Мониторинг токсикантов в экосистеме водоема-охладителя для обеспечения производства энергии и гидроэкологической безопасности территории на примере Березовской ГРЭС-1

Пашкова, Марина Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Мониторинг токсикантов в экосистеме водоема-охладителя для обеспечения производства энергии и гидроэкологической безопасности территории на примере Березовской ГРЭС-1
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Мониторинг токсикантов в экосистеме водоема-охладителя для обеспечения производства энергии и гидроэкологической безопасности территории на примере Березовской ГРЭС-1"

На правах рукописи

Пашкова Марина Александровна

МОНИТОРИНГ ТОКСИКАНТОВ В ЭКОСИСТЕМЕ ВОДОЕМА-ОХЛАДИТЕЛЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭНЕРГИИ И ГИДРОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИИ НА ПРИМЕРЕ БЕРЕЗОВСКОЙ ГРЭС-1

03.00.16 - экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Красноярск 2004

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Красноярский государственный педагогический университет» и ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: доктор биологических наук

Морозова Ольга Григорьевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Машанов Александр Иннокентьевич; доктор химических наук, профессор Миронов Петр Викторович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Красноярский государственный университет»

Защита состоится 02 декабря 2004 г. в 16-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220. 037. 01 при Красноярском государственном аграрном университете по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 88 Fax (3912) 278-827.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан «02» ноября 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

гооб-н

Актуальность темы. Проблема рационального использования местных водных ресурсов приобретает особое значение в условиях новой экономической ситуации. Водные ресурсы территории играют решающую роль в функционировании практически всех видов производств: промышленных, энергетических, сельского хозяйства.

Тепловые электростанции являются наиболее крупными потребителями воды, но сооружение водохранилищ связано с многочисленными отрицательными экологическими последствиями. В Сибири сельскохозяйственные угодья сосредоточены преимущественно в поймах рек и при сооружении водохранилищ затопляются обычно полностью. Поэтому зачастую под ложе водохранилищ отводят облесенные заболоченные поймы рек; при этом возникают проблемы с качеством воды, происходит эвтрофирование водоемов, ухудшение са-нитарно-бактериологической обстановки в водотоках нижнего бьефа, что представляет опасность для природных экосистем и здоровья населения.

Перспективы комплексного использования водохранилищ требуют изучения их экологического состояния и оценки уровня загрязненности. Самыми опасными загрязнителями вод являются тяжелые металлы, фенолы. Первые не подвержены биодеградации, поэтому после разложения растений и животных находившиеся в составе этих организмов металлы вовлекаются в следующий виток спирали биологического круговорота и, таким образом, происходит их аккумуляция в окружающей среде. Фенолы не обезвреживаются на очистных сооружениях. Загрязнение водных объектов тяжелыми металлами и фенолами представляет серьезную экологическую проблему.

Решение проблемы рационального водопользования природно-техногенных систем водоемов-охладителей и связанных с ними водотоков важно не только для обеспечения производства энергии, необходимого качества охлаждающей воды, но и для обеспечения гидроэкологической безопасности территории, что имеет практическую целесообразность, существенную экономическую эффективность.

Цель исследований: мониторинг экологического состояния водоема-охладителя Березовской ГРЭС по содержанию в экосистеме токсикантов для обеспечения производства охлаждающей водой необходимого качества, гидроэкологической безопасности территории.

Задачи исследования:

1. Провести сравнительный анализ экологического состояния искусственных водохранилищ, особенностей формирования их качества воды под действием природных и антропогенных факторов.

2. Дать характеристику экологического состояния водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 в первоначальный период существования по показателям содержания тяжелых металлов и фенолов, выявить экологически значимые для экосистемы водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 и питающих его рек тяжелые металлы для контроля их содержания.

3. Провести наблюдения качества воды питающих водоем-охладитель рек; оценить уровень фоновых концентраций соединений тяжелых металлов в воде рек;

выявить источники их поступления.

4. Провести мониторинг экосистемы водоема-охладителя БГРЭС-1 по показателям содержания тяжелых металлов и фенолов.

5. Определить пути миграции тяжелых металлов в элементах экосистемы водоема-охладителя БГРЭС-1.

6. Разработать практические мероприятия по оптимальному экономически эффективному функционированию природно-техногенной системы водоема-охладителя БГРЭС-1 и гидроэкологической безопасности территории.

Научная новизна:

1. Впервые проведен мониторинг экосистемы водоема-охладителя БГРЭС-1, выявлен уровень загрязнения компонентов экосистемы водоема-охладителя БГРЭС-1 тяжелыми металлами и фенолами.

2. Выделены экологически значимые тяжелые металлы для экосистемы водоема-охладителя БГРЭС-1.

3. Выделены факторы, влияющие на содержание фенолов в водной среде, кинетические параметры их разложения.

4. Определены пути миграции тяжелых металлов в компонентах экосистемы водоема-охладителя БГРЭС-1.

5. Разработаны научно обоснованные практические рекомендации по снижению загрязнения водоема тяжелыми металлами и фенолами; оптимальному экономически эффективному функционированию природно-техногенной системы водоема-охладителя.

Защищаемые положения:

1. В экосистеме водоема-охладителя динамика распределения содержания тяжелых металлов определяется биотическими, абиотическими и антропогенными факторами: естественным стоком, морфологическими особенностями, направлением внутриводоемных процессов продуцирования органического вещества и направлением циркуляционного потока охлаждающей воды.

2. Для экосистемы водоема-охладителя экологически значимыми в период формирования гидрохимического режима являлись следующие тяжелые металлы: цинк, медь, железо, кобальт, никель, свинец, хром.

3. Тяжелые металлы поступают в водоем с территории водосбора питающих рек; из водной среды они аккумулируются в донных отложениях. В вегетационный период тяжелые металлы из донных отложений активно усваиваются макрофитами.

4. В водоеме в первые годы существования высокое содержание фенолов обусловлено разложением затопленной в ложе растительности; в дальнейшем поступление фенолов происходит за счет разложения вегетативной массы фитопланктона и высшей водной растительности, которые развиваются при эвтро-фировании.

5. Научно обоснованные практические мероприятия по оптимальному функционированию природно-техногенной системы водоема-охладителя: для предотвращения токсического эвтрофирования необходимо осуществить перенос выпуска сточных вод КОС г. Шарыпово из водотоков верхнего бьефа водохранилища в нижний. Необходимо проведение лесомелиоративных мероприятий,

которые обеспечивают снижение загрязнения соединениями тяжелых металлов и фенолами территории водосбора рек.

Практическая значимость работы. При обследовании состояния территории водосбора рек, питающих водоем-охладитель, обнаружены источники антропогенного загрязнения воды рек Кадат, Базыр и Береш. Разработаны практические мероприятия по снижению уровня загрязнения воды рек соединениями металлов и фенолов.

Разработаны мероприятия по снижению темпов токсического эвтрофиро-вания экосистемы водоема-охладителя БГРЭС-1 соединениями металлов путем переноса выпуска сточных вод коммунальных очистных сооружений г. Шары-пово, которые поступают со стоком р. Кадат в водоем-охладитель.

Апробация работы. Материалы диссертации представлены в 5-ти публикациях. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на ежегодных научно-практических конференциях преподавателей и научных работников СибТТУ; краевой студенческой конференции «Современные проблемы химии» (Красноярск, 1998); Ш-й региональной научно-практической конференции по экологии (Красноярск 1998); краевой научно-практической конференции по экологии малых рек (Красноярск, 1992), международной научно-практической конференции «Сопряженные задачи механики, информатики и экологии» (Томск, 2004).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит го введения, 6 глав, выводов, списка литературы (196 наименований), 16 таблиц, 15 рисунков, изложена на 136 страницах.

Глава 1

Роль антропогенного загрязнения природных вод тяжелыми металлами и фенолами в процессе формирования качества воды водохранилищ

В обзоре литературы обсуждено влияние антропогенного загрязнения поверхностных вод, которое приводит к нарушению гомеостаза природных экосистем. Констатируется (Денисова, 1973), (Реймерс, 1990), что в гидросфере происходит аккумуляция тяжелых металлов. Рассмотрены факторы эвтрофиро-вания, которое влечет за собой экономический ущерб техническому водоснабжению тепловых электростанций, способствует развитию ситуации экологического риска для водных сообществ, здоровья населения. Решение проблемы оптимизации качества воды возможно с применением научно обоснованных рекомендаций и находится на стыке различных научных и технических направлений.

Глава 2

Объекты и методы исследования

Объектами исследования были выбраны водоем-охладитель Березовской ГРЭС-1 и питающие его реки. Экспериментальная часть работы выполнялась в экспедиционных исследованиях на водоеме-охладителе Березовской ГРЭС-1 с

1990 по 2003 год. Мониторинг качества воды предусматривал отбор проб воды, донных отложений и растительных образцов на водоеме с последующими аналитическими определениями в лабораториях КГПУ, СибГТУ и аттестованных лабораториях Красгеологии и краевой агрохимической лаборатории; всего произведено более 8 000 аналитических определений, которые проводились с использованием современных методов анализа качества поверхностных вод суши. Исследование состояния экосистемы водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 проводилось с использованием комплексного подхода, который заключается в рассмотрении водного объекта как единого целого с водосборным бассейном.

Водоем-охладитель БГРЭС-1 сооружен в 1986 г. зарегулированием стока р. Береш, принадлежащей бассейну Верхнего Чулыма. Характер регулирования стока водоема сезонный, предусмотрены пропуски воды в нижний бьеф с общим расходом, соответствующим естественному стоку. Водообмен в маловодные годы осуществляется один раз в год, что усугубляет действие неблагоприятных экологических факторов, влияющих на формирование качества воды водоема, аккумуляцию тяжелых металлов в компонентах экосистемы.

Площадь зеркала водоема-охладителя БГРЭС-1 при НПУ - 33,37 км3; полный объем — 193,0 млн м3; средняя глубина водоема - 5,79 м, максимальная - до 15 м. Особенностью морфометрического строения является наличие мелководий в верховьях глубиной не более трех метров, занимающих более половины площади зеркала водоема; в ложе водоема затоплено месторождение торфа объемом 30,7 млн м3, гуминовые вещества торфа, представляющие собой природные комплексонаты, способствуют аккумуляции тяжелых металлов в водной среде и донных отложениях. Мониторинг качества воды по содержанию тяжелых металлов проводился в контрольных точках на водоеме, координаты которых приведены в табл. 1.

Таблица 1

Координаты контрольных точек отбора проб на водоеме-охладителе БГРЭС-1

№ точки Координаты № точки Координаты

1 Ш 55°. 32'. 678" Д 089°. 01'. 574" 5 III55° .33' 407" Д 089° .00 235"

2 Ш 55°. 33'. 136,, Д 089°. 03,. 796„ 6 Ш 55°. 35'. 617" Д 089° .03'. 110"

3 Ш 55°33'. 899" Д 089°. 04' 327,, 7 Ш 55°.34,.714„ Д 089о .03'. 539,,

4 Ш 55° 34'. 103" Д 08°. 03' .079" 8 Ш 55°. 35' .617,, Д 089°. 03'. 110-

Организация натурных наблюдений на водных объектах проводилась в соответствии с принципами комплексности, систематичности наблюдений, согласованности сроков их проведения с характерными гидрологическими фаза-

ми. Процедура отбора проб обеспечивала выполнение условий достаточности и репрезентативности. Определение показателей качества воды проводилось по методикам, обеспечивающим точность определения, качество и надежность информации. Определение концентраций тяжелых металлов в пробах проводилось методом атомно-абсорбционной спектрометрии в течение нескольких суток после отбора с предварительным консервированием проб. Относительное стандартное отклонение при определяемых концентрациях составляло: для хрома 9,8 %, кобальта - 9,8 %, меди - 14 %, никеля — 5 %, свинца — 8,7 %, серебра - 6,9 %, цинка - 10 %.

Обработка результатов натурных исследований методами математической статистики проводилась с выборкой из массива данных с периодичностью шесть раз в год (для фенолов) и четыре раза в год (для тяжелых металлов). Изучение характера изменений наблюдаемых свойств во времени проводилось с применением математического аппарата анализа временных рядов методом частотного Фурье-анализа из пакета прикладных программ Statistica. Периодограммы использовались при решении задач по выделению скрытых периодич-ностей во временном ряду.

Глава 3

Экологическое состояние питающих водоем-охладитель рек

В натурных исследованиях выявлены пространственно-временные закономерности динамики показателей качества воды рек Береш, Базыр, Кадат, питающих водоем-охладитель, по содержанию токсикантов.

По результатам обследования рек и территории их водосбора можно заключить, что произошло повышение уровня загрязнения тяжелыми металлами по сравнению с начальным периодом наблюдений (О.Г. Морозова, 1998) в пространственно-временном измерении, причем в большей степени р. Кадат. Так, превышение содержания в пробах воды р. Кадат перед впадением в водоем-охладитель для фенолов достигло 18 ПДК, нефтепродуктов - 25 ПДК, тяжелых металлов -10 ПДК.

К антропогенным факторам, изменяющим естественные параметры стока, относятся: рост численности населения, лесоразработки, строительство объектов энергетики, сельскохозяйственный комплекс на территории водосбора рек. Поступление органических поллютантов и соединений тяжелых металлов с речным стоком и аккумуляция их в проточном водоеме способствовали «запуску» механизма эвтрофирования водоема-охладителя.

Глава 4

Мониторинг качества воды водоема-охладителя БГРЭС-1 по содержанию токсикантов

Контроль содержания тяжелых металлов: меди, цинка, марганца в пробах воды водоема-охладителя проводился регулярно; периодически проводилось определение концентраций в воде экологически значимых для водоема металлов: хрома, никеля, свинца, молибдена, ванадия, алюминия (табл. 2).

Таблица 2

Содержание ионов металлов, мг/дм 3, водоем, июль 1999 г.

Точки Си Мп 7п Сг N1 Со РЬ

1 0,020 0,12 0,013 0,010 0,010 0,01 0,04

2 0,042 0,19 0,025 0,022 0,017 0,01 0,07

3 0,034 0,23 0,021 0,030 0,010 0,01 0,08

4 0,032 0,26 0,037 0,024 0,020 0,01 0,06

5 0,034 0,22 0,025 0,033 0,011 0,01 0,06

6 0,023 0,20 0,023 0,012 0,010 0,01 0,04

7 0,048 0,19 0,025 0,045 0,016 0,01 0,05

8 0,022 0,22 0,015 0,018 0,010 0,01 0,07

Ионы цинка обнаруживались (выше ПДК) в воде водоема-охладителя в течение всего периода наблюдений. Особенно высока и постоянно возрастала концентрация цинка в стоке реки Кадат (точка 3), что наглядно иллюстрирует линия многолетнего тренда в этой точке на рисунке. Среднегодовой уровень концентрации ионов цинка во всех контрольных точках повышался с момента заполнения с 0,01... 0,02 мг/дм3 в 1987г. до 0,03...0,04 мг/дм3 в 1999 г., одновременно значительно возросла и амплитуда колебаний этого показателя.

Сезонные колебания и многолетний тренд концентрации ионов цинка мг/дм3 в районе устья реки Кадат (точка 3)

Аналогичную форму имеют линии тренда концентрации цинка в стоках рек Базыр и Береш, в центральной части водоема, в районе водозабора, в правобережье и в приплотинной части. Это свидетельствует о том, что основным источником поступления соединений цинка в водоем-охладитель являлся сток рек. Снижение концентрации цинка в приплотинной части водоема, очевидно, происходило в результате частичной его аккумуляции в донных отложениях в ложе водоема и потребления в периоды интенсивного развития фитопланктона.

Снижение среднегодового уровня концентрации меди, которое колебалось в пределах 0,003...0,03 мг/дм3 в 1992-1993 гг., рост среднегодового уровня показателя с 1994 г. до 2002 г. можно объяснить переходом меди из донных отложений в воду в процессе комплексообразования.

Для водоема-охладителя БГРЭС-1 характерен широкий диапазон колебания концентрации марганца в воде (от 0,006 до 0,412 мг/дм3). В последние годы появилась тенденция к снижению среднегодового уровня содержания ионов марганца, что, вероятно, связано с аккумуляцией соединений марганца в донных отложениях.

Алюминий, ванадий, медь, молибден, никель аккумулируются в донных отложениях водоема-охладителя в устьях рек Береш и Кадат. Ионы ртути, поступающие со стоком р. Кадат в концентрациях ниже предела обнаружения, аккумулируются и присутствуют в донных отложениях водоема-охладителя в концентрации до 0,010 мг/дм3.

В первые годы существования водоема высокое содержание фенолов обусловлено разложением затопленной в ложе растительности; в дальнейшем поступление фенолов происходит за счет разложения вегетативной массы фитопланктона и высшей водной растительности, которые развиваются при эв-трофировании. Снижение концентрации фенолов происходит вследствие достаточно высоких скоростей распада в процессе самоочищения водоема. В летний период высокие значения кинетических характеристик обусловлены интенсивной инсоляцией местности, значительным прогреванием толщи воды мелководий, занимающих более половины акватории.

Факторами, определяющими содержание фенолов в воде водоема-охладителя, являются речной сток, внутриводоемные процессы, гидрометеорологические условия, обеспечивающие эффективное биохимическое и химическое окисление фенольных соединений.

Глава 5

Пути миграции соединений тяжелых металлов в экосистеме водоема-охладителя

Натурные наблюдения позволили выявить пути миграции и накопления тяжелых металлов в компонентах экосистемы: воде, донных отложениях, водной растительности. Установление закономерностей поведения тяжелых металлов в водоеме, их возможное накопление в компонентах экосистемы является важной задачей для прогноза качества воды.

Донные осадки являются средой обитания многих представителей водных организмов, потребляемых человеком в качестве продуктов питания. Накопление тяжелых металлов в донных осадках, в концентрациях, превышающих предельно допустимые нормы, представляет экологическую опасность для водных организмов. Соотношения концентраций тяжелых металлов в донных отложениях согласуются с их геохимической распространенностью в земной коре, где концентрационный ряд имеет вид

Донные отложения на водоеме-охладителе формировались под действием различных факторов: затопленных массивов торфа и растительных остатков, твердого речного стока, стоков коммунальных очистных сооружений, поступающих с р. Кадат, биохимических процессов трансформации веществ, физико-

химических процессов адсорбции, комплексообразования, наличия легкообменных ионов в твердой фазе.

Донные отложения отбирались в контрольных точках на водоеме дночер-пателем Петерсена из слоя донных осадков толщиной 8... 10 см. Содержание металлов в подвижной форме определяли экстрагированием образца донных отложений раствором ацетата аммония (1М) 1:10 в течение 15 часов. Вытяжка отделялась от твердой фракции центрифугированием.

Содержание подвижных форм меди в донных отложениях водоема-охладителя составляло 27. ..81% (в среднем 55%), что близко к аналогичным показателям в водохранилищах Днепра (Нахшина, 1977). Отмечается (Мур, 1988) высокая комплексообразующая способность меди по отношению к гуми-новым кислотам, что согласуется с результатами наших наблюдений. Долгосрочное повышение концентрации меди в воде, очевидно, связано с переходом ионов меди из донных отложений в растворимые комплексные соединения.

Цинк характеризуется как более подвижный металл (Линник, Набиванец, 1986), но содержание подвижных форм цинка в водоеме-охладителе, как и у меди составляет 26...70% (в среднем 45%). Марганец играет важную роль в миграции элементов в водоемах; он способен переходить в водную среду из донных отложений при снижении рН. Для него характерны невысокие значения степени вовлечения в комплексные соединения. В воде водоема-охладителя подвижные формы марганца составляют 20.. .66% (в среднем 49%).

Никель характеризуется средней способностью к комплексообразованию и средней подвижностью. В донных отложениях водоема-охладителя доля подвижных форм составляет 33...77% (в среднем 57%). Железо обладает высокой комплексообразующей способностью с органическими лигандами, но в поверхностных водах железо находится в основном (до 95...97%) (П.Н. Линник) во взвешенной и коллоидной форме. Этим объясняется наименьшая из всех исследованных металлов доля подвижных форм железа в донных отложениях водоема-охладителя БГРЭС-1 - 14...35% (в среднем 26%).

Содержание тяжелых металлов определялось в макрофитах - представителях разных экологических групп: погруженных — рдест стеблеобъемлющий (Potamogeton perfoliftus L.) и свободноплавающих — ряска малая (Lemna minor L.). Для анализа отбирался растительный материал, высушивался до лаборатор-но-сухого состояния при стандартных условиях; в сушильном шкафу при температуре 105±0,5°С. Озоление проводилось в муфельной печи при 450°С до постоянной массы. Концентрации тяжелых металлов в компонентах экосистемы приведены в табл. 3.

Из данных таблицы 3 видно, что высоким уровнем накопления тяжелых металлов отличались образцы, произрастающие в верховьях водоема-охладителя: устьях рек Кадат, Береш, Базыр; районе сбросного канала. Для тяжелых металлов в донных отложениях характерна значительная неравномерность их распределения в местах точек отбора. Наибольшему загрязнению был подвержен район устья р. Кадат, где содержание всех металлов максимально большое по сравнению с другими контрольными точками по водоему.

Таблица 3

Содержание тяжелых металлов в водной среде (В), (мг/дм3), донных отложениях (Д) и макрофитах (М) - рдесте стеблеобъемлющем (мг/кг), водоем-охладитель БГРЭС-1, июль 2001 г.

Точки Среда Zn Си Мп РЬ Fe Со № Сг

1 В 0,103 0,005 0,084 0,003 0,127 0,01 0,02 0,01

д 2,70 4,20 18,70 0,70 118,20 11,20 0,80 0,01

м 25,50 36,5 21,40 0,01 270,40 14,00 49,00 0,01

2 в 0,036 0,002 0,069 0,01 0,107 0,01 0,024 0,02

д 3,70 1,80 21,40 4,60 104,00 0,10 0,80 0,04

м 19,70 15,70 20,80 7,50 262,80 5,00 10,70 0,01

3 в 0,124 0,012 0,258 0,006 0,370 0,02 0,023 0,02

д 6,90 5,50 77,60 2,10 214,80 4,70 0,90 4,20

м 340,0 52,90 65,00 12,80 400,00 19,10 164,6 0,01

4 в 0,158 0,005 0,061 0,01 0,077 0,01 0,02 10,1

д 6,80 4,00 28,30 4,70 100,20 0,10 0,40 0,04

м 327,1 60,80 21,80 8,10 237,60 0,30 103,2 8,70

5 в 0,183 0,074 0,06 0,001 0,020 0,01 0,017 0,01

д 3,20 8,00 5,90 0,40 74,00 0,01 0,40 0,01

м 312,0 74,70 27,60 18,70 90,20 0,01 12,40 0,02

6 в 0,074 0,005 0,179 0,001 0,026 0,01 0,024 0,02

д 5,20 7,40 20,60 0,50 81,00 0,01 0,50 0,02

м 60,80 30,10 28,30 12,00 134,00 0,01 18,00 0,04

7 в 0,164 0,004 0,053 0,01 0,077 0,01 0,018 0,01

д 3,80 4,80 6,10 0,40 84,00 0,01 0,30 0,01

м 48,30 37,20 24,00 23,20 125,20 0,01 13,40 0,01

8 в 0,164 0,002 0,013 0,002 0,057 0,01 0,03 0,01

д 4,10 3,70 2,56 0,20 91,60 0,01 0,16 0,01

м 50,80 21,80 18,00 13,20 125,40 0,01 0,01 0,01

У рдеста стеблеобъемлющего было отмечено изменение окраски и угнетение развития вегетативной части растения. Более устойчивым растением по сравнению с рдестом по отношению к повышенным концентрациям тяжелых металлов оказалась ряска малая (табл. 4), покрывающая значительную акваторию устья р. Кадат, которая не имела видимых признаков угнетения. Исследованиями (Clark, 1981), (Rodgers, 1978), (Микряковой, 1998) подтверждается, что ряска обнаруживает более высокую накопительную способность к тяжелым металлам.

Из водной среды тяжелые металлы усваиваются фитопланктоном; металлы, аккумулированные в донных отложениях, частично усваиваются макрофитами. Ориентировочные данные по содержанию металлов в биомассе водорослей получены при расчете баланса веществ в водоеме. Так, в 2001 г. в биомассе водорослей аккумулировалось около 4 т железа, 3 т цинка, 2 т никеля, 0,5 т

марганца и меди, 0,2 т кобальта, 0,1 т свинца. В конце вегетационного периода при разложении растительной биомассы тяжелые металлы поступают в водную среду, обуславливая вторичное загрязнение водоема.

Таблица 4

Содержание ТМ в компонентах экосистемы, 07.2001 г.

Элементы среды Мп 7п Си N1 Со РЬ Сг(П) Бе

Водная среда (мг/дм3) 0,258 0,124 0,012 0,023 0,020 0,006 0,022 0,370

Ряска малая (мкг/г) 116,4 916,8 142,6 267,6 25,5 42,8 0 618,2

Глава 6

Технико-экономические и социальные показатели внедрения мероприятий по рациональному водопользованию

Малые объемы водоемов-охладителей по сравнению с водохранилищами ГЭС и высокий уровень антропогенного загрязнения питающих водоемы рек в климатических условиях Сибири уже в первоначальный период существования создают условия для эвтрофирования, что приводит к значительным экономическим затратам при водопользовании.

На пятнадцатый год существования водоема-охладителя БГРЭС-1 процессы эвтрофирования, спровоцированные в период заполнения водоема, стали определяющими в формировании качества воды. Наблюдения, проведенные на водоеме-охладителе в точках, отражающих влияние поступлений природного и антропогенного загрязнения, последующая обработка массива данных методами математической статистики позволили выделить основные факторы токсического эвтрофирования водоема-охладителя.

В ходе мониторинга качества воды водоема-охладителя по содержанию тяжелых металлов установлено, что их поступление главным образом происходит с водой р. Кадат. В нижнем течении, перед впадением в водоем-охладитель, в р. Кадат поступают недостаточно очищенные стоки коммунальных очистных сооружений г. Шарыпово. Как известно, такие токсиканты, как тяжелые металлы и фенолы, не удаляются из сточных вод при существующих технологиях очистки. Поступление их с речным стоком приводит к токсическому эвтрофи-рованию экосистемы водоемов.

Гидрометеорологические условия, замедленный водообмен в водохранилище по сравнению с рекой, тепловой сброс ГРЭС, особенности морфометри-ческого строения водоема способствовали аккумуляции поступающих с речным стоком загрязняющих веществ в воде и донных отложениях. Для предотвращения дальнейшего негативного экологического изменения в экосистеме водоема-охладителя необходимо осуществить перенос выпуска сточных вод КОС в район водотока нижнего бьефа водоема-охладителя.

Районные очистные сооружения г. Шарыпово представляют собой высокопроизводительные аэротенки с повышенной дозой активного ила и флотационными илоотделителями. Очистные сооружения имеют узел механической

очистки (решетки-дробилки, песколовки, первичные отстойники), узел биологической очистки (аэротенки, флотационные илоотделители), узел обработки осадка (стабилизатор, илоуплотнитель), корпус обезвоживания осадка, узел обеззараживания осадка. Состав стоков после очистных сооружений характеризуется следующими показателями: БПК2о 5... 7 мг/дм3; взвешенные вещества -4...5 мг/дм3; фосфаты - 7,5 мг/дм3; ПАВ -3,9 мг/дм3; азот аммонийный - 18 мг/дм3. После очистки стоки подвергаются обеззараживанию хлором, сбрасываются в р. Кадат за 500 м до устья реки.

Техническое решение перевода сточных вод, сбрасываемых с КОС г. Ша-рыпово в нижний бьеф из р. Кадат, впадающей в водоем, является кардинальным мероприятием, улучшающим экологическое состояние водоема.

Необходимо заметить, что Восточно-Сибирский район в экологическом плане лидирует среди регионов России как неблагополучный по состоянию качества поверхностных вод. Постановления правительства РФ №13 от 09.01.91; № 632 от 28.08.92, Закон РСФСР №2061-1 от 19.12.91, отдельные нормативно-правовые акты субъектов РФ были направлены на обеспечение экологической безопасности. Одним из ее механизмов было введение платы за загрязнение окружающей природной среды. Одна из частей реализации механизма - обеспечение гидроэкологической безопасности в водотоках верхнего и нижнего бьефа водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1.

Плата за загрязнение водотока при сбросе стоков коммунальных очистных сооружений в водоем-охладитель, рассчитанная на основании нормативных показателей (ПДС) для основных загрязнителей по нижеприведенной формуле, составила 4 503 678,2 рублей в год, из них сумма 4415351,0 рублей - за сброс соединений тяжелых металлов (табл. 5). П = К инф Х К Э1СОЛ* х N пл 1 х м 3 в;

где П — плата за сброс ьго загрязнителя, руб/год;

К „нф. — коэффициент инфляции;

- коэффициент экологической значимости и экологической ситуации для Березовской ГРЭС-1 как природопользователя (принят Постановлением Совета администрации Красноярского края 01.07.02. № 228п).

Если учесть негативные воздействия загрязнителей на элементы тепло-обменного оборудования ГРЭС, то суммарный экономический ущерб от загрязнения окажется значительно выше. Учитывая ориентировочную стоимость проекта переноса выпуска сточных вод коммунальных очистных сооружений в нижний бьеф водоема-охладителя в 24 млн рублей (в ценах 2001 г.), можно ожидать его окупаемость в течение трех-четырех лет.

Отложения на внутренних стенках теплообменного оборудования ГРЭС в значительных количествах стали обнаруживаться после десяти лет эксплуатации теплоагрегатов. В 2001 г. было проведено качественное и количественное определение отложений на образцах трубок конденсаторов, установленных на энергоблоках. При прохождении расходного объема 7x103 м3/ч охлаждающей воды через конденсатор на поверхностях нагрева образовывались рыхлые, сла-босцепленные с металлической поверхностью отложения.

Определение органической части проводилось путем прокаливания навески отложений в муфельной печи при температуре 400° ±10°С до постоянной массы. Содержание органического вещества определялось по потере массы при прокаливании. Минеральную часть отложений, полученную после прокаливания, растворяли в концентрированной соляной кислоте. Раствор фильтровали через фильтр с синей лентой. В фильтрате определяли железо колориметрическим методом с орто-фенантролином.

Суммарное содержание кальция и магния в фильтрате определяли ком-плексонометрически. Для определения кремния осадок прокаливали в муфельной печи (900 С±50 С) до постоянного веса. Количество кремния в виде определяли гравиметрически. Результаты определения органической и минеральной части отложений представлены в табл. 5. Коэффициенты зашламления, рассчитанные для входного и выходного сечений, составили 13,0 г/м2 и 154,0г/м2.

Таблица 5

Состав органической и минеральной части отложений

Органическая часть, % Минеральная часть, %

Кремний Железо Кальций+магний

41,5 7,1 12,8 75,0

Обследование теплообменного оборудования в летний период показало, что частицы торфа, вовлекаемые в оборот охлаждающей воды, могут служить своеобразным абразивным материалом, способным удалять рыхлые отложения на внутренних поверхностях конденсаторных трубок.

Улучшение экономических показателей может быть обеспечено за счет уменьшения воздействия процессов коррозии, вызываемых загрязняющими веществами и увеличением коэффициента теплообмена за счет уменьшения образования накипи на теплообменном оборудовании. Предотвращение попадания недостаточно очищенных стоков коммунальных очистных сооружений является экологически обоснованным мероприятием по защите водоема-охладителя БГРЭС-1.

Практические рекомендации

Наблюдения, проведенные на водоеме-охладителе Березовской ГРЭС-1 в контрольных точках, отражающих влияние поступлений загрязнений природного и антропогенного характера, последующая обработка массива данных методами математической статистики позволили выработать рекомендации по мероприятиям, предотвращающим токсическое эвтрофирование, его дальнейшее развитие в ходе эксплуатации водопользователями.

Существующие природоохранные технологии по устранению негативных последствий токсического эвтрофирования водоемов включают различные меры химического и биологического воздействия. Использование альгицидов, химического осаждения фосфатов, коагуляции фитопланктона неприемлемы в

связи с их потенциальной опасностью для гидробионтов, химическим загрязнением водотоков нижнего бьефа.

Биологическое воздействие, в частности, использование вирусов, паразитов водорослей и макрофитов, невозможно из-за потенциальной опасности для гидробионтов и человека. Опыт применения растительноядных рыб для борьбы с сине-зелеными водорослями показал, что они в кишечнике рыб не только не погибали, но после прохождения желудочно-кишечного тракта и возвращения в воду обладали более высоким уровнем жизнеспособности.

Нами рекомендованы меры, устраняющие основную причину токсического эвтрофирования, обеспечивающие резкое снижение притока загрязняющих веществ с территории водосбора - отведение выпуска сточных вод коммунальных очистных сооружений г. Шарыпово в водоток нижнего бьефа с целью предотвращения аккумуляции токсикантов и последующих за этим негативных экологических изменений в экосистеме водоема-охладителя.

Перенос выпуска сточных вод коммунальных очистных сооружений в водоток нижнего бьефа позволит решить, как минимум, две основные проблемы: во-первых, значительно уменьшить антропогенное воздействие на водоем-охладитель, во-вторых, повысить экономические показатели эксплуатации теп-лообменного оборудования ГРЭС.

Выводы

1. Анализ данных по экологическому состоянию водохранилищ показывает, что глобальной проблемой современности является ухудшение качества поверхностных природных вод под антропогенным воздействием, в частности, в гидросфере увеличивается содержание токсикантов, интенсифицируется аккумуляция тяжелых металлов.

2. Анализ результатов натурных исследований процесса формирования качества воды водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 позволил оценить экологическое состояние по показателям содержания в воде токсикантов: фенолов, тяжелых металлов на современном временном отрезке. Произведен контроль содержания токсикантов в воде водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 и питающих его рек. Определены экологически значимые для экосистемы тяжелые металлы.

3. Наблюдения качества воды питающих водоем-охладитель рек позволили оценить уровень фоновых концентраций соединений тяжелых металлов и фенолов в питающих водоем-охладитель реках. В воде водоема-охладителя происходит накопление тяжелых металлов за счет поступления с речным стоком. Тяжелые металлы аккумулируются в донных отложениях преимущественно в верхней, мелководной части водоема, в районах устьев питающих рек.

4. Мониторинг качества воды водоема-охладителя БГРЭС-1 по показателям содержания тяжелых металлов позволил определить уровень загрязнения воды экологически значимыми для водоема-охладителя тяжелыми металлами: цинком, медью, марганцем, железом, кобальтом, свинцом, никелем, хромом.

Факторами, определяющим содержание фенолов в воде водоема-охладителя, являются речной сток, внутриводоемные процессы, гидрометеорологические условия, обеспечивающие эффективное биохимическое и химическое окисление фенольных соединений. В первые годы существования высокое содержание фенолов обусловлено разложением затопленной в ложе растительности; в дальнейшем поступление фенолов происходит за счет разложения вегетативной массы фитопланктона и высшей водной растительности, которые развиваются при эвтрофировании.

5. Определены пути миграции тяжелых металлов в элементах экосистемы водоема-охладителя. Из водной среды и донных отложений тяжелые металлы усваиваются фитопланктоном и макрофитами. В конце вегетационного периода при разложении водорослей соединения тяжелых металлов вновь поступают в водную среду, обуславливая вторичное загрязнение воды. Определение содержания тяжелых металлов в рдесте стеблеобъемлющем (Potamogeton perfoliftus L.) и ряске малой (Lemna minor L.) свидетельствует о том, что ряска обнаруживает более высокую накопительную способность к металлам.

6. Разработаны практические мероприятия по улучшению качества воды водоема-охладителя по показателям содержания тяжелых металлов. Техническим решением этой проблемы является отведение выпуска сточных вод коммунальных очистных сооружений г. Шарыпово в водоток нижнего бьефа, что позволит повысить экономическую эффективность функционирования природ-но-техногенной системы водоема-охладителя БГРЭС-1.

Материалы диссертации опубликованы в работах:

1. Пашкова, М.А. Влияние водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 на качество поверхностных вод / Пашкова М.А., Морозова О.Г., Родионов М.В. // Сопряженные задачи механики, информатики и экологии: Мат-лы Международ. конф.-Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. - С. 155-156.

2. Пашкова, М.А. Гидрохимия. Эколого-токсикологические аспекты загрязнения водных экосистем: Учеб. пособие / М.А. Пашкова, Н.В. Цугленок, О.Г. Морозова, В.В. Матюшев, Н.С. Веселкова, А.В. Николаев. - Красноярск, 2004. -136 с.

3. Пашкова, М.А. К вопросу об экологическом статусе водоема-охладителя БГРЭС-1 / Пашкова М.А., Морозова О.Г. // Мат-лы Ш регион, на-учн.-практ. конф. - Красноярск:, 1998. - С. 63-64.

4. Пашкова, М.А. Структура и реакции 1,3-дикарбонильных соединений, связанных с хиноидным циклом / Пашкова М.А., Горностаев Л.М. // Современные проблемы химии: Сб. мат-лов краев, студ. конф. - Красноярск: Изд-во КГУ, 1996.-С. 13-14.

5. Пашкова, М.А. Гидрохимический режим малых рек района КАТЭКа / Пашкова М.А., Морозова О.Г., Кудрявцева Л.А. // Мат-лы краев, научн.-практ. конф. - Красноярск: Изд-во КГПУ, 1992. - С. 12-18.

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 24.49.04.953.П. 000381.09.03 от 25.09.2003 г. Подписано в печать 1.11.2004. Формат 60x84/16. Бумага тип. № 1. Офсетная печать. Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 1951

Издательство Красноярского государственного аграрного университета 660017, Красноярск, ул. Ленина, 117

»216 95

РНБ Русский фонд

2005-4 19232

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Пашкова, Марина Александровна

Введение

Глава 1. Роль антропогенного загрязнения природных вод тяжелыми металлами и фенолами в процессе формирования качества воды водохранилищ

1.1. Проблемы загрязнения поверхностных вод суши

1.2. Проблемы загрязнения водоемов токсикантами

1.2.1. Проблемы загрязнения природных вод соединениями свинца

1.2.2. Проблемы загрязнения природных вод соединениями кадмия

1.2.3. Проблемы загрязнения природных вод соединениями цинка, меди, марганца

1.3. Влияние органических токсикантов на качество воды водоемов

1.4. Особенности формирования качества воды водоема-охладителя Березовской ГРЭС-

Глава 2. Объекты и методы исследований

2.1. Объекты исследования

2.2. Программа и методы исследований

2.3. Методики определения показателей качества воды

2.4. Методы математической обработки результатов

Глава 3.Экологическое состояние питающих водоем-охладитель рек

3.1. Влияние экологических факторов на формирование водных ресурсов района исследования

3.2. Гидрографическая, гидрологическая, гидрохимическая характеристика рек

Глава 4. Мониторинг качества воды водоема-охладителя БГРЭСпо содержанию токсикантов

4.1. Динамика экологически значимых для водоема тяжелых металлов

4.2. Динамика распределения фенолов в водоеме

Глава 5. Пути миграции соединений тяжелых металлов в экосистеме водоема-охладителя

5.1. Экологическое значение высшей водной растительности

5.2. Определение тяжелых металлов в компонентах экосистемы водоема-охладителя БГРЭС-

Глава 6. Технико-экономические и социальные показатели внедрения мероприятий по рациональному водопользованию 80 Выводы 86 Литература 88 Приложения

Введение Диссертация по биологии, на тему "Мониторинг токсикантов в экосистеме водоема-охладителя для обеспечения производства энергии и гидроэкологической безопасности территории на примере Березовской ГРЭС-1"

Рост промышленного и сельскохозяйственного производства, увеличение народонаселения планеты, ускорение темпов научно-технического прогресса вызывают увеличение масштабов антропогенного воздействия на биосферу в целом и на ее отдельные составляющие, в частности, гидросферу. Поскольку ни одна сфера человеческой деятельности не может существовать без воды, масштабы водопотребления непрерывно растут, а запасы чистой природной воды сокращаются.

Наряду с промышленностью и сельским хозяйством, мощным потребителем выступает энергетика. Известно, что для получения 1 кВт-часа энергии необходимо 120 литров охлаждающей воды в системе тепловой электростанции (Авакян, Широков, 1994). Тепловые электростанции являются крупными потребителями водных ресурсов, поэтому их обычно размещают на берегах рек, озер или водохранилищ. Стремительное увеличение производства энергии обусловило массовое гидротехническое строительство на малых и крупных реках.

Отрицательные экологические последствия сооружения искусственных водохранилищ многочисленны и разнообразны как на прилегающей к верхнему бьефу территории, так на водотоках территории нижнего бьефа. К ним относится формирование берегов и ложа водохранилища, которое сопровождается обрушением береговой полосы, заилением и аккумуляцией в донных отложениях токсических веществ; всплывание торфяников; повышение уровня грунтовых вод, изменение климата прилегающего региона.

Сооружение водохранилищ требует больших капиталовложений, отчуждения огромных площадей плодородных земель в поймах рек. Даже при небольших масштабах затопления плодородных земель, их изъятие из сельскохозяйственного производства имеет более тяжелые последствия, поэтому под ложе водохранилища отводят заболоченные торфяные поймы рек, и при заполнении водохранилищ возникают серьезные проблемы с качеством воды водоемов-охладителей при существующих способах подготовки ложа (Ава-кян, Шарапов, 1977). Проблемы рационального использования местных водных ресурсов приобретают особую актуальность в современных экономических условиях.

Цель исследований: мониторинг экологического состояния водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 по содержанию в экосистеме токсикантов для обеспечения производства охлаждающей водой необходимого качества и гидроэкологической безопасности территории. Задачи исследования:

1.Провести сравнительный анализ экологического состояния искусственных водохранилищ, особенностей формирования их качества воды под действием природных и антропогенных факторов.

2. Дать характеристику экологического состояния водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 в первоначальный период существования по показателям содержания фенолов и соединений тяжелых металлов; выявить экологически значимые для экосистемы водоема-охладителя тяжелые металлы.

3. Провести наблюдения качества воды питающих водоем-охладитель рек; оценить уровень фоновых концентраций соединений тяжелых металлов в воде рек; выявить источники их поступления.

4. Провести мониторинг экосистемы водоема-охладителя по показателям содержания тяжелых металлов и фенолов.

5. Определить пути миграции тяжелых металлов в элементах экосистемы водоема-охладителя БГРЭС-1.

6. Разработать практические мероприятия по оптимальному экономически эффективному функционированию природно-техногенной системы водоемаохладителя БГРЭС-1 и обеспечению гидроэкологической безопасности территории.

Научная новизна.

1. Впервые проведен мониторинг экосистемы водоема-охладителя БГРЭС-1, выявлен уровень загрязнения компонентов экосистемы тяжелыми металлами и фенолами.

2. Выделены экологически значимые тяжелые металлы для экосистемы водоема-охладителя БГРЭС-1.

3. Выделены факторы, влияющие на содержание фенолов в водной среде, кинетические параметры их разложения.

4. Определены пути миграции тяжелых металлов в компонентах экосистемы водоема-охладителя БГРЭС-1.

5. Разработаны научно-обоснованные практические рекомендации по снижению загрязнения водоема тяжелыми металлами и фенолами; оптимальному экономически эффективному функционированию природно-техногенный системы водоемов-охладителей на примере Березовской ГРЭС-1.

Защищаемые положения:

1. В экосистеме водоема-охладителя динамика распределения тяжелых металлов определяется биотическими, абиотическими и антропогенными факторами: естественным стоком, морфологическими особенностями водоема, направлением внутриводоемных процессов продуцирования органического вещества и циркуляционного потока охлаждающей воды.

3. Тяжелые металлы в водоем-охладитель поступают с территории водосбора питающих рек; из водной среды они аккумулируются в донных отложениях. В вегетационный период тяжелые металлы из донных отложений активно усваиваются макрофитами.

6. Научно обоснованные практические мероприятия по оптимальному функционированию природно-техногенной системы водоема-охладителя: для снижения темпов токсического эвтрофирования необходимо осуществить перенос выпуска сточных вод КОС г. Шарыпово из водотоков верхнего бьефа водохранилища в нижний бьеф. Необходимо проведение лесомелиоративных мероприятий, которые обеспечивают снижение загрязнения соединениями тяжелых металлов территории водосбора рек.

Практическая значимость работы. При обследовании состояния территории водосбора рек, питающих водоем-охладитель, обнаружены источники антропогенного загрязнения фенолами и тяжелыми металлами воды рек. Разработаны практические мероприятия по снижению уровня загрязнения воды рек Кадат, Базыр и Береш соединениями металлов. Разработаны мероприятия по снижению темпов токсического эвтрофирования экосистемы водоема-охладителя БГРЭС-1 соединениями металлов путем переноса выпуска сточных вод коммунальных очистных сооружений г. Шарыпово, которые поступают со стоком р. Кадат в водоем-охладитель.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на ежегодных научно-практических конференциях преподавателей и научных работников СибГТУ, краевой студенческой конференции «Современные проблемы химии» (Красноярск, 1996), Ш региональной научно-практической конференции по экологии (Красноярск, 1998), краевой научно-практической конференции по экологии малых рек (Красноярск, 1992), Международной научно-практической конференции «Сопряженные задачи механики, информатики и экологии» (Томск, 2004).

Личный вклад соискателя. Все основные теоретические и практические результаты работы получены соискателем лично. Вклад автора в работы, выполненные в соавторстве, заключается в обсуждениях, постановке задач на этапах научной работы, непосредственном участии в натурных исследованиях, анализе и оформлении полученных результатов.

Структура и объем диссертации.Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы (196 наименований), 16 таблиц, 15 рисунков, изложена на 136 страницах.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Пашкова, Марина Александровна

выводы

2. Анализ результатов натурных исследований процесса формирования качества воды водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 позволил оценить экологическое состояние по показателям содержания в воде тяжелых металлов и фенолов. Произведен контроль содержания токсикантов в воде водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 и питающих его рек. Определены экологически значимые для экосистемы тяжелые металлы.

3. Наблюдения качества воды рек позволили оценить уровень фоновых концентраций соединений тяжелых металлов и фенолов в питающих водоем-охладитель реках. В воде водоема-охладителя происходит накопление тяжелых металлов за счет поступления с речным стоком. Тяжелые металлы аккумулируются в донных отложениях преимущественно в верхней, мелководной части водоема, в районах устьев питающих рек.

4. Мониторинг качества воды водоема-охладителя БГРЭС-1 по показателям тяжелых металлов определил уровень загрязнения воды экологически значимыми для водоема-охладителя тяжелыми металлами: цинком, медью, марганцем, железом, кобальтом, свинцом, никелем, хромом.

5. Определены пути миграции тяжелых металлов в элементах экосистемы водоема-охладителя. Из водной среды и донных отложений тяжелые металлы усваиваются фитопланктоном и макрофитами. В конце вегетационного периода при разложении водорослей соединения тяжелых металлов вновь поступают в водную среду, обуславливая вторичное загрязнение водоема. Определение содержания тяжелых металлов в рдесте стеблеобъемлю-щем (Potamogeton perfoliftus L.) и ряске малой (Lemna minor L.) свидетельствует о том, что ряска обнаруживает более высокую накопительную способность к металлам.

6. Разработаны практические мероприятия по улучшению качества воды водоема-охладителя по показателям содержания тяжелых металлов. Техническим решением этой проблемы является отведение выпуска сточных вод коммунальных очистных сооружений г. Шарыпово в водоток нижнего бьефа, что позволит повысить экономическую эффективность функционирования природно-техногенной системы водоема-охладителя БГРЭС-1 и гидроэкологическую безопасность территории.

Анализ литературных данных позволил сделать следующие заключение. Рассматриваемые оценки качества воды констатируют загрязнение поверхностных вод, на качественном уровне, делая выводы о пригодности воды для тех или иных целей. Задачи мониторинга эвтрофирования и загрязнения водоемов в настоящее время успешно решены; разработаны мероприятия по предотвращению негативных последствий антропогенного воздействия на водные объекты. Но тенденция ухудшения качества природных вод и необходимость увеличения масштабов энергопроизводства требуют создания научных основ экологически обоснованного природопользования водными ресурсами, совмещающего потребности технического прогресса и сохранения условий для нормального функционирования природных водных сообществ.

В природных условиях на формирование качества воды оказывают влияние комплекс биотических, абиотических, антропогенных факторов, причем антропогенные оказывают не только прямое воздействие на процессы формирования химического состава воды, но в значительной мере влияют на эти процессы косвенно через биотические и абиотические факторы. Используемые методы контроля только констатируют факты на основе статистического анализа параллельно отобранных проб воды, не обозначая причины и механизмы процессов. Повышение информативности мониторинга для выбора наиболее результативных водоохранных мероприятий связано с решением ряда задач. В первую очередь необходимо проведение анализа факторов, воздействующих на процессы формирования качества воды водоема-охладителя. При этом необходимо выделение наиболее информативных и инструментально регистрируемых параметров.

Общие факторы, воздействующие на группы наблюдаемых показателей при формировании качества воды, можно выделить с помощью современных методов обработки результатов натурных наблюдений средствами математической статистики. Математическое моделирование изменения параметров стока от аллохтонных и автохтонных поступлений в водем даст возможность количественной оценки этих влияний для выработки стратегии при различных сценариях водопользования.

Пространственно-временные закономерности динамики показателей качества воды водотоков, дают возможность установить закономерности формирования качества воды под действием изменяющихся антропогенных нагрузок на территориально-аквальный комплекс и оценить их влияние на биоту в различные периоды эволюции водной экосистемы.

Водоемы-охладители представляют собой природно-техногенные системы, в которых необходим учет влияния на природную среду элементов технологических циклов. Это специфический термический режим, обусловленный сбросом отепленной воды; особенности морфометрического строения и наличие циркуляционного потока; интенсивно протекающие процессы заиления литорали. Концепция мониторинга качества воды водоемов-охладителей должна базироваться на учете специфики взаимосвязанных природных и техногенных факторов.

Глава 2. Объекты и методы исследований 2.1. Объекты исследования

Водоем-охладитель Березовской ГРЭС-1 сооружен в районе впадения в р. Береш рек Базыр и Кадат. Верхняя часть бассейна р. Береш расположена в юго-восточной части Кузнецкого Алатау, средняя и нижняя части - на территории Енисейско-Чулымской котловины (Ресурсы поверхностных, 1972), (Снытко, Семенов, Мартынов, 1982, 1983) юго-западной части Красноярского края, Шарыповского и Ордженикидзевского районов, а также Хакасии (рис. 2.1).Сооружение водохранилища Березовской ГРЭС-1 обеспечило выполнение двух основных задач: сезонного регулирования стока с целью обеспечения ГРЭС водой и охлаждения циркуляционной воды.

Рис. 2.1. Карта-схема местоположения водоема-охладителя БГРЭС-1

Установленная мощность Березовской ГРЭС-1 - 6400 тыс. кВт. Система технического водоснабжения - оборотная с охлаждением воды на водоеме-охладителе путем строительства гидроузла на р. Береш. Характеристики водоема-охладителя:

- максимальный суточный расход - 89,3 м3/с; отметка НПУ (нормального подпорного уровня) - 282,00 м; отметка ФПУ (форсированного подпорного уровня) - 282,8 м; отметка УМО (уровня «мертвого» объема) - 279,75 м; площадь зеркала при НПУ - 33,37 км2; полный объем - 193,0 млн. м3; средняя глубина водоема — 5,79 м, максимальная - до 15 м; площадь мелководий с глубиной не более трех метров составляет 19 км2, т.е. более половины площади зеркала водоема.

Характер регулирования стока - сезонный, уровень воды в водоеме регулируется сбросом в нижний бьеф - р. Береш; сброс осуществляется через водосливную плотину с расходом 405 м3/с и донные водовыпуски - 51 м3/с. Предусмотрены пропуски воды в нижний бьеф с расходом, соответствующим естественному стоку - около 0,5 м3/с. Водообмен в водохранилище в маловодные годы происходит один раз в год. Забор воды из водоема осуществляется через открытый подводящий канал. Открытый подводящий канал служит для подвода воды к насосным станциям циркуляционной воды, его расчетная пропускная способность - 200 м3/с. Верховой открытый отводящий канал общей длиной 1087 м и пропускной способностью 200 м3/с служит для отвода воды в водохранилище (БГРЭС-1, 1976).

Водохранилище расположено в общей долине р. Береш и ее притоков -рек Базыр и Кадат. Долины рек на участке затопления были представлены преимущественно пойменными террасами, почти сплошь заболоченными, с массивами торфяников. На участке болот от поверхности до глубины 0,3.5,0 м залегал мало и сильно разложившийся торф (БГРЭС-1, 1976).

Берега водохранилища в основном представляют собой низкие заболоченные участки, лишь левый берег в приплотинной части крутой, обрывистый - коренной склон долины. Инженерно-геологические изыскания показали, что геологические и гидрогеологические условия благоприятны для сооружения водохранилища. Чаша и борта водохранилища покрыты слабо-фильтрующими фунтами, грунтовые воды по бортам водоема расположены выше отметки НПУ (БГРЭС-1, 1976).

На затопленной территории было выявлено и разведано торфяное месторождение «Сосняк-Казрак», занимающее почти всю площадь водоема и выходящее за его южную и юго-восточную границу. Максимальные глубины залежи 5,2 м выявлены в северо-западной части. Для предотвращения массового всплывания торфа (ТЭО строительства, 1987) требовалось инженерное решение задачи удаления торфа из зоны затопления.

Водоем-охладитель БГРЭС-1 по объему воды относится к малым водохранилищам, поэтому в соответствии с требованиями (Санитарные правила, 1956) вся древесная растительность должна быть полностью удалена из ложа водохранилища. Чистота уборки древесной растительности устанавливалась санитарными правилами подготовки ложа для промышленного рыболовства.

Техническим проектом строительства БГРЭС-1 (БГРЭС-1, 1976) предусмотрены мероприятия по подготовке ложа водохранилища: санитарная очистка территории затапливаемого населенного пункта; очистка территории будущего ложа от древесной и кустарниковой растительности. Санитарная очистка должна была производиться по всей территории, подлежащей затоплению, подтоплению и берегообрушению.

Мероприятий по предотвращению берегообрушения не проводилось. Ложе водохранилища не было подготовлено к заполнению, не были проведены сводка древесной, кустарниковой растительности, травяного покрова и выборка торфа. В результате в ложе водохранилища были затоплены растительные остатки и торфяное месторождение, объемом 30,7 млн. м3, общая площадь торфяного месторождения в границе нулевой глубины залежи составила 4358 га (ТЭО строительства, 1987). Кроме основного торфяника, в

36 ложе водохранилища имелось еще 12 болот с мощностью залежи от 0,3 до 3,0 м торфа. Ориентировочные расчеты показали, что время выборки торфа из ложа при существующих способах добычи составит более чем два десятилетия. Торф месторождения к тому же был отнесен к категории непромышленного значения.

Заполнение водохранилища началось в августе 1986 г., в 1988 г. уровень стабилизировался на отметке 280,0 м (на 2 метра ниже проектной), проектное заполнение произошло в течение последующего года. В течение 1988-1989 гг. были проведены отдельные пробные пуски первого теплоагре-гата станции, которые были непродолжительными. В 1990 г. был введен в строй первый, а во втором квартале 1991 г. - второй блок.

Массовое всплывание торфа, блокирование водозаборных сооружений и сбросного канала, резкое ухудшение качества воды в водохранилище в течение первых лет потребовало принятия незамедлительных кардинальных мер по удалению торфа. На водохранилище была сооружена дамба, отсекающая основное торфяное месторождение. В летний период 1993 г. на водоеме-охладителе строительство дамбы было завершено. Дамба протяженностью 3,6 км выполнена из скального грунта, разработанного в карьере «Волчья гора». Площадь отсеченной части водохранилища составляла 970 га, средняя глубина воды в отсеченной дамбой части (при НПГ 282 м) равна 4 м. Площадь акватории водохранилища без отсеченной дамбой части составляла 2330 га (70 %), объем - 154 млн. м3 (80 %). В летний период 1996 г. была в основном закончена очистка акватории от торфа.

Проектом строительства водохранилища допущен ряд экологических просчетов, в частности, размещение и расположение многих источников загрязнения соединениями металлов в районе верхнего его бьефа. В первую очередь это районные очистные сооружения и очистные сооружения промышленных и ливневых сточных вод г. Шарыпово. Территория между устьями рек Береш и Кадат в районе верховьев водохранилища занята картами золоотвалов. Основные сооружения ГРЭС, водозаборы и сбросной канал, водосливная плотина также расположены на правом берегу.

Непосредственно с работающей ГРЭС в водоем-охладитель сбрасываются: вода, охлаждающая конденсаторы турбин; воды системы гидрозолоудаления; сточные воды от химводоочистки; различные дренажные стоки с территории масломазутоскладов; обмывочные воды хвостовых поверхностей нагрева; отработанные растворы после очистки теплосилового оборудования; талые и дождевые воды с территории ГРЭС.

Предусмотрена очистка и возврат стоков в оборотную систему промышленного водоснабжения ГРЭС, которая является раздельной: про-мливневое водоотведение условно чистых вод и вод, загрязненных нефтепродуктами. Дождевые и талые воды с территории ГРЭС после осветления в отстойниках, сбросные воды от механических фильтров химводоочистки, воды системы гидросмыва трактов топливоподачи и котельных отделений, ливневые стоки с территории также поступают в эту систему источники. По характеру загрязнения эти стоки имеют тепловое, механическое и химическое загрязнение. Системы охлаждения турбин и вспомогательное технологическое оборудование вносят тепловое загрязнение.

Химическое загрязнение имеют стоки, образующиеся при регенерации фильтров ХВО (первые порции имеют минерализацию до 30 мг/дм ), при продувках оборотных систем технического водоснабжения, при продувках котла и водных промывках оборудования, а также сбросные воды после химических промывок оборудования. Общий объем сбросов в водоем-охладитель составляет около 500 м3/ч на 1 млн. кВт мощности ГРЭС.

2.2. Программа и методы проведения исследований

В основу организации натурных наблюдений на водоеме-охладителе БГРЭС-1 положены принципы комплексности и систематичности наблюдений, согласованности сроков их проведения с характерными гидрологическими фазами. Определение показателей качества воды проводилось едиными стандартными методиками, обеспечивающими требуемую точность определения, качество и надежность информации. Была составлена программа контроля по показателям качества воды, периодичности проведения контроля и выполнения анализов проб воды.

Использование комплексного подхода заключалось в рассмотрении водоема как единого целого в непосредственной связи с водосборным бассейном рек, формирующих водоем. Исследовались пространственная гетерогенность в водохранилище, загрязнение воды тяжелыми металлами во временном измерении, методы улучшения качества воды.

Мониторинг качества воды включал: 1) проведение инвентаризации источников поступления тяжелых металлов в реки, водоем; 2) проведение анализа и изучения качества воды в контрольных точках на реках и в водоеме, отражающих влияние различных источников загрязнения. Для выполнения задач были организованы экспедиционные объезды по рекам и водоему-охладителю с отбором проб воды, донных отложений, образцов биоматериала в контрольных точках для экоаналитического контроля на содержание тяжелых металлов Результаты проведенных наблюдений были использованы для выявления факторов формирования качества воды в экосистеме путем обработки массива данных методами математической статистики.

Важной частью исследований являлась процедура отбора проб воды (Временные методические, 1982), которая обеспечивала выполнение условий достаточности, представительности, репрезентативности отбираемых проб. Репрезентативность проб обеспечивала их соответствие поставленной задаче как по количеству, так и по выбранным точкам, времени отбора, технике отбора, предварительной обработке, условиям хранения и транспортировки.

Пробы представляли определенную часть водоема и характеризовали состояние воды и донных отложений за определенный промежуток времени.

Представительные пробы отвечали следующим требованиям: однородность отбираемой массы; достаточное количество точек отбора; объемы отдельных проб; способ пробоотбора. При отборе представительных проб учитывалась специализация водоема, специфика морфологии водоема, гидрологические параметры, характер водосбора, специфика контролируемых веществ, которые определяли физические, химические и биологические его свойства.

Смешанные пробы представляли собой объединенную серию простых проб, они характеризовали среднее содержание определяемых компонентов. Смешанные пробы воды, усредненные во времени, отбирали батометром Молчанова; пробы донных отложений отбирали дночерпателем Петерсена. Батометр опускали в воду в открытом виде и закрывали на требуемой глубине с помощью посыльного груза. Сразу после взятия пробы ее отфильтровывали через мембранный фильтр с размером пор 0,45 мк.

Регулярный отбор проб воды на водоеме-охладителе производился в характерные гидрологические фазы. В период открытой воды пробы отбирались с борта экспедиционного судна. В зимний период пробы отбирались из-подо льда, при наибольшей толщине льда. В полынье отбор проб производился с борта лодки. Продолжительность ледового режима составляла около пяти месяцев, толщина льда колебалась от 0,7 м до 1,4 м. В весенний период пробы отбирались в начале весеннего наполнения водоема, в летний период -в период максимального подъема воды, в осенний период - перед ледоставом при наиболее низком уровне воды.

На водоеме-охладителе БГРЭС-I нами были установлены точки отбора проб воды и донных отложений. Их местоположение выбиралось с учетом циркуляционного потока, гидрометеорологических факторов и геоморфологических особенностей водоема; они располагались в верховьях, в центральной и нижней, приплотинной частях водоема-охладителя. В верховьях и в центральной части установлены по три вертикали в створе, а в нижней части водоема - две вертикали. Число горизонтов на вертикали выбиралось в соот

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

РИйЯИОТЕКА ветствии с глубиной водоема, в центральной части водоема составило три, а в остальных контрольных точках - два горизонта.

Контрольные точки 1, 2, 3 расставлены на первом створе, в верхней части акватории водоема, в левобережье (рис. 2.2), середине, правобережье, в районе устьев рек Базыр, Береш, Кадат, соответственно. По результатам анализов проб воды в этих точках судили о составе загрязняющих веществ, поступающих в водоем с речным стоком.

Рис. 2.2. Схема расположения контрольных точек отбора проб на водоеме-охладителе БГРЭС-1

В центральной части водоема район сбросного канала контролировался точкой 4; точка 6, расположенная в середине центральной части, находилась на траектории циркуляционного потока отепленной воды. Кроме того, точка 6 характеризовала качество воды в самой глубоководной части водоема, где происходило усреднение качества воды, поступающей из рек Кадат, Береш, Базыр. точка отбора 5 контролировала район основного торфяника

На третьем створе точка 7 контролировала качество воды в правобережной части водоема, в районе водозаборных сооружений теплоэлектростанции. Точка 8 характеризовала качество воды в приплотинной части водохранилища, где происходила аккумуляция всех загрязнений. Контроль качества воды в нижнем бьефе водоема-охладителя осуществлялся в точке 9, расположенной в 500 м от водосбросной плотины водоема-охладителя.

Пробы воды помещали в стеклянные или полиэтиленовые бутыли, пробы донных отложений - в стеклянные банки, подготовленные в соответствии с требованиями (Требования к приборам и устройствам для отбора, 1981). Анализ, хранение и консервация проб воды и донных отложений производились в соответствии с требованиями (Требования к устройствам для хранения, 1981). Отбор и анализ проб проводили в соответствии с требованиями безопасности при проведении работ на водоеме.

Таким образом, контроль параметров воды по содержанию токсикантов в этих точках позволил оценить на качественном и количественном уровнях анализируемые вещества, получить статистический ряд данных по показателям качества воды для изучения процессов накопления соединений тяжелых металлов в воде и в донных отложениях, оценить степень эвтрофирования водоема, установить главные закономерности процессов самоочищения.

2.3. Методики определения показателей качества воды

Анализ проб воды и донных отложений на тяжелые металлы проводился по стандартным методикам (Руководство по химическому, 1987), (Руководство по гидробиологическому, 1984). Для определения тяжелых металлов (хрома, кобальта, никеля свинца, серебра, цинка, железа) использовался метод атомно-абсорбционной спектрометрии (Определение железа, 1989). Относительное стандартное отклонение при определяемых концентрациях составляло: для хрома 9,8 %, кобальта - 9,8 %, меди - 14 %, никеля - 5 %, свинца - 8,7 %, серебра - 6,9 %, цинка - 10 %. Марганец определялся методом атомно-абсорбционной спектрометрии с использованием лампы с полым катодом для марганца.

Определение фенолов проводилось в течение нескольких суток после отбора проб с предварительным консервированием проб добавлением 4 г едкого натра на 1 л пробы воды (ГОСТ 4328-77). Определение фенолов проводилось спектрофотометрическим методом с диметиламиноантипирином. Относительное стандартное отклонение составляло 6 %.

Определение высшей водной растительности выполняли по опубликованным методикам (Кузнецов, Дубинина, 1982), (Руководство по гидробиологическому, 1984). Описание и картирование высшей водной растительности проводили в летние периоды путем объезда водоема для установления границ распространения. В наиболее характерных по зарастанию участках акватории прокладывали профили для описания сообществ и учета расти, тельности (Руководство по гидробиологическому, 1984). Всего за период исследования было произведено более 8 ООО определений в пробах воды и донных отложений.

2.4. Методы математической обработки результатов

Характер изменения наблюдаемых параметров по акватории представляли в виде изолиний (линий равного уровня) величины параметров. С этой целью на графическое изображение водоема наложили равномерную прямоугольную координатную сетку. Расположение на этой сетке каждой из восьми точек, в которых производились наблюдения, задавали их декартовыми координатами ABS и ORD. Эти координаты в дальнейшем выступали в качестве независимых переменных.

Зависимости выходных параметров (наблюдаемых свойств) от значений ABS и ORD аппроксимировали кубическими сплайнами. Полученные таким путем поверхности отклика рассекали горизонтальными плоскостями, в результате чего получали графическое изображение изолиний свойств.

Изучение характера изменений наблюдаемых свойств во времени проводилось с использованием математического аппарата анализа временных рядов (Вознесенский, 1974), (Налимов, 1971), (Пен, 1982, 1998).

Глава 3. Экологическое состояние питающих водоем-охладитель рек

3.1. Влияние экологических факторов на формирование водных ресурсов района исследования

Особенностью географического положения района (Воробьев, Корыт-ный, Савельева, 1985) является близость к центру материка, что обеспечивает ему разнообразие природных условий. Климатические условия и рельеф местности определяют условия взаимодействия природных вод с подстилающими материнскими породами. (Исаченко, 1980) показано, что геологические и климатические условия влияют на процессы формирования химического и морфологического состава почв.

Разнородность рельефа рассматриваемой территории (Корытный, 1980, 1988), (Снытко с соавт., 19982, 1983) обусловлена тем фактом, что она находится на стыке двух крупных морфоструктур: Алтай-Саянской горной области и Западно-Сибирской равнины. Южную и юго-западную части района окаймляют предгорья восточных склонов Кузнецкого Алатау. Это система плоских горных массивов с высотой гор около 1500 м. Связующим звеном между горной системой Восточных Саян и Кузнецким Алатау являются пики Солгонского кряжа с высотами 800.850 м (Снытко, 1984 а).

На севере и северо-востоке высота горных массивов постепенно уменьшается и переходит в равнинную - это Назаровская котловина, северная часть ее занята Кия-Урюп-Ачинской лесостепью. Реки здесь имеют долины с V-образным поперечным профилем, крутыми скалистыми склонами; в верхней части бассейна реки обычно носят горный характер. Долины крупных рек Чулым и Урюп имеют две надпойменные террасы. Здесь встречаются неглубокие безводные долины, овраги, балки. Правобережье р. Чулым занято большим количеством минерализованных озер (Баюшева, 1968).

Рельеф местности является косвенным фактором формирования качества природных вод, но оказывает большое влияние на гидрогеологические условия бассейнов рек (Буфал с соавт., 1982). Рельеф местности и литологи-ческий состав пород влияют на условия водообмена, от которого зависит химический состав вод; на объемы поверхностного стока и дренированность подземных вод. Рельеф местности способствует перераспределению выпадающих на земную поверхность осадков, влияет на водный режим почв, их солевой состав. Понижения рельефа создают условия для заболачивания, обуславливают специфический химический состав вод.

Анализируя составляющие водного баланса территории (Корытный, 1980), заключил, что рельеф бассейна оказывает неблагоприятное влияние на формирование и состояние водных ресурсов р. Береш, так как значительная часть бассейна расположена в "дождевой тени" гор Кузнецкого Алатау. Это отражается на средней предгорной и нижней котловинной частях, которые получают недостаточно влаги для формирования водных ресурсов. Основные ресурсы р. Береш формируются в горной местности (Снытко с соавт., 1982), (Ерохина, 1961). Особенностью рассматриваемого района является также близкое соседство горно-таежной, лесной и лесостепной геосистем. Горные и предгорные участки благоприятно воздействуют на аккумуляцию подземных вод и питание верховьев рек территории (Немировская, 1984), (Кривоносов, 1984). Две трети годового количества осадков выпадает в теплый период, что отрицательно отражается на питании рек в зимнюю межень.

Биотические факторы воздействуют на формирование химического состава поверхностных вод рассматриваемой территории в значительной мере. Главной здесь является фотосинтетическая деятельность водных растений, благодаря которой создается первичная продукция, регулируется содержание углекислого газа и кислорода. Важнейшим звеном являются также разнообразные и многочисленные виды бактерий, вовлекающих в круговорот вещества и энергии минеральные соединения продуцентов и консументов.

При исследовании видового состава, сезонной динамики фитопланктона (Чайковская с соавт., 1979, 1990 а, 1990 б), определена сапробность воды, дан предварительный прогноз изменений альгологического режима водотоков района. Обнаружено, что основными факторами, лимитирующими развитие фитопланктона в водотоках, являются скорость течения, максимальные значения которой в верховьях рек неблагоприятны для вегетации планктона, низкое содержание биогенных элементов, низкая температура воды.

Формирование альгофлоры водоема-охладителя БГРЭС-1 в период Заполнения происходило по типу малых русловых водохранилищ, занимающих верхнее положение в каскаде. Уровень эвтрофирования для зарегулированных участков рек способствовал самоочищению вод. Качество воды водотоков района соответствовало умеренному загрязнению (III класс) вод.

Результаты обследования гидробиоценозов по звеньям бактерио-, зоопланктона и зообентоса водотоков района водоема-охладителя БГРЭС-1 (Ба-жина с соавт., 1981, 1983, 1984), свидетельствовали о наличии пиков численности сапрофитов в сезонной динамике, связанных в основном с поступлением органических и микробиологических загрязнений с территории водосбора. Максимальные абсолютные и средне сезонные значения их отмечены в устье р. Кадат. При изучении микробных ценозов было отмечено преобладание палочковидных бактерий, что свойственно водам, загрязненным органическими веществами (Карюхина, Чурбанова. 1983). Наибольшее количество палочковидных форм обнаружено в пробах воды р. Кадат.

В водотоках повсюду встречались нефте-, липид- и фенолокисляющие бактерии. Фенольное загрязнение водных объектов связано не только с антропогенным воздействием, но и с разложением отмершей водной растительности, занимающей обширные площади в устьях рек. Качество воды р. Кадат по осредненному показателю сапробности соответствовало IV-Y классу качества воды. Наибольшая плотность микроорганизмов в первые годы наполнения отмечена в верховьях, наименьшая - в приплотинной зоне. Закономерностей, связанных с тепловым сбросом, в распределении по акватории не обнаружено. Качество воды по соотношению общей численности к сапрофитным бактериям соответствовало II-III классам.

Таким образом, характер загрязнения бассейна рек обусловлен специализацией, структурой и размещением промышленных предприятий, сельскохозяйственного комплекса, объектов социальной сферы. Увеличение численности городского населения в связи со строительством энергокомплекса в 6,5 раз произошло за период 1959-1989 гг. Неблагоприятным экологическим последствием бурного роста городского населения являлся всплеск неорганизованного загородного отдыха на малых реках района. Как показало проведенное нами инспекционное обследование местности на вертолете, в верховьях рек Береш и Базыр увеличились масштабы лесоразработок.

Район расположения объекта исследования - водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 является одним из самых развитых в промышленном и сельскохозяйственном отношении. Здесь сосредоточены мощные промышленные объекты, урбанизированные, селитебные территории, осуществляющие значительные нагрузки на природные комплексы (Качурин, Коча-рян, Гордин, 1977), (Губанов, Дегерменджи, Баянова, 1966).

Район характеризуется своеобразным горно-котловинным рельефом, разнообразием природных геосистем, формированием пространств атмосферной циркуляции, которая приводит к загрязнению атмосферы и днища котловин. Район обладает локальной ограниченностью водных ресурсов. В водах высок природный фон некоторых микроэлементов (меди).

На территории водосбора рек, питающих водоем-охладитель, леса сильно расстроены рубками; около 30% лесов лесостепной зоны имеют признаки потери стабильности (Воды суши, 1994). До 80% сельскохозяйственных почв подвергнуто ветровой и водной эрозии. Вокруг городов существуют ареалы техногенного загрязнения, в которых изменилась структура почв, растительности, биоценозов (Якунин с соавт., 1982), (Корытный, 1980, 1988), (Воробьев с соавт., 1985, 1987), (Балахонова с соавт., 1982).

3. 2. Гидрографическая, гидрологическая и гидрохимическая характеристики рек

Река Береш берет начало на горе Учкурюк, отметки в истоках реки составляют 1000. .1200 метров над уровнем моря. Общее направление течения реки с юга на север; длина водотока 90 км. Общая площадь водосбора - 2200 км2. Ширина реки изменяется от 10. 15 м в межень и до 80 м в половодье. Глубина реки колеблется от 2,0. .2,5 м в межень до 3,0. .3,5 м в половодье. Скорость течения реки в меженный период - 0,2 м/с, в паводок увеличивается от 0,8 м/с до 1,4 м/с (Бондарев с соавт., 1983). Основными притоками р. Береш в среднем течении является река Парнушка, а в нижнем течении - малые реки Базыр и Кадат.

Река Базыр - левый приток р. Береш берет начало в юго-восточной таежной части Кузнецкого Алатау, где высота гор достигает 800. 1200 м над уровнем моря. Длина реки 38 км; большая часть реки носит горный характер. Долина реки в верховьях и в среднем течении узкая, с крутыми склонами. В нижней части долина расширяется до 3.5 км. Пойма заболочена, покрыта кустарником, русло реки становится извилистым. Основными притоками Ба-зыра являются ручьи Инзиюл, Алабуконок, Васютин. Ширина реки изменяется от 5. 10 м в межень до 15 м в половодье. Глубина реки, которая составляет в межень 0,7.0,9 м, в паводок увеличивается до 1,2.1,5 м. Скорость течения колеблется от 0,2.0,4 м/с в период межени до 1,0. 1,5 м/с в половодье (Бондарев, Шульга, 1983).

Река Кадат - правый приток р. Береш берет начало с небольшого хребта в восточных отрогах Кузнецкого Алатау на высоте 620.650 м над уровнем моря. Длина Кадата 32 км. Общее направление течения реки с юговостока на северо-запад. Русло р. Кадат повсеместно извилистое. Правобережные склоны в верховьях крутые (25.30°), левобережные - пологие (5.10°). В верхнем течении долина реки достигает 40.60 м, в среднем и нижнем течении долина расширяется. Ширина реки изменяется от 5. 10 м в межень до 20 м в половодье. Скорость течения реки 0,3.0,6 м/с в межень и 1,2 м/с - в половодье. Глубина реки колеблется от 1,2.1,5 м до 2,0.2,2 м (Бондарев, Шульга, 1983). Основными притоками Кадата в верховьях, в горной части, являются ручьи Сухой Кадат, Мокрый Кадат, Талый; в среднем течении, в Шарыповской лесостепи, р. Темра и правый приток р. Ожа.

Основное питание рек бассейна Береш снеговое - 55.75% годового стока. Доля дождевого и подземного питания примерно одинакова -15.25%. Появление на реках ледовых образований начинается во второй половине октября. Зимняя межень начинается в ноябре и длится до марта, в течение 165.200 дней. В марте наиболее низкий уровень воды в речной системе. Общая продолжительность зимней межени 140. 150 дней. Максимальная толщина льда на реках достигает 160. .200 см. В связи с преобладанием в бассейне р. Береш доли снегового питания и весьма небольшой доли дождевого питания, в общем стоке на описываемой территории наблюдается крайне неравномерное распределение сезонного стока: 60.70% приходится на весну, 25.37% на лето, 4,5.7% на зимний период. Наибольший сток приходится на май, наименьший — на февраль-март (Назарова с соавт., 1979 а, б).

Для проведения наблюдений на реках были установлены точки отбора проб в соответствии с правилами (Методические указания, 1984), (Временные методические, 1982). Эти точки контролировали как "организованный" сток очистных сооружений населенных пунктов, расположенных по берегам рек, так и "рассредоточенные" источники загрязнения, такие, как сток с территорий сельскохозяйственных угодий, животноводческих ферм, выпаса скота, садово-огородных участков.

На р. Береш контрольные точки расположены в верховьях, 500 м до и после д. Линево (точки 21, 22); 500 м после д. Береш (точка 23); в среднем течении - 500 м до и после п. Холмогорское (точки 24, 25), в районе насосной ГРЭС, перед впадением в водохранилище (точка 26). На р. Базыр контролировалось качество воды в верховьях, 500 м до и после г. Горячегорска (точки 31, 32), 500 м после железнодорожной станции Базыр (точка 33), перед впадением в водохранилище (точка 34). На р. Кадат контрольные точки расположены в верховье (точка 11), в районе брода на Можары (точка 12), 500 м после д. Глядень (точка 13), 500 м ниже по течению от фермы крупного рогатого скота (точка 14), 500 м до г. Шарыпово (точка 15), в г. Шарыпово 500 м после впадения в р. Кадат рек Темры и Ожи (точки 16,17), 500 м после очистных сооружений г. Шарыпово (точка 18) и перед впадением (точка 19) в водоем (рис. 3.1).

Исследованиями (Бажина, 1984), (Бажина с соавт., 1983) по гидробиологическим показателям вода р. Береш была отнесена к разряду водотоков с минимальной степенью трофности, индекс сапробности составлял 1,29, что соответствует II классу качества вод. Начиная с 1988 г., нами наблюдалось

Рис. 3.1. Карта-схема расположения контрольных точек отбора проб на реках, питающих водоем-охладитель БГРЭС-1 ухудшение качества воды в р. Береш, в связи с увеличением потребления чистой воды и объема загрязняющих стоков; увеличились концентрации тяжелых металлов. Максимальные концентрации тяжелых металлов (меди и цинка) в устье реки наблюдались в осенний период 1985 г. (0,008 мг/дм и 0,045 мг/дм3). При этом класс качества воды снизился на 1 ступень.

Минерализация воды р. Базыр в течение года изменялась в широких пределах - 140.500 мг/дм . В период половодья минерализация существенно снижалась; в период межени минерализация достигала максимальных значений за счет увеличения концентрации гидрокарбонатов (до 280 мг/дм3) л и ионов кальция (до 80 мг/дм ). Значение РН колебалось в пределах 7,0.8,8. Содержание органических веществ по показателю ХПК возрастало в весен

3 3 нее половодье до 11 мгО/дм , в зимнюю межень - до 1,0 мг/дм . Содержание нитратов в воде реки колебалось от 0,001 до 0,030 мг/дм3, нитритов - от 0,002 Я до 0,005 мг/дм , ионов аммония - от 0,07 до 4,60 мг/дм . Концентрации фос

3 3 фатов колебались от 0,011 мг/дм до 0,052 мг/дм .

Содержание загрязняющих веществ в р. Базыр меньше, чем в р. Береш. л

Так, концентрации фенолов достигали величин 0,006 мг/дм , тяжелых метало о лов (меди и цинка) -0,029мг/дм и 0,064 мг/дм . Высокие содержания биогенных органических и загрязняющих веществ связаны с антропогенными поступлениями с территории водосбора. По гидробиологическим показателям (Чайковская, 1980) качество воды в р. Базыр соответствовало II классу чистоты; индекс сапробности составлял 1,56. За период наблюдений 19861991 гг. качество воды р. Базыр не претерпело существенных изменений.

Вода р. Кадат имела повышенную минерализацию по сравнению с реками Береш, Базыр; в маловодные года она достигала 850 мг/дм . Кадат более других испытывала на себе антропогенный пресс. В верховьях вода р. Кадат характеризовалась высоким качеством и отсутствием загрязняющих веществ. Ниже по течению сооружены три рыбоводных пруда, не оборудованных сооружениями для пропуска паводковых вод. В среднем и нижнем течении в р.

Кадат поступали стоки с сельскохозяйственных угодий, мест выпаса скота без соблюдения водоохранной зоны реки, с территории садово-огородных участков. Протекая по территории г. Шарыпово, река принимала стоки старой неблагоустроенной части города, ниже по течению - стоки коммунальных очистных сооружений.

По гидробиологическим показателям вода р. Кадат (Чайковская, 1980) характеризовалась Ш.1У классом чистоты, индекс сапробности составлял 1,69. По результатам последующих исследований (Морозова, 1997), коли-индекс в устье р. Кадат составил величину более 2400, тогда как в верхнем течении - 10. Влияние загрязнений, поступающих со стоком р. Кадат, обнаруживалось с момента заполнения водоема вдоль правого берега: в районе сбросного канала, водозабора, приплотинной части. Для подтверждения факта загрязнения водоема стоком р. Кадат пробы воды отбирались в штилевую погоду, исключающую влияние ветрового нагона в районе правобережья водоема. Загрязнение распределялось вдоль правого берега и поступало в при-плотинную часть водоема (Морозова, 1998).

В связи со строительством Березовской ГРЭС-1 произошло резкое увеличение урбанизированных, селитебных территорий; промышленной зоны теплоэнергетического комплекса (Куприянов, Скакальский, 1973). В пригородной и сельской местности произошло увеличение числа садово-огородных участков, расположенных по берегам рек, при этом увеличился разбор воды на полив, хозяйственно-бытовые нужды. Увеличилось поголовье крупного рогатого скота, летние дойки и выпас которого осуществлялся по берегам без соблюдения санитарной зоны рек. Увеличился объем лесоразработок по берегам и в верховьях рек, при этом существенно развилась сеть дорог, прилегающих к рекам.

Малые реки представляют один из важнейших элементов географической среды; они - начальное звено и основа гидрографической сети, где формируются водные ресурсы территории. Велика их средообразующая, экологическая, санитарно-гигиеническая и рекреационная роль в жизни общества. Водные ресурсы малых рек сегодня в условиях новой экономической ситуации приобретают особое значение и выступают в качестве важных факторов социально-экономического развития региона.

Интенсивное освоение водосбора малых рек - распашка склонов, урбанизация существенно влияют на изменение условий формирования стока. Полная или частичная вырубка лесов по берегам, сокращение лесистости на территории водосбора приводит к уменьшению грунтового питания рек, обмелению, промерзанию и пересыханию; в отличие от больших рек, где реакция на рубки не так заметна.

Как правило, мероприятия в бассейнах малых рек осуществляются без прогнозных расчетов их влияния на водные ресурсы. Это приводит к ухудшению качества воды и природных условий на водосборах. Происходит изменение годового стока рек, внутригодового перераспределение стока, заиление русла. Загрязнение промышленными, бытовыми, транспортными сельскохозяйственными стоками приводит к ухудшению качества воды; многие малые реки выводятся из системы хозяйственного водопользования, прекращают свое существование, превращаясь в сточные канавы.

Таким образом, анализируя результаты многолетних наблюдений можно констатировать загрязнение воды рек, питающих водоем-охладитель, в пространственно-временном измерении. Поступление органических и биогенных веществ со стоком рек и аккумуляция их в слабопроточном водоеме способствовали развитию процессов эвтрофирования водоема-охладителя.

Глава 4. Мониторинг качества воды водоема-охладителя БГРЭС-1 по содержанию токсикантов

4.1. Динамика экологически значимых для водоема-охладителя тяжелых металлов

Определение содержания металлов: меди, цинка, марганца в контрольных точках на водоеме-охладителе БГРЭС-1 проводилось регулярно. Контроль содержания хрома, никеля, свинца, молибдена, ванадия, алюминия проводилось в летние периоды. Результаты определения содержания металлов в воде в период наполнения показывали превышение ПДК по меди в устье р. Кадат (точка 3) и центральной части водоема (точка 6). В последующие годы наблюдалась аккумуляция тяжелых металлов в воде; превышение ПДК наблюдалось не только по меди, но и марганцу в районе устья р. Кадат, в устье сбросного канала (точка 4) и в районе торфяника (точка 5).

В летний период 1996 г. превышение в воде ПДК по меди, цинку и марганцу наблюдалось на всех контрольных точках водоема. В летний период 1999 г. наблюдалось многократное превышение в воде ПДК по меди двукратное превышение ПДК по цинку и марганцу. Данные таблицы 4.1. свидетельствуют, что соединения металлов поступают в водоем с речным стоком; в основном со стоком р. Кадат, в меньшей степени - рек Береш и Базыр. Это объясняется меньшей освоенностью территории водосбора этих рек.

Распределение по акватории тяжелых металлов происходит под действием циркуляционного потока и естественного течения, при этом отчетливо прослеживается повышение концентраций марганца, меди и цинка вдоль правого берега водоема. В летний период 1987 г. в придонных горизонтах в центральной части водоема-охладителя и в районе основной торфяной залежи обнаружены максимальные концентрации марганца, цинка, молибдена.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Пашкова, Марина Александровна, Красноярск

1. Авакян А.Б., Шарапов В.А. Водохранилища гидроэлектростанций СССР. М.: Энергия, 1977. - 342 с.

2. Авакян А.Б., Широков В.М. Рациональное использование и охрана водных ресурсов: Учеб. для вузов. Екатеринбург: Виктор, 1994. - 319 с.

3. Алекин О.А. Основы гидрохимии /Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 444 с.

4. Алимов А.Ф. Элементы теории функционирования водных экосистем. СПб.: Наука, 2000. - 147 с.

5. Афанасьев С.А. Биологические помехи в водоснабжении электростанций // Гидробиология водоемов-охладителей тепловых и атомных электростанций Украины. Киев: Наукова думка, 1991. - С. 160-175.

6. Бажина Л.В. Зообентос и качество вод р. Чулым в районе г. Назарово и Назаровской ГРЭС // Тр. Зап.-Сиб. НИИ гидрометеорологии. М.: Гидрометеоиздат, 1984.-С. 16-19.

7. Бажина Л.В., Буканова Н.В., Захарова Л.Г., Миклин В.Т. Гидробиологическая характеристика и оценка качества воды Кадатского водохранилища // Тр. IV съезда ВГБО. Киев: Наукова думка, 1981. - №3. - С. 5-6.

8. Бажина Л.В., Буканова Н.В., Захарова Н.В., Миклин В.Т. Экологические исследования водоемов Красноярского края / Ин-т биологии СО АН СССР. Красноярск, 1983.-С. 134-141.

9. Баюшева М.И. Среднегодовой сток рек бассейна Верхнего и Среднего Чулыма // Вопросы гидрометеорологии. 1968. - № 4. - С. 54.

10. БГРЭС-1. Технический проект. Часть IV. А. Техническое водоснабжение (пояснительная записка). Ростов н/Д; М., 1976. - 140 с.

11. Благоверов Б.Г., Мирошкин П.М. Водообеспечение тепловых электростанций. М.: Изд-во МГУ, 1969. - 112 с.

12. З.Бондарев А.А., Шульга И.Ю. Гидрохимия водных объектов западной части района КАТЭКа. Д.: Гидрометеоиздат, 1983. - 46 с.

13. Боровиков В.П., Боровиков И.П. Statistica // Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. М.: ИИД «Филинъ», 1997. - 608 с.

14. Бочков Н.М., Качурин Б.С. К вопросу о значении затопленного леса в формировании режима водохранилищ Сибири // Круговорот вещества и энергии в озерах и водохранилищах. 1973. - №2. - С. 35-37.

15. Брагинский Л.П. Пестициды и жизнь водоемов. Киев: Наукова думка, 1972.- 124 с.

16. Бреховских В.Ф., Волкова З.В. // Мелиорация и водное хозяйство. -1998.-№3,-С. 15.

17. Бреховских В.Ф., Волкова З.В., Кочарян А.Г. Тяжелые металлы в донных отложениях Иваньковского водохранилища // Водн. ресурсы. 28. -2001а.-№3. - С. 310-319.

18. Бреховских В.Ф., Казимрук В.Д., Казимрук Т.Н. Гидроэкология: зарастающие мелководья водоемов // Инженерная экология. 20016. - №4. -С. 34-35.

19. Васильев О.Ф., Савкин В.М., Двуреченская СЛ., Тарасенко П.А., Попов, Хабидов А.Ш. Экологическое состояние Новосибирского водохранилища // Сиб. экол. журн. 2000. - №2. - С. 149-163.

20. Воробьев В.В., Корытный Л.М. / Ин-т географии СО АН СССР. -Иркутск, 1988.-С. 4-17.

21. Варварина Г.В., Кочарян А.Г., Лапин И.А. // Водн. ресурсы. 1997. - Т. 24. -№2. - С. 17-19.

22. Верболова Н.В. Формирование гидрохимического режима Братского водохранилища // Формирование планктона и гидрохимии Братского водохранилища / СО АН СССР. Новосибирск, 1973. - С. 78-118.

23. Винберг Г.Г. Первичная продукция водоемов. Мн.: Изд-во АН БССР, 1960.-329 с.

24. Винберг Г.Г. Биологическая продуктивность северных озер // Тр. ЗИН. Л, 1982. - Т. 56. - С. 3-12.

25. Виноградов В.Г. Органическое вещество затопленных почв мелководий Учинского водохранилища // Вестн. Моск. ун-та / Сер. Биология, почвоведение. 1968.-№3,-С. 110-120.

26. Воды суши: проблемы и решения / ИВП РАН. М., 1994. - 560 с.

27. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. М.: Статистика, 1974. -192 с.

28. Вонк П.С. О возможности использования белого толстолобика для повышения рыбопродуктивности и снижения эвтрофикации днепровских водохранилищ // Вопросы ихтиологии. 1974. - № 3, 86. - С. 406-415.

29. Воробьев В.В., Савельева И.Л., Корытный Л.М. Региональные особенности природоохранной деятельности в районах первоочередного формирования КАТЭКа. Иркутск, 1985. - 19 с.

30. Вотинцев К.К. Химический баланс как показатель процесса круговорота вещества в озерах // Круговорот вещества и энергии в озерных водоемах. М., 1967. - С. 87-96.

31. Вредные химические вещества // Неорганические соединения элементов I-IV групп: Справочник / Под ред. В.А. Филова. JL: Химия, 1988. -512с.

32. Временные методические рекомендации по оперативному прогнозированию загрязненности рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 103 с.

33. Вульфсон В.И. Физико-химическое воздействие тепловых электростанций на охлаждающую воду и вопросы водоподготовки // Симп. по влиянию подогретых вод на гидрологию и биологию водоемов. Борок,1971. - С. 10-12.

34. Гапеева М.В., Законнов В.В., Гапеев А.А. // Водн. ресурсы. 1997. -Т.2. - №2. - С. 174.

35. Гладышев М.И. О типах водных экосистем и интегральных кинетических характеристиках // Водн. ресурсы. 1997. - Т. 24. - №5. - С. 526-531.

36. Гладышев М.И., Грибовская И.В., Калачева Г.С., Сущик Н.Н. Экспериментальное изучение скорости самоочищения как интегральной функциональной характеристики водных экосистем различных типов // Сиб. экол. журн. 1996. - №5. - С. 419^31.

37. Гончарова Т.О., Колосов И.В., Каплин В.Т. Сорбция фульвокислот на монтмориллоните // Гидрохим. мат-лы. 1977 а. - Т. 65. - С. 89-95.

38. Горбунов К.В. Распад остатков высших водных растений и его экологическая роль в водоемах // Тр. ВГБО. 1953. - Вып. 5. - С. 158-202.

39. Гордин И.В., Кочарян А.Г. Методы оценки самоочищающей способности водохранилищ // Водн. ресурсы. 1976. - №2. - С. 138-150.

40. Горобий А.Н. О зоопланктоне Иваньковского водохранилища и влиянии на него сброса подогретых вод Конаковской ГРЭС // Биологический режим водоемов-охладителей ТЭС и влияние температуры на гидробионты. -М.: Наука, 1977. С. 43-63.

41. Горюнова С.В., Ржанова Г.Н., Орлеанский В.К. Сине-зеленые водоросли. М.: Изд-во МГУ, 1969. - 112 с.

42. Горюнова С.В., Демина Н.С. Водоросли продуценты токсических веществ. - М.: Изд-во МГУ, 1974. -74 с.

43. ГОСТ 17.1.5. 04-81. Требования к устройствам для хранения проб поверхностных вод. 18 с.

44. ГОСТ 17.1.5.04-81. Требования к приборам и устройствам для отбора, первичной обработки и хранения проб. 16 с.

45. Грушко Я.М. Вредные неорганические соединения в промышленных сточных водах. JL: 1972. 161 с.

46. Гусев А.Г. Охрана рыбохозяйственных водоемов от загрязнения. -М.: Пищ. пром-сть, 1975. 367 с.

47. Гусева К.А. Цветение воды, его причины, прогноз и меры борьбы с ним // Тр. Всесоюз. гидробиол. общества. 1952. - 4. - С. 3-84.

48. Гусева В.П., Чеботина М.Я. Изменение численности, биомассы и химического состава планктона под влиянием системы охлаждения Белояр-ской АЭС // Экология. 2000. -№1. - С. 28-35.

49. Гуралий В.И., Шайн А.С. Численные оценки качества воды // Проблемы охраны вод. — Харьков, 1974. Вып. 5. - С. 136-139.

50. Даувальтер В.А. // Водн. ресурсы. 1998. - Т. 25. - №4. - С. 494.

51. Даувальтер В.А. Оценка токсичности металлов, накопленных в донных отложениях // Водн. ресурсы. 2000. - Т. 27. - №4. - С. 469-476.

52. Дацко В.Г., Гусейнов М.М. О выносе биогенных элементов и органического вещества р. Дон в Азовское море после зарегулирования ее стока // Гидрохим. мат-лы. 1960. - 30. - С. 102-118.

53. Дацко В.Г., Васильева B.JI. Ориентировочный баланс органических веществ в Цимлянском водохранилище // Гидрохим. мат-лы. 1965 а. - №39.

54. Дацко В.Г., Краснов В.Н. О содержании некоторых микроэлементов в воде и илах Старобешевского водохранилища // Гидрохим. мат-лы.- JL: Гидрометеоиздат, 1965 б. №11. - С. 24-29.

55. Денисова А.И. Ионно-солевой и биогенный балансы водохранилищ р. Днепра // Круговорот вещества и энергии в озерных водоемах. М., 1967. -С. 96-100.

56. Денисова А.И. Сток и баланс биогенных веществ и главных ионов в Киевском водохранилище // Гидробиол. журн. 1974. - 10. - №6. - С. 5-12.

57. Денисова А.И. Формирование гидрохимического режима водохранилищ Днепра и методы его прогнозирования. Киев: Наукова думка, 1979. -292 с.

58. Денисова А.И., Нахшина Е.П., Фельдман М.Б. Распределение и динамика железа и марганца в водохранилищах Днепра // Круговорот вещества и энергии в озерах и водохранилищах. 1973. - №1. - С. 46-48.

59. Денисова А.И., Нахшина Е.П., Паламарчук И.К. Роль донных отложений в процессах самоочищения водоемов и водотоков // Самоочищение, биопродуктивность и охрана водоемов и водотоков Украины. Киев: Наукова думка, 1975. - С. 86-88.

60. Денисова А.И., Нахшина Е.П., Новиков Б.И., Рябов В.К. Донные отложения водохранилищ и их влияние на качетсво воды. Киев: Наукова думка, 1987.- 164 с.

61. Денисова А.И., Енаки Г.А. Гидрохимический режим каскада днепровских водохранилищ // Каскад днепровских водохранилищ. JL, 1976. — С. 257-294.

62. Денисова А.И., Паламарчук И.К. Баланс биогенных и органических веществ в Кременчугском водохранилище // Водн. ресурсы. 1977а. - №1. -С. 64-78.

63. Денисова А.И., Паламарчук И.К. К методике составления баланса органических и биогенных веществ в водохранилищах // Круговорот вещества и энергии в водоемах / СО АН СССР. Лиственничное н/Байкале, 19776. -С. 7-12.

64. Денисова А.И., Нахшина Е.П., Новиков Б.И., Рябов В.К. Донные отложения водохранилищ и их влияние на качество воды. Киев: Наукова думка, 1987.- 164 с.

65. Дианова Е.В., Ворошилова А.А. Закономерности развития сапрофитных бактерий в процессе самоочищения загрязненных рек // Микробиология. 1952.-№21. - Вып. З.-С. 311-320.

66. Добровольский В.В. География микроэлементов // Глобальное рассея- ние. М., 1983. 272 с.

67. Драчев С.М. Борьба с загрязнением рек, озер и водохранилищ промышленными и бытовыми стоками. М.: Наука, 1969. - 272 с.

68. Драчев С.М. Изменение химического состава воды при затоплении почв // Тр. Ин-та биологии внутренних вод АН СССР. 1971. - Вып. 20. - С. 8-22.

69. Драчев С.М., Кабанов Н.М., Сологуб A.M. О влиянии затопленной растительности на качество воды // Бюлл. МОИП / Отд. Биол. 1957. - 62. -№2.-С. 81-88.

70. Емельянова В.П., Данилова Г.Н., Колесникова Т.Х. Оценка качества поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям // Гидрохим. мат-лы. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - Т. 88. - С. 119-129.

71. Ерохина А.А. Почвы и площади пахотнопригодных земель в Красноярском крае // Природные условия Красноярского края. М.: Изд-во АН СССР, 1961.-С. 143-159.

72. Залетова Н.А., Лукиных Н.А., Липман Б.Л., Мельцер В.З. // Антропогенное эвтрофирование природных вод: Тез. докл. 2-го всесоюз. совещ. по эвтрофированию природных вод. Черноголовка, 1977. - Т. 2. - С. 277-283.

73. Зенин А.А. Изменение химического состава воды равнинных рек европейской части СССР в результате зарегулирования // Гидрохим. мат-лы. 1967. - Вып. 65. - С. 21-34.

74. Зиминова Н.А., Былинкина А.А., Трифонова Н.А. Иваньковское водохранилище и его жизнь. JL: Наука, 1975. - 304 с.

75. Зияев Ш.И., Валламатов С.Т. // Санитария и гигиена. 1986. - №5. -С. 12-18.

76. Знаменский В.А. Влияние предприятий КАТЭКа на состояние водных объектов // Техника, технология и защита окружающей среды КАТЭКа / Отв. ред. М.Н. Ларионов. Красноярск: Изд-во КГУ, 1982а. - С. 93-96.

77. Знаменский В.А. Проблемы охраны вод Восточной Сибири и Якутии // Охрана речных вод Сибири. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 19826.- С. 5-9.

78. Зубарева Э.Л. Высшая водная растительность и процессы зарастания в Егоршинском водохранилище-охладителе // Симп. по влиянию подогретых вод ТЭС на гидрологию и биологию водоемов. Борок, 1971. -С. 25-26.

79. Иванова Е.А., Кананыхина Е.С. Роль макрофитов в накоплении металлов в малом рекреационном пруду // Проблемы экологии и развития городов: 2-я Всерос. науч.-практ. конф. Красноярск: Изд-во СибГТУ, 2001. - Т. 2.-С. 88-93.

80. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. -М.: Гидрометеоиздат, 1984. 560 с.

81. Исаченко А.Г. Методы прикладных ландшафтных исследований. -Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1980. 222 с.

82. Казимрук В.Д. Общая характеристика и особенности гидрохимического режима мелководий Иваньковского водохранилища // Водн. ресурсы. -1999. Т. 26. - №3. - С. 340-352.

83. Казимрук В.Д., Казимрук Т.Н. О неоднородности полей гидрохимических характеристик и некоторых свойств донных отложений на зарастающих мелководьях Иваньковского водохранилища // Современные проблемы стохастической гидрологии. М., 2001. - С. 232-233.

84. Калиниченко Р.А. Первичная продукция фитопланктона // Гидробиология водоемов-охладителей тепловых и атомных электростанций Украины. Киев: Наукова думка, 1991.- С. 77-80.

85. Калиниченко Р.А., Сергеева О.А., Протасов А.А. Структура и функциональные характеристики пелагических и контурных группировок гидро-бионтов в водоеме-охладителе Запорожской АЭС // Гидробиол. журн. 1998. -Т. 34. -№1. - С. 15-24.

86. Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Химия воды и микробиология. -М.: Стройиздат, 1983. 168 с.

87. Катанская В.М. Растительность водохранилищ-охладителей тепловых электростанций Советского Союза. JI.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1979. -279 с.

88. Кафтанникова О.Г., Протасов А.А., Калиниченко Р.А. Обрастание в водоемах-охладителях и системах водоснабжения тепловых и атомных электростанций // Изучение процессов морского биообрастания и разработка методов борьбы с ним. Л., 1987. - С. 56-61.

89. Качурин Б.С., Кочарян А.Г., Гордин И.В., Шостаковский С.М. К использованию метода аналогий при прогнозах качества воды в проектируемых водохранилищах // Круговорот вещества и энергии в водоемах / СО АН СССР. Лиственничное н/Байкале, 1977. - С. 149-153.

90. Качурин Б.С. Некоторые аспекты эффективности самоочищения крупных сибирских долинных водохранилищ // 4-е Всесоюз. лимнол. совещ. / Лимнол. ин-т СО АН СССР. Лиственничное н/Байкале, 1977. - С. 170 -173.

91. Кибальчич И.А. Санитарные вопросы эксплуатации Камского и Куйбышевского водохранилищ как источников питьевого водоснабжения // Гигиена водохранилищ. М., 1961. - С. 59 - 66.

92. Кибальчич И.А., Артемова Т.З. Санитарное состояние Братского водохранилища в первые годы затопления // Формирование природных условий в жизни Братского водохранилища. М., 1970. - С. 226-275.

93. Кожова О.М., Верболова И.В. Особенности взаимодействия дна и толщи вод на Балаганском и Шумиловском разрезах Братского водохранилища в 1969 году // Формирование планктона и гидрохимия Братского водохранилища. Новосибирск. 1973. - С. 119-137.

94. Коненко А.Д., Абремская С.И., Коцарь Н.И. Органическое вещество донных отложений водоемов-охладителей ГРЭС юга Украины // Гидрохимия и гидробиология водоемов-охладителей тепловых электростанций СССР. -Киев: Наукова думка, 1971 а. С. 73-85.

95. Константинов А.С. Общая гидробиология: Учеб. для ун-тов. М.: Высш. школа, 1979. - 480 с.

96. Кораблева А.И. // Водн. ресурсы. 1991. - №2. - С. 105.

97. Корелякова И.Л. Химический состав высшей водной растительности Киевского водохранилища // Гидробиол. журн. 1970. - 6. - №5. - С. 2028.

98. Корытный J1.M. Водно-балансовая характеристика Назаровской котловины // Природные и экономические факторы формирования КАТЭКа. Иркутск: Изд-во СО АН СССР, 1980. - С. 62-71.

99. Кошелева С.И. Формирование гидрохимического режима водоемов-охладителей // Гидробиология водоемов-охладителей тепловых и атомных электростанций Украины. Киев: Наукова думка, 1991. - С. 24^19.

100. Кошелева С.И., Гайдар Е.М. Формирование химического состава вод водоема-охладителя Южно-Украинской АЭС в период его становления. -Киев, 1987.- 11 с. Деп. в ВИНИТИ 09.11.87 г., №7832 В 87.

101. Кузнецов С.И. Роль микроорганизмов в круговороте веществ в озерах. М.: Изд-во АН СССР, 1952. - 300 с.

102. Кузнецов С.И. Микрофлора озер и ее геохимическая деятельность. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1970. - 440 с.

103. Кузнецов С.И., Дубинина Г.А. Методы изучения водных микроорганизмов. М.: Наука, 1982. - 184 с.

104. Кузьменко М.И. Миксотрофизм сине-зеленых водорослей и его экологическое значение. Киев: Наукова думка, 1981. - 216 с.

105. Куприянов В.В., Скакальский Б.Г. Урбанизация и ее влияние на режим и качество поверхностных вод // Водн. ресурсы. 1973. - №2. - С. 4754.

106. Ланчикова О.Е., Каплин В .Г. О влиянии почвенного покрова на содержание органических и биогенных веществ в природных водах // Гидро-хим. мат-лы. 1971. - №56. - С. 66-73.

107. Лапин И.А. Красюков В.Н. Роль гумусовых веществ в процессах комплексообразования и миграции металлов в природных водах // Водные ресурсы. 1986.-№ 1.- С. 134-144.

108. Лаумянскас Г.А., Снукишкис Ю.Ю. Режим ионного состава и общей минерализации воды водохранилища-охладителя Литовской ГРЭС / Гидрохимия и гидробиология водоемов-охладителей тепловых электростанций СССР. Киев: Наукова думка, 1971 в. - С. 95-101.

109. Лесоразведение и лесомелиорация // Обзорная информация / ЦБНТИ. М., 1986. - Вып. 2. - 30 с.

110. Линник П.Н., Набиванец Б.И. // Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 270 с.

111. Лудянский М.Л., Выскребец A.M. Методы борьбы с биологическими обрастаниями в системе водоснабжения металлургического предприятия // Пром. энергетика. 1981. - №11. - С. 34-36.

112. Лучина М.А., Малышева Г.И., Нороха Ю.М. Защита от обрастаний моллюсков дрейссеной металлоконструкций и водоводов ТЭС и АЭС // Тр. коорд. совещ. по гидротехнике. Л.: Энергия, 1975. - Вып. 100. - С. 69-71.

113. Майстренко Ю.Г., Денисова А.И., Багнюк В.М. К роли высшей водной растительности и накопления органических и биогенных веществ в водоемах // Гидробиол. журн. 1969. - 5. - №6. - С. 28-41.

114. Методические указания по принципам организации системы наблюдений и контроля за качеством воды водоемов и водотоков. Л.: Гидро-метеоиздат, 1984.- 40 с.

115. Мизандронцев И.Б. Химические процессы в донных отложениях водоемов. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. 176 с.

116. Микрякова Т.Ф. // Водн. ресурсы. 1998. - Т.25. - №5. - С. 611.

117. Морозова О.Г. Гидрохимический режим рек, формирующих водоем-охладитель БГРЭС-1 / Ин-т биофизики СО РАН: Препринт №228Б. -Красноярск, 1997. 42 с.

118. Морозова О.Г. Гидрохимический режим малых рек района КАТЭ-Ка // Геоэкологические проблемы малых рек // Мат-лы краевой науч.-практ. конф. / Госкомгидромет. Красноярск, 1998. - С. 37-39.

119. Морозова О.Г., Пен Р.З., Репях С.М. Особенности формирования гидрохимического режима водоема-охладителя БГРЭС-1 / СО РАН. Новосибирск, 2001 а. - 216 с.

120. Морозова О.Г., Цугленок Н.В., Солохина Т.Ф., Матюшев В.В., Родионов М.В. Пути миграции тяжелых металлов в водных объектах и почвах юго-западной части Красноярского края // Вестн. КрасГАУ. 2003 а. - №2. -С. 14-19.

121. Мур Дж.В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. -М.: Мир, 1988.-287 с.

122. Назаров Г.В. // ДАН СССР. 1986. - Т. 286. - №2. - С. 434-^36.

123. Назарова Л.Н., Шульга И.Ю., Коновалов Г.С. Влияние тепловых электростанций на химический состав поверхностных вод // Мат-лы 9-й респ. гидромет. конф. Вильнюс, 1979а. - С. 116-117.

124. Наталюк Н.Т., Шиманский Б.А. Гидрохимический режим водохранилища-охладителя Добротворской ГРЭС и р. Западный Буг // Гидрохимия и гидробиология водоемов-охладителей тепловых электростанций СССР. Киев: Наукова думка, 1971. - С. 85-95.

125. Нахшина Е.П. Тяжелые металлы в Днепровских водохранилищах // Круговорот вещества и энергии в водоемах. Лиственничное н/Байкале, 1977.-С. 26-30.

126. Нахшина Е.П., Бело конь В.П. // Гидробиол. журн 1990. - Т. 26. -№1. - С. 76-78.

127. Никаноров A.M., Жулидов А.В. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 312 с.

128. Определение железа, хрома, кобальта, меди, никеля, свинца, серебра, цинка методом атомно-абсорбционной спектрометрии в природных и загрязненных водах / ВСЕГИНГЕО. -М., 1989. 10 с.

129. Организация и проведение режимных наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши на сети Роскомгидромета РД 52.24.309-92. СПб., 1992.-68 с.

130. Папина Т.С. Транспорт и особенности распределения тяжелых металлов в речных экосистемах // Аналитический обзор. Сер. Экология. Вып. 62,- Новосибирск: ГПНТБ СО РАН; ИВЭП СО РАН. 2001 - 58 с.

131. Пашкова М.А., Горностаев JI.M. Структура и реакции 1,3-дикарбонильных соединений, связанных с хиноидным циклом // Современные проблемы химии: Сб. мат-лов краев, студ. конф. Красноярск: Изд-во КГУ, 1996.-С. 13-14.

132. Пен Р.З. Статистические методы моделирования и оптимизации процессов ЦБП: Учеб. пособие. Красноярск: Изд-во КГУ, 1982. - 192 с.

133. Пурмаль А.П. Физико-химические основы процессов в водных средах // Экологическая химия водной среды: Мат-лы 1-й Всесоюз. школы / ЮНЕП. -М., 1988. С. 23-38.

134. Разумов А.С. Биологические обрастания в системе технического водоснабжения и меры борьбы с ними. М.: Наука, 1965. - 363 с.

135. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. М.: Мысль, 1990.-638 с.

136. Рекомендации по оценке влияния затапливаемых древесной растительности и почв ложа проектируемых водохранилищ на качество воды / НИС Гидропроекта. М., 1987. - 134 с.

137. Ресурсы поверхностных вод СССР. Средняя Обь. М.: Гидроме-теоиздат, 1972. - Т. 15. - Вып. 2. - 407 с.

138. Ровинский Ф.Я. Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Вып. 1. Л., 1982. С. 14-35.

139. Родзиллер И.Д. Разбавление сточных вод в водоемах // Науч. докл. по вопросам самоочищения водоемов и смешение сточных вод: Мат-лы 1-го Всесоюз. симп. Таллин, 1965. - С. 84-93.

140. Руководство по гидробиологическому анализу поверхностных вод суши. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - С. 172.

141. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. -Л.: Гидрометеоиздат, 1977. С. 541.

142. Санитарные правила по подготовке ложа водохранилища к затоплению и санитарной охране их. 19.05.1956 г., № 215-56.

143. Саппо JI.M., Флейс М.Л. Влияние подогретых вод Конаковской ГРЭС на гидрохимический режим Иваньковского водохранилища // Биологический режим водоемов-охладителей ТЭЦ и влияние температуры на гидро-бионт. М.: Наука, 1977. - С. 5-20.

144. Сиренко Л.А. Физиологические основы массового размножения сине-зеленых водорослей в водохранилищах. Киев: Наукова думка, 1972. -204 с.

145. Сиренко Л.А. Основные факторы естественного и антропогенного эвтрофирования водохранилищ и его последствия // Водн. ресурсы. 1979. -№4.-С. 16-30.

146. Сиренко Л.А. Проблемы эвтрофирования водоемов / Отв. ред. Ю.И. Скурлатов // Мат-лы 1-й Всесоюз. школы по экологической химии водной среды / ЮНЕП. М., 1988. - С. 125-146.

147. Снытко В.А., Семенов Ю.М., Мартынов А.В. Ландшафтно-геохимическое районирование и прогноз изменения геосистем // География и природные ресурсы. 1984 а. - №3. - С. 18-28.

148. Справочник по гидрохимии / Под ред. A.M. Никанорова. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 392 с.

149. Технико-экономическое обоснование строительства дамбы на водохранилище БГРЭС-1 / Теплоэлектропроект. Ростов н/Д, 1987. - С. 245.

150. Фадеев В.В., Креновская И.М. К вопросу учета поступления в речные бассейны некоторых химических веществ от водного транспорта и лесосплава при долгосрочном прогнозировании качества воды // Гидрохим. мат-лы. 1982. - №80. - С. 106-109.

151. Чайковская Т.С., Кириллов В.В. Фитопланктон водотоков и водохранилищ района КАТЭКа //Современное состояние биоценозов зоны КАТЭКа. JL: Гидрометеоиздат, 1990а.- С. 4-32.

152. Шиманский Б.А. Биологические помехи в эксплуатации систем технического водоснабжения теплоэлектростанций и методы борьбы с ними // Гидробиол. жур. 1968. - 4. - №3. - С. 93-94.

153. Barica J. Water Qual. Bull. 1981. -V. 6. - № 4. - P. 95-98.

154. Biologically Available Metals in Sediments / Eds. Campbell P.G.C., Lewis A.G. Ottawa: Nat. Res. Council Canada, 1988. Publ. №NRCC-27. 298 p.

155. Box G.E., Hunter J.S. Multifactor experimental desings forexploring response surfaces // Ann. Math. Statistics. 1957. - V. 28. - №1. - P. 195.

156. Clark J.R., Hassel J.Y., Nicholson R.B. // Ecotoxicol. Environ. Safety.- 1981.-V. 5. -№ l.-P. 87.

157. Contaminants in the Mississippi River, 1987-1992 / Ed. By R.H. Mesage . Denver, 1996. - 140 p. - (U.S. Geological Survey, Circular 1133).

158. Disk D., Allen H. //Bull. Environ. Contamin. Toxicol.-1983. V. 30.1. P. 37.

159. Fargasova A. // Bull. Environ. Contam Toxicol. 1997. - V. 59. - P.956.

160. Higuchi T. Biodegradation of lignin Biochemistry and potential applications // Experiential. 1982. - V. 38, 2. - P. 159 -166.

161. Janssens de Bisthoven L., Vermeulen A., Ollevier F. // Arch. Environ. Contam Toxicol. 1998. - V.35. - P. 249.

162. Ibrahim H., Kheir R., Helmi S. et al. // Bull. Environ. Cjntam. Toxicol.- 1998.-V.60.-P. 448.

163. Ion J.,de LafontaineY., Dumont P., Lapier L. // Can. J. Fish. Fguat. Sci. -1997.-V. 54.-P. 2930.

164. Klavins M. Briege A., Parele E. //Chemosphere. 1998. - V. 36. - № 15.-P. 30^13.

165. Knawer G.F. // Mar. Pollut. Bull. 1977. - V. 8. - P. 249.

166. Klavins M. Briege A., Parele E. //Chemosphere. 1998. - V. 36. - № 15.-P. 30-43.

167. Liang Y., Cheung R.Y.H., Wong M.N. // Water Res. 1999. V. 33. -№11.-P. 2690.

168. Pip E., Stepaniuk J. I I Arch. Hydrobiol. 1992.- V.124. №4. - P.451.

169. Power M., Attril M.J., Thomas R.M. // Water Res. 1999. V. 33. - №7. -P. 1672.

170. Rodgers I.H.,Cherry D.S., Guthrie R.K.// Water Res. 1978. - V. 12. -№10.-P. 765.

171. Sager M., Pucsko R. //Hydrobiologia. 1991. - V. 226. - P. 39.

172. Samanidou V. Fytianos К //Water, Air, Soil Pollut. 1990. - V. 52. -P. 217.

173. Smith S.V. Limnol. Oceanogr. 1984. - V. 29. - № 6. - P. 11491160.

174. St-Cyr L., Cambell P.G.C., Guertin K. // Hydrobiologia. 1994. -V. 291.-P. 141.

175. Stuijfzand S.C., Jonker M.J., van Ammelrooy E., Admiraal W. // Environ. Pollut. 1999. -V. 106. - P. 115.

176. Uhlmann D. Evaluation of stratgias for controlling eutrophication of lakes and reservoirs // Int. Rev. gesant HydrobioI.-87-1982. №6. - P. 821-835.

177. Vollenweider R.A. Teen. Rep. Organiz. // Econom. Cooper. Develop. -1968.-V. 27.-159 p.

178. Woodwiss F.S. The biolodgical system of stream classification used by the Trent River Boad // Chem. And Indus. 1964- 11.- P. 443-447.

179. Wurtz Ch. В., Bridges С. H. A study of the effects of increased temperatures of biochemical oxygen demanol // Biol. Abstrs. 1961.-36.- №12.

Информация о работе

Пашкова, Марина Александровна
кандидата биологических наук
Красноярск, 2004
ВАК 03.00.16

Диссертация

Мониторинг токсикантов в экосистеме водоема-охладителя для обеспечения производства энергии и гидроэкологической безопасности территории на примере Березовской ГРЭС-1 - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы