V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Актуальность темы: Связи с ухудшением экологической ситуацией в республике Саха (Якутия) обеспечение питьевой водой является чрезвычайно актуальной. В настоящее время только 30% населения обеспечивается централизованным водоснабжением. По лабораторной статистике, в среднем каждая 3-я проба водопроводной воды не соответствует гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям и каждая 10-я – по бактериологическим показателям, качество воды с каждым годом становится хуже.

Объект исследования: пробы воды реки Лены в районе города Якутска, выполненные ежемесячно по 53 различным показателям качества воды.

Цель работы: оценить степень загрязненности воды по гидрохимическим показателям и выявить наиболее устойчивые загрязнители реки Лены.

Материалом написания данной работы послужили фондовые материалы ГУП «Водоканал» за 2000-2008 гг. Результаты химико-бактериологического анализа воды реки Лены в районе Даркылахского водозабора выполнены ежемесячно по 53 различным показателям качества воды.

Для характеристики воды водозабора г. Якутска, основными загрязнителями мы выбрали следующие показатели: мутность, содержание нитратов, нитритов, солей аммония, сульфатов, железа, ХПК, кислорода, меди, цинка, БПК, марганца, нефтепродуктов, СПАВ, окисляемость перманганатная. Из них в данной работе мы приводим наиболее устойчивые загрязняющие вещества: нефтепродукты, БПК и мутность.

Нефтепродукты. Анализ полученных данных (за период с 2000 по 2008 гг.) показывает, что наибольшее значение усредненных показателей содержания нефтепродуктов в воде реки Лены приходится на 2000 и 2001 года (рис. 1).

Анализ полученных данных по отдельным месяцам показывает, что за семь лет наблюдений в период с 2000 по 2007 гг. наибольшее загрязнение воды нефтепродуктами приходится на февраль месяц (рис.2). Если по отдельным годам рассматривать, то нет превышений только в 2004 и 2007 годах. Вероятно, эти годы для реки Лены были полноводными. Причем на этот период приходится наибольшее значение превышения ПДК – до 3,3 раз в 2000 году. Однако в течение 2000-2001 гг. содержание нефтепродуктов в воде не был постоянным. В 2000 году наибольшее загрязнение воды нефтепродуктами приходится на февраль, март и май месяцы. Затем этот показатель постепенно падает. А в период осенне-зимней межени значительно снижается (до 0,019 мг/л). Тогда как в течение 2001 года наблюдается иная картина, где линия тренда более плавная, но имеет обратное направление.

Рис.1 Динамика изменения среднего содержания нефтепродуктов (мг/л) в воде р. Лены по годам

Нефтепродукты наибольшего значения достигают в период с октября по декабрь месяцы, достигая до 2,82ПДК. В то же время в феврале этот показатель также является относительно высоким. Нефтепродукты наибольшего значения достигают в период с октября по декабрь месяцы. В то же время в феврале этот показатель также является относительно высоким. Повышенное содержание речных вод нефтепродуктами, особенно, в подледный период, вероятно, связано со стихийным бедствием, которое случилось в нашей республике весной 2001 года, так называемым «Ленским наводнением». Тогда произошла крупномасштабная авария с крупнейшей в Западной Якутии - Ленской нефтебазой, когда во время паводка льдами была повреждена большая часть емкостного парка. По оперативным данным, потери нефтепродуктов с данной нефтебазы составили 11267,1 тонн, из которых в окружающую среду (в реке Лена, на прилегающую территорию в пределах водоохранной зоны) поступило около 82% тонн нефтепродуктов (Саввинов и др., 2001). По материалам комплексной экологической экспедиции, организованной Академией наук РС(Я) в течение июль-август 2001 года содержание нефтепродуктов в воде реки Лена в районе г. Ленска составило до 161ПДК. Хотя расстояние от г. Ленска до Якутска довольно прилично, водным путем получается 1027 км, но следы загрязнения прослеживались далеко за пределами г. Ленска.

Биохимическое потребление кислорода (БПК). В природной воде водоемов всегда присутствуют органические вещества. Органические загрязнения попадают в водоем разными путями, главным образом со сточными водами и дождевыми поверхностными смывами с почвы. В естественных условиях находящиеся в воде органические вещества разрушаются бактериями, претерпевая аэробное биохимическое окисление с образованием двуокиси углерода. При этом на окисление потребляется растворенный в воде кислород. В водоемах с большим содержанием органических веществ большая часть растворенного кислорода потребляется на биохимическое окисление, лишая, таким образом, кислорода другие организмы. Таким образом, в процессе биохимического окисления органических веществ в воде происходит уменьшение концентрации растворенного кислорода, и эта убыль косвенно является мерой содержания в воде органических веществ. Соответствующий показатель качества воды, характеризующий суммарное содержание в воде органических веществ, называется биохимическим потреблением кислорода (БПК).

Для исследования различных промышленных сточных вод, которые трудно подвергаются биохимическому окислению, используемый метод может применяться в варианте определения полного БПК (БПК_полн.).

В поверхностных водах величина БПК₅ колеблется в пределах от 0,5 до 5,0 мг/л; она подвержена сезонным и суточным изменениям, которые, в основном, зависят от изменения температуры и от физиологической и биохимической активности микроорганизмов (рис.2). Весьма значительны изменения БПК₅ природных водоемов при загрязнении сточными водами. Показатель среднего значения БПК5 речных вод Лены по отдельным годам остается достаточно стабильным и колеблется в пределах от 2,55 до 3,61 при норме ПДК=3 мг/л.

Рис. 2 Динамика изменения БПК (мг/л) в воде р. Лены по отдельным годам и месяцам

Однако БПК различно в зависимости от сезона года. При рассмотрении среднего годового значения БПК видно, что максимальные значения характерны для р.Лены практически для всего периода наблюдений с мая по июнь месяцы. Значение БПК5 здесь почти до 2,2 раз превышает ПДК качество воды здесь можно оценить как «загрязненное». Минимальное значение БПК характерно для реки Лены в период зимней стагнации.

Мутность воды характеризуется наличием неорганических и органических тонкодисперсных взвесей. Мутность может быть вызвана попаданием в воду глины, песка, ила, карбонатов, гидроксидов алюминия, высокомолекулярных органических примесей гумусового происхождения, появлением фито- и зоопланктона, а также окислением соединений железа и марганца кислородом воздуха.

Взвешенные вещества имеют различный гранулометрический состав, который характеризуется гидравлической крупностью, выражаемой как скорость осаждения частичек при температуре 10^оС в неподвижной воде (табл.3).

Вода реки Лена в районе г. Якутска за рассматриваемый период по мутности не соответствовала в большинстве случаев (рис. 3). Однако самые высокие значения мутности воды приходится на 2001-2002 года.

Рис. 3 Динамика изменения мутности воды р. Лена и превышения норм ПДК

по годам и месяцам

Высокое значение мутности речных вод происходит при паводках, затяжных дождях и т.п. Май месяц для качества воды реки Лена является самым критическим из-за поступления с водосборного бассейна взвешенных веществ (рис. 4).

Рис. 4 Превышение норм ПДК по мутности в р. Лене по годам.

Наибольшее значение мутности в мае отмечено в 2001 и 2002 годах, где превышение норм ПДК было до 12 раз. В водоемах наименьшая мутность наблюдается зимой, наибольшая весной и летом во время дождей.

Литература

Саввинов Д.Д., Саввинов Г.Н., Легостаева Я.Б., Пестрякова Л.А., Пестряков Б.Н.Стихийные бедствия и природная среда: экологические аспекты Ленского наводнения 2001 г. //Труды Международного Форума по проблемам науки, техники и образования. Том 3./Под ред. В.П. Саввиных, В.В. Вишневского.-М.: Академия наук о Земле, 2001. С.70-76

Код для цитирования: Скопировать