988 гг. использовали рачков Daphnia magna Straus и водоросли Scenedesmus quadricauda (Turp) Breb в качестве тест-объектов. Установлено, что вода рек по-разному влияла на тест-объекты, повышая или снижая их характеристики по сравнению с контролем. Различная вода оказывала преимущественное влияние: на одни или другие исследуемые параметры. Наибольшую тревогу должны вызывать пробы воды, снижающие выживаемость дафний. Таким действием обладало большинство проб, отбираемых ниже по течению от городов Щелково и Воскресенска, а также в районе нефтезавода. Роль конкретного источника загрязнения в общем нарушении экологической ситуации выявляется путем сопоставления токсичности вод выше и ниже по течению от источника загрязнения рек. Неблагоприятное; биологическое влияние загрязнения воды рек усиливалось в холодное время года.

Оценка биологической доброкачественности воды рек Москва, и Клязьма методами биотестирования в различные сроки на протяжении длительного периода исследования показала существенный уровень биологической активности водной среды, что выражалось как в повышении,, так и в> снижении значений регулируемых параметров по сравнению с аналогичными; параметрами: в контроле. Наиболее значительное снижение доброкачественности вод проявлялось в среднем в период с середины осени до мая. Высокая биологическая активность многих проб свидетельствует о недопустимо высоком загрязнении вод,, выходящем за пределы, лимитируемые соответствующим законодательством [38].

В настоящее время в Белгородской области проводится работа по биотестированию с помощью Daphnia magna Straus природных источников питьевой воды (родников), подлежащих расчистке и обустройству. Работу выполняют студенты и сотрудники бюджетной лаборатории «Экологического мониторинга и охраны окружающей среды» Белгородской государственной: технологической; академии строительных материалов и Белгородского государственного университета. Финансирование работы и отбор проб воды, осуществляет Комитет экологии и природных ресурсов Белгородской области. Уже получены первые результаты.

Подводя итог исследованиям на наличие (отсутствие) хронической (скрытой) токсичности в пробах воды девяти природных источников, авторы делают следующиевыводы.

1. Вода в большинстве источников обладает высокими биологическими свойствами, популяции дафний в этих пробах растут и развиваются хорошо, потомство многочисленное и здоровое. Воду следует рекомендовать для использования а качестве питьевой при соответствии и прочих показателей ГОСТ 2874-82.

2. Воду из родника пос. Вейделевка не следует использовать для питья, так как проба показала хроническую токсичность.

3. Вода из родника «Святой источник» может быть использована для; питьевых целей, наличие хронической токсичности не обнаружено.

4. Воду из родника у ст. Вислое использовать для питья, следует с большой осторожностью, статистический метод обработки не показал наличия хронической токсичности, но характер кривых и абсолютные показатели выживаемости и численности популяции свидетельствуют о не совсем благоприятной ситуации с этим источником.

Следует иметь в виду, что биотестирование не заменяет, а всего лишь дополняет исследования воды по стандартным методикам [74-82].Однако, по мнению авторов: [37], только биотест может ответить на вопрос — «живая» это водица или «мертвая»

На основе системного подхода, и анализа многолетних данных по видовому составу и структуре перифитонных сообществ из 35 рек региона Средней Азии разработана санитарно-экологическая^ региональная классификациям водотоков. С практической точки зрения? важно соотнести изучаемый, водоток по предлагаемой классификации к определенному санитарно-экологическому типу (группе или подгруппе). Для этой цели предлагается использовать стандартные графики с сезонными диаграммами доминантных и; субдоминантных индикаторных видов; организмов перифитона, список которых включает 245 таксонов [39]:

Кроме биотестирования для экологического мониторинга рек предлагается много методик.

В настоящее время большое внимание привлекает упрощенный метод Вудвиса, разработанный для индикации качества малых рек Англии (а также его модификации, например, метод Верно и Таффи, Грехема). Метод основан на оценке видового разнообразия гидробионтов и наличии отдельных индикаторных таксонов в том или ином участке водоема, а результаты сводятся- к 10 биотическим индексам. Упрощенный: метод Вудвиса в классическом виде включен в ГОСТ 17.13.07.82 [40] и в «унифицированную систему» оценки качества вод [41]. Вместе с тем, его применение в различных регионах страны выявило главный недостаток Вудвиса - его зоогеографическое ограничение (о чем предупреждал и сам автор). Тем не менее, потребовалось много времени, вплоть до 90-х годов, прежде чем пришло понимание: необходимости разработки гидробиологических (гидроэкологических) методов анализа качества, вод,, адаптированных к различным фаунам многочисленных регионов России.

Один из таких методов [42], разработанный; авторами по госзаказу и использованный достаточно широко при индикации качества малых рек ряда областей России, имеет следующие характерные черты: 1. Обнаружение и сравнение индикаторных таксонов (видов или групп видов), как показателей качества воды,.производится, не относительно стандартно чистого участка реки (водоема), подбор которого всегда представляет самостоятельную проблему, а безотносительно, что сокращает число обследуемых участков (в пределе до одного, например, в замыкающем створе) и, таким образом, повышает оперативность экспериментальных работ.; 2. В; качестве индикаторных таксонов используются виды и более крупные систематические ранги макробеспозвоночных донных сообществ, которые не только информативнее, но и превалируют в системах малых водотоков над планктонными сообществами. Важно и то, что макробеспозвоночные доступны наблюдению невооруженным глазом. Каждый, наверняка испытал детскую любознательность и сильное впечатление от соприкосновения с миром живых существ, всегда населяющих даже самый малый ручеек; 3. Предложенный в методе перечень индикаторных таксонов отличается высокой степенью адаптации к особенностям фауны макрозообентоса малых водотоков конкретных регионов России; 4. Качество воды оценивается по 6 классам, что дает возможность применять статистические методы при обработке результатов натурных исследований; 5. Упомянутые 6 классов качества воды сопоставимы с гидрохимической классификацией: ГОСТов 17.1.2.04-77 [41], 17.1.3.07-82 [40] по показателям: БПК, перманганатной окисляемости, содержанию кислорода и аммонийного азота и ряду других, позволяющих практически стандартно контролировать видовую структуру макрозообентоса.

Экспериментальное внедрение упрощенного метода, в, практику мониторинговых работ на малых реках проводилось в» нескольких районах Тульской области. Заинтересованными в результатах эксперимента сторонами были: Роскомвод, в лице областного управления водных ресурсов, областной комитет охраны природы, районные комитеты, образования и администрация области.

По большинству створов установленное качество* вод подтверждается; сведениями о характере хозяйственной деятельности на водосборе рек. В отдельных случаях загрязнение малых рек было выявлено впервые,, что привлекло внимание водохозяйственных служб [43]. Необходимо отметить, что за последние годы научный и практический интерес к загрязнению Тульских малых рек значительно возрос, так появились публикации; [87-103], которые представляют отдельные отрывочные данные об антропогенном загрязнении рек Сежа и Упа. Правда необходимо отметить, что эти данные носят отрывочный характер и не систематизированы.

В 1990 г. дирекцией НПО «Тулачермет» было принято решение по очистке участка реки, наиболее подверженного воздействию металлургического производства. Для: реализации, этого решения был разработан и впоследствии осуществлен комплекс задач. Основными из них являются:

- оценка экологического состояния русла реки на исследуемом участке;

- определение по руслу и глубине донных отложений и характер их загрязнения;

- оценка влияния выпусков сточных вод на качество водьт в реке; Упе и определение необходимой степени их очистки;

- оценка токсичности донных отложений при: их неподвижности и переносе течением реки; биологические и биохимические исследования илов;

- выбор способа оздоровления реки, или удаление донных отложений;

- выбор способа удаления ила и места его складирования.

Выполнение работ проводилось в три этапа. Первые два из них основные, когда решались все поставленные вопросы. Третий этап был рассчитан на проведение контрольных замеров1 с целью» наблюдений за возможными изменениями после внедрения рекомендованных мероприятий.

На первом этапе работ (1990-1993 г.г.) были выполнены инженерно-геологические исследования по реке Упе и ее притокам в пределах городской черты г. Тулы. Эта река и ее притоки были выбраны потому,, что непосредственно на; берегу р. Упы расположен металлургический комбинат АК «Тулачермет» и другие промышленные предприятия: Последующие этапы включали в себя; основные физико-химические и бактериологические исследования, которые позволили сделать вывод об экологическом состоянии реки и разработать мероприятия по улучшению ее состояния.

2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УЧАСТКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Ухудшение экологического состояния реки,. кроме непосредственного загрязнения воды промышленными и сельскохозяйственными стоками, выражается? в заиливании русла.и интенсивном загрязнении донных осадков токсичными тяжелыми металлами, которые связываются: обычно с выбросами отходов производства машиностроительных и металлургических предприятий.

Процесс заиливания русла в значительной мере является естественным и не обязательно связан с промстоками; В региональном плане усиление его существенно обусловлено интенсификацией сельскохозяйственной обработки земли, способствующей смыву почвы.

Загрязнение поверхностных вод отходами промышленного производства является причиной^ усиленного заиливания рек, которое: оказывает вредное влияние на состав донных осадков, составляющих с водной средой неразрывную часть экологической системы. Изучение состава, современного аллювия с целью установления; в нем токсичных компонентов позволяет определить степень, его долговременного техногенного воздействиям на окружающую среду. Предполагается, что токсичные донные осадки могут являться источником вторичного загрязнения вод вследствие взмучивания и переноса их во время паводков и половодий вниз по течению.

Гидрологический режим рек изменяется: во времени и пространстве. Под этим следует понимать изменение количества воды,, уровня воды, скорости ее течения по временам года в многолетнем разрезе и на различных участках реки.

Экологическое состояние рек также изменяется во времени и пространстве. В> нашем контексте под экологическим состоянием реки понимается возможность использования* ее в. целях непромышленного рыбоводства, использования ее вод для сельскохозяйственных нужд, как зоны отдыха проживающего вблизи ее населения. При этом основными источниками нарушения ее экологического равновесия однозначно принимаются промышленные предприятия, которые: воздушным путем и сбросом стоков промышленных отходов загрязняют акватории рек и их воды.

Река Упа, приток реки Оки, протекающая через г. Тулу,, по своему гидрологическому строению и другим характеристикам является типичным представителем малых рек Средне-Русской; возвышенности и испытывает практически. на всем своем протяжении;. как и все другие реки Центральной части России, техногенное влияние предприятий промышленно развитого региона.

Процесс загрязнения и заражения токсичными веществами и тяжелыми' металлами? вод реки Упы и ее донных отложений наиболее интенсивно наблюдается в течение последних десятилетий. Наибольший, рост его интенсивности отмечен с 60-х годов. Начиная с этого времени река в черте г.Тулы не используется в качестве зоны отдыха, и уже в 1976 г. были поставлены вопросы по расчистке ее русла на 20-километровом участке в черте города. Однако дальнейшего развития они не получили.

Исходя из сказанного, нами исследуется участок реки Упы в пределах зоны интенсивного воздействия на нее промышленного производства черной металлургии и других производств энергетического комплекса. Исследуемый участок расположен верхней границей в 230 км от устья реки, примерно в среднем ее течении. Нижней своей границей участок подходит к центру г. Тулы, пересекая один из густонаселенных районов (рис.2.1).

По гидродинамическому режиму река У па относится к типичным равнинным рекам, и ее расход, уровни воды, скорости течения подвержены изменениям, характерным для малых рек центральной части Восточноевропейской равнины. Русло реки слаборазветвленное, на исследуемом участке ширина его изменяется от 30 до 60 м при глубине от 2 до 6,5 м. Средняя скорость течения в летнюю межень не превышает в основном 0,2 м/с. Непосредственно на берегу р. Упы расположен металлургический комбинат АК «Тулачермет».

Заключение Диссертация по теме "Экология", Дружбин, Геннадий Анатольевич

5. Выводы о локальном распространении наиболее пораженных участков можно распространить на всю реку, т.е. изыскания с целью выявления необходимости очистки реки рекомендуется выполнять на ее участках, примыкающих к крупным промышленным предприятиям и вниз по течению на расстоянии 1,5-2,0 км. Это позволит значительно сократить материальные затраты и время на их выполнение.

6. На основе выполненных исследований были разработаны и частично реализованы «Мероприятия по охране и рациональному использованию водных ресурсов АК «Тулачермет». В соответствии с этими мероприятиями, а также проектом «Государственной программы по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов» полностью ликвидированы два стока промышленных вод, водоснабжение основного производства частично переведено на оборотный цикл, выполнены работы по упорядочению использования шламонакопителей, расположенных по обоим берегам реки.

Общий экономический эффект за счет внедренных рекомендаций по А К «Тулачермет» составил около 10 млн. руб.

Реальный экономический эффект при очистке промышленных стоков от взвешенных веществ, загрязняющих р. Волоть, составил 1,5 млн. руб./год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа является законченным трудом, в котором на основе экспериментальных и теоретических исследований установлены закономерности распределения загрязняющих веществ в илах и донных осадках реки Упы, влияние их на биохимическую активность донных отложений, что позволило разработать и применить мероприятия по оздоровлению малых рек нашего региона с целью не только поддержания в них жизни микроорганизмов, но и сделать их воды пригодными для развития речной флоры и фауны, а также для использования в хозяйственных целях.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Дружбин, Геннадий Анатольевич, Тула

1. Владимиров A.M., Лихин Ю.И., Матвеев Л.Т., Орлов В.Г. Охрана окружающей среды. - Л.: Гидрометиздат, 1991. — 423 с.

2. Heavy metal contents in river sediments /Muller H.W., Schwaigholer В., Kalman W. // Water, Air, and Soil Pollut/ 1994. -72. № 1-4. с. Г91-203. -Анг.

3. Heavy metal speciation in sediments of the Daugava river in Latvia /Klavins M., Rodinovs V., Parele E., Cinis V. //Latv. Zinatnu Akad. Vestis. B. 1992. № 12. - c. 53-56. Анг.

4. Эколого-геохимическое исследование поверхностных вод дельты Амударьи. /В.Л. Зверев, Н.В. Демин, Л.Г. Константинов, P.P. Реймов,

5. A.А. Чернов, Н.Н. Шепелева // Известия ТулГУ, серия экология и безопасность жизнедеятельности. ТулГУ, Тула, 1994.-е. 174-189.

6. Константинова Л.Г. Антропогенная эфтрофикация поверхностных вод низовьев Амударьи. //Биологические ресурсы Приаралья. — Ташкент, 1986 г.

7. Рубянова Ф.Э. Развитие антропогенной гидрологии в Средней Азии. М.: Гидрометиздат, 1991.

8. Хоменко A.M.,. Емельянова В.П. Характеристика загрязненности рек Амударья и Сырдарья // Мониторинг природной среды в бассейне Аральского моря. СПб.: Гидрометиздат, 1991.

9. Никаноров A.M., Корнеева В.И., Павленко С.С. Вынос минеральных компонентов стоком рек Амударьи и Сырдарьи. //Мониторинг природной среды в бассейне Аральского моря. СПб.: Гидрометиздат, 1991.

10. Cjntent of mettallicions in water and sediments in reservoirs and rivers receiving ash effluents from thermal power stations. /Philips Sajju, Sankaran Unni K. //Trop. Ecol. 1991. - 32. №2. c. 236-244.

11. Оценка качества воды малых рек и ее изменений под воздействием гидротехнических мероприятий (на примере р.Усмань) /Протопопов

12. Кораблева А.И. Оценка загрязнения водных экосистем тяжелыми металлами //Водные ресурсы, №2, 1991. с. 105-111.

13. Кутлахлидов Ю.А., Поликарпов Г.Г., Корогодин В.И. Принципы и методы оценки радиоемкости экологических систем //Эвристичность радиобиологии. — Киев:Наукова думка, 1988. с.105-115.

14. Палашарчук И.К., Басс Я.И. О составе органического вещества донных отложений водохранилищ Днепра //Гидробиол. журн., 1973, Т. 9, №4. -с. 51-56.

15. Die Belastung der Elbe mit Schwermetallen Erste Ergebnisse von Sedimentuntersuchungen/Muller G., Furrer R. //Naturwissenschften/ 1994.- 81, №9. c.401-405. - Нем.

16. Исследование трансформации загрязняющих веществ в реке Белой в районе города Белорецка /Стародубов В.В.; Ред.ж. Вести МГУ. Сер 5. Геогр.-М., 1995.- 15 с.

17. Горбунова К.А., Максимович Н.Г., Андрейчук В.Н. Техногенное воздействие на геологическую среду Пермской области. Пермь, 1990. -44 с.

18. Максимович Н.Г. Геохимия угодных месторождений и окружающая среда //Вестник Перм. ун-та. Геология. 1997. — Вып. 4. - с. .171 -185.

19. Максимович Н.Г., Блинов С.М., Малеев Э.Е. Техногенные изменения геологической среды Кизеловского района //Вопросы, физической геогафии и геоэкологии Урала: межвуз.сб.науч.тр. Пермь, 1994. - с. 32-39.

20. Добровольский В.В. Геограяия микроэлементов. Глобальное рассеяние.1. М.: Мнель, 1983.-272 с;

21. Денисова Н.И., Нахшина Е.П., Новиков Б.И., Рябов А.К. Донные отложения водохранилищ и их влияние на качество воды. Киев: Наукова думка, 1987. — 163 с.

22. Нахшина: Е.П. Микроэлементы в водохранилищах Днепра. Киев: Наукова думка, 1983. — 157 с.

23. Tessier А., Campbell P.G.C., Bisson М. Sequential extraction procedure for speciation in particulate trace metals //Analyt. Chem. 1979. V. 51. P. 844851.

24. Groote De A. J., Zschupper K.H., Salomons W. Standartization of metods analysis dor heavy metals in sediments //Нуdrobiol. 1982. V. 91-92. P. 689695.

25. Нахшина Е.П., Белоконь В.Н. Распределение тяжелых металлов в донных отложениях водохранилищ Днепра //Водные ресурсы №5, 1991.-С. 86-93.

26. Усачева В.И., Рыгалова Т.Л. О содержании некоторых металлов в донных отложениях дельты Волги //Водные ресурсы №4, 1991. С. 202204.

27. Брынько Ю.В., Симанкин А.Ф. Исследование санитарного состояния водоохранных зон малых рек г.Тулы и мероприятия по их улучшению //Известия ТулГУ. Серия «Экология и бесопасность жизнедеятельности». Тула, 1997.-С. 226-263.

28. Соколов Э.М., Еганов В.М., Самарцев И.Т., Коряков А.Е., Туляков С.П. Экологическая обстановка и здоровье населения Тульской облаеш. -Тула: ТулГу, 2000. 82 с.

29. Семячков А.И. Горно-металлургический комплекс Среднего Урала -источник металлоносных потоков в окружающей среде //Труды 1-ой Междун.геоэколог.конф. Региональные проблемы биосферы. Тула, 2000.-С. 59-63.

30. Очистка и контроль сточных вод предприятий цветной металлургии /Баймахов М.Т., Лебедев К.Б. и др. М.: Металлургия, 1983. - 192 с.

31. Защита водоемов от загрязнений предприятий горной металлургии. /Левин Г.М., Пантелят Г.С. и др. М;: Металлургия, 1978. - 216 с.

32. Тушное озеро как индикатор загрязнения- акватории- Байкала. /И.Д. Ульзетуева, В.В. Хаханов, Б.Б. Намсараев, И.В. Звонцов //Экология и промышленность России, сентябрь 2001. С. 30-31.

33. Комплексные методы контроля качества природной воды //Спмпо4. специалистов стран членов СЭВ. Тез. докл. - М.: СЭВ, 1986.-208 с.

34. Обобщенные показатели качества вод — 83 //Практические вопросы биотестирования и биоиндикации. Тез. докл. Всесоюз. симп. Черноголовка, 1983.-200 с.

35. Теоретические вопросы биотестирования. Волгоград, 1983. -194 с.

36. Мирошникова, А.Б.,. Огрель А.Ю., Башетинская Л.Н. Биотесты для оценки экологического состояния природных водных объектов (на примере Белгородской области) //Экология и промышленность России, май 2000.-С. 36-38.

37. Артюхова В.И., Дмитриева А.Г., Исакова Е.Ф., Ларин В.Е., Путинцев А.И., Филенко О.Ф. Мониторинг вод рек Подмосковья методами биотестирования. //Водные ресурсы №1, 1991. С. 115-121.

38. О возможности использования биоценощов перифитона как индикаторов санитарно-экологического состояния рек Средней Азии. /Тальских В.Н. //Тр. Среднеаз. регион, н.-и. гидрометеорол. ин-та, 1992, №12.-С. 20-33.

39. ГОСТ 17.1.3.07-82 Гидросфера. Правила контроля качества воды, водоемов и водотоков. Официальное издание Госкомитета Стандартов СССР.-М, 1982;

40. Экологический мониторинг малых рек. /Николаев С.Г., Елисеев Д.А., Смирнова Л.А. //Инженерная экология, 1995. -№3. С. 54-61.

41. Гидроэкология: к проблеме вторичного загрязнения водных объектов /В.Ф. Бреховских, З.В. Волкова, В.М. Перекальский //Инженерная экология, №5, 1999.-С. 18-23.

42. Бреховских В.Ф., Казмирук Т.Н. Гидроэкология: динамика донных отложений слабопроточных водоемов (как фактор вторичною загрязнения водной среды). //Инженерная экология, №6, 1999.-С. 10-20.

43. Потравный И.М., Петрова E.H. Хилок: экологи ставят диагноз //эл.

44. Клапцов В: Состояние рек Грузии //эл. Адрес.

45. Бурлибаев М. Рациональное использование природных ресурсов -ситуация в бассейне Аральского моря. //эл. Адрес.

46. Максимович Н.Г., Меньшикова Б.А., Блинов С.М. Влияние отходов металлургического производства на состояние реки Чусовой. //ЭЛ. Адрес.

47. Бабкин В.И. Воскресенский К.П. Современная оценка водных ресурсов Советского Союза. //Водные ресурсы,. 1976, №5, с.5-13.

48. Беличенко Ю.П. Швецов М.М. Рациональное использование и охрана водных ресурсов.-М.: Росельхозиздат, 1986. 303 с.

49. Воронков П.П. Гидрохимия местного стока Европейской территории СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 188 с.

50. Израэль Ю.А. и др. Осуществление в СССР системы мониторинга загрязнений природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. —116 с.

51. Кутырин И.М. Охрана водных объектов от загрязнеия. Л.: Гидрометеоиздат. 1988. — 40 с.

52. Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли. Л.: Гидрометеоиздат, 1974.

53. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек (учебное пособие). -М.: Высшая школа, 1986. — 414 с.

54. Орлов В.Г. Контроль качества поверхностных вод. Учебное пособие. -Л. Гидрометеоиздат, 1988. — 139 с.

55. Охрана водных ресурсов. — М.: Колос, 1979. — 246 с.

56. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. -М.: Наука, 1975. -41 с.

57. Фальковская Л.Н. и др. Основы прогнозирования качества поверхностных вод. — М:: Наука, 1982. 167 с.

58. Шабалин А.Ф. Очистка и использование сточных вод на предприятиях черной металлургии. М; : Металлургия, 1968.-505 с.

59. Очистка водного и воздушного бассейнов на предприятиях черной металлургии / Т.М. Бублай, Т.С. Диордиева, И.Х.Карп и др. МЧМ СССР М.: Металлургия, 1977,№6, с.5-9.

60. Лихачева Э.А., Смирнова Е.Б. Экологические проблемы Москвы за 150 лет. Вологда: «Полиграфист», 1994. 248 с.

61. Оценка экологического состояния реки Москвы, к схеме природного комплекса в составе эколого-градостроительного плана г.Москвы. Экологический фонд развития городской среды «Экогород». М., 1996.

62. Москва : геология и город / Гл. ред. В.И. Осипов, О.П. Медведев. М.: АО «Московские учебники и картолитография», 1997. - 400 с.

63. Кондратьев Н.Е., Попов И.В., Сншценко Б.Ф. Теория и методы расчета русловых процессов. Труды IV Всес. Гидрологического съезда, т. I. — Л.: Гидрометиздат, 1975.

64. Куприянов В.В. Гидрологические аспекты урбанизации. -Л.:Гидрометиздат, 1977. 184 с.

65. Молоков М.В., Шифрин В.Н. Очистка поверхностного стока с территорий городов и промышленных площадок. М.: СтроГшздат, 1977.- 103 с.

66. Рябышев М.Г. Гидрологическая характеристика р.Москвы, регулирование стока в ее бассейне и водохозяйственное использование. В кн.: Процессы загрязнения и самоочищения р.Москвы / УВКХ, Росводоканал НИИ проект. — MJ: Стройиздат, 1972. с. 3-23.

67. Снищенко Б.Ф. Русловые процессы на урбанизированных участках рек. /Сб. Гидрологические аспекты урбанизации Моск. Геор. об-ва. -М., 1978. с. 51-60.

68. Дианов В.Г. Водозаборные сооружения на реках. Ташкент: Узбекистан, 1974. — 112 с.

69. Гидрологический ежегодник .-Л.: Гидрометиздат, 1970 1978.

70. Гидрологический ежегодник . — Л.: Гидрометиздат, 1987 1988.

71. ГОСТ 17.1.5.01-80 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность.

72. Фомин Г.С. Почва: Контроль качества и экологической безопасности по международным стандартам.76:ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков.

73. Н.Ф. Возная. Химия воды и микробиология.- М.: Высш.школа, 1979. -340 с.

74. Химия и микробиология воды: Практикум. Л.А. Кульский; Т.М. Левченко, М.В. Петрова. -К.: Вища шк., 1987. -175 с.

75. ГОСТ 3351-74. Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности.

76. Фомин: Г.С. Вода: Контроль химической, бактериальном и радиационной безопасности. 2000 г.

77. У.Дж. Уильяме. Определение анионов. — М.: Химия, 1982. 624 с.

78. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. Л.А. Кульский, И.Т. Гороновский, A.M. Когановский, М.А. Шевченко. -К.: Наукова думка, 1980. 680 с. 4.1.

79. Схема охраны вод р.Воря Московск. обл., кн. I. Общая пояснительная записка. Министерство милиорации и водного хоз-ва РСФСР РОСГИПРОВОДХОЗ, М., 1983.

80. Гонтарь Ю.В., Крунский К.Н., Гончаров В.А., Киселевский В.В. Изучение концентрации тяжелых металлов в речном стоке с урбанизированных территорий. //Водные ресурсы, 1983, №4, с. 89-95.

81. Денисова А.И., Нахшина Е.П. Роль донных отложений в процессах самоочищения и самозагрязения водоемов. В кн.: Самоочищение, биопродуктивность и охрана водоемов Украины. - Ктев: Наукова думка, 1975.-с. 86-87.

82. Техногенные илы- потенциальный источник вторичного загрязнения речных систем /Янин Е.П., Разенкова Н.И., Журавлева М.Г. //Геолог, иссл. и охрана недр. 1992 - №1. - с. 43-52.

83. Патент РФ № 2139360, бюллетень 3 28 от 10.10.99. Способ удаления и переработки металлургических шламов из действующего шламонакопителя / А.П. Бусыгин, A.C. Белкин, А.Н. Пономарев, Г.П.Зуев.

84. Кузнецов С.С., Масленников В.П; Чекулаев В.В. Оценка отходов промышленного производства с целью их повторного использования.// Тез. докл. конф. «Экология и общественность».-ТулГУ.-Тула,1997.

85. Кузнецов С.С.,. Хренов Н:Н. Направление мероприятий по охране малых рек от загрязнения и заиления.//Известия! ТулГУ, серия «Экология и безопасность жизнедеятельности»- Тула, 1996 . — С.225.

86. Кузнецов С.С., Масленников В.П. Чекулаев В.В. Изучение донных осадков при оценке экологического состояния рек. //Известия ТулГУ, серия «Экология и безопасность жизнедеятельности»- Тула, 1997. -С.302.

87. Кузнецов С.С., Масленников В.П. Чекулаев В:В. Оценка скоплений металлургических шламов как сырья для повторного использования. //Известия ТулГУ, серия «Экология и безопасность жизнедеятельности»- Тула, 1997 . С.304.

88. Разработка безотходной технологии очистки засоленных стоков. В.М: Пузырева, О.Н Володина, В.П. Пашков, Н.И. Володин /Докл. 4-П Всероссийск. науч.-практ. конф. "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности. Т 2,- Санкт-Петербург, 1999.- С. 137

89. Способы очистки русел малых рек. С.С. Кузнецов, О.М. Пискунов ,

90. B.В. Чекулаев, В.Н. Бабюк, Н.И. Володин, А.П. Бусыгин. // Сб. "Геоинформационные технологии в решении региональных проблем". -ТулГУ.- Тула, 2000.- с.71-73.

91. Чекулаев В.В., Кузнецов С.С. Анализ изменчивости влияния производства АК "Тулачермет" на качество воды в р.Упе. // Сб. «Подземная разработка тонких и средней мощности пластов».- ТулГу.-Тула, 2000.

92. Особенности отбора проб ила при исследовании экологического состояния малых рек. В.В. Чекулаев, О.М. Пискунов, С.С. Кузнецов, Н.И; Володин. // Междунар. сб. «Экология и жизнь», серия «Наука, образование, культура». НГУ.- Новгород, 2000.

93. Оценка загрязненности донных слоев ила различной консистенции тяжелыми металлами. В.В. Чекулаев, О.М. Пискунов, С.С. Кузнецов и др.// Междунар. сб. «Экология и жизнь», серия «Наука, образование, культура». НГУ.- Новгород, 2000.

94. Методология комплексной оценки экологического состояния участков рек. М.Г. Арбузов, A.C. Белкин, А.П. Бусыгин, И.О. Кузнецов,

95. C.С. Кузнецов, В.Д. Меныциков. //Труды 3-й Междунар. науч.-техн. конф. "Высокие технологии в экологии", Воронеж, 2000 .

96. Исследование загрязнения р.Упы от производств металлургического комплекса. A.C. Белкин, О.Н. Володина, О.М." Пискунов, В;В.Чекулаев,

97. B.И., Чудновцев. //Труды 3-й Междунар. науч.-техн. конф. "Высокие технологии в экологии", Воронеж, 2000 .

98. Способы механического удаления донных загрязненных осадков.

99. C.С. Кузнецов, В.В., Куценко,. О.М. Пискунов, В.В.Чекулаев, Г.А Дружбин,, Н.И. Володин. //Труды 5-й Междунар. науч.-практ. конф. "Высокие технологии в экологии", Воронеж, 2002 .

100. Особенности загрязнения: русловых отложений отходами промышленного производства. С.С. Кузнецов, В.В; Куценко, F.A. Дружбин, О.М Пискунов. //Труды 5-й Междунар. науч.-практ. конф. "Высокие технологии в экологии", Воронеж, 2002 .- с.70-74.

101. Бодрова Ю.Л., Володин Н.И., Дружбин Г.А. Рекуперация регенерационных сточных вод натрий-катионитовых фильтров. //Труды 5-й Междунар. науч.-практ. конф. "Высокие технологии в экологии", Воронеж, 2002. -с. 66-70.

102. Дружбин Г.А. Охрана и рациональное использование водных ресурсов на примере Тульского региона. Деп. в ВИНИТИ №2085-В2002.

103. Дружбин Г.А Мероприятия по снижению техногенного влияния крупных промышленных предприятий на состояние речной системы // Сб. трудов научно-практической конференции «Экологические проблемы Тульского региона».Тула, 2002. -с.130-132.

104. Дружбин Г.А. Особенности загрязнения русловых отложений отходами промышленного производства. //ЭКиП №2, 2003. с.31 -32.

105. Дружбин Г.А., Демичева Ю.Л. Гидробионты как индикаторы качества воды. // Сб. научных трудов по материалам IV всероссийской конференции «Геоинформационные технологии в решении региональных проблем». Тула: ТулГУ, 2002. -с.84-87.

106. Демичева ЮЛ., Дружбин Г.А. Методы, повторного использования отходов станций водоподготовки. // Сб. научных трудов по материалам IV всероссийской конференции «Геоинформационные технологии в, решении региональных проблем». — Тула: ТулГУ, 2002. -с.87-90.

107. Дружбин Г.А., Пискунов О.М. Способ удаления загрязненных донных отложений малых рек. // Сб. научных трудов по материалам IV всероссийской; конференции «Геоинформационные технологии в решении региональных проблем». Тула: ТулГУ, 2002. -с.90-93.

108. Дружбин Г.А., Володин Н.И., Демичева Ю.Л., Динамика донных отложений как фактор вторичного загрязнения водной среды.//Труды 6-й Междунар. науч.-практ. конф. «Высокие технологии в экологии», Воронеж, 2003.-е. 180-184.

109. Дружбин Г.А., Володин Н.И., Демичева Ю.Л., Мониторинг участка р.Упы методами биотестирования. //Труды 6-й Междунар.* науч.-практ. конф. «Высокие технологии в экологии», Воронеж, 2003.-е. 184188.

110. Дружбин Г.А., Володин Н.И. Загрязнение поверхностных вод отходами промышленного производства. //Труды 3-й научно-практ. конф. «Современные проблемы экологии и рационального природопользования», Тула, 2003. -с.97-100.

Информация о работе

Дружбин, Геннадий Анатольевич
кандидата технических наук
Тула, 2004
ВАК 03.00.16

Диссертация

Экологические проблемы малых рек и способы их решения - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы