Россия вносит существенный вклад в планетарную экологическую ситуацию. Особо следует отметить три основные проблемы, которые на протяжении последних десятилетий никак не решаются и, напротив, усугубляются [1,9].
1. Богатство природных ресурсов страны при экстенсивном экономическом росте обернулось крайней расточительностью и низкой эффективностью их использования. Сформировалось ресурсоемкое, энергоемкое и, следовательно, природоемкое хозяйство, что привело к глубоким нарушениям природных систем и окружающей человека среды.
2. Отмечается превышение допустимой антропогенной нагрузки на природную среду.
3. Состояние здоровья населения России ухудшается под двойным прессом неблагоприятных экономических и экологических условий.
Все эти глобальные и национальные проблемы имеют не только экологические причины. Многое зависит от уровня развития техники и технологий, экономики, общественной идеологии и политики. Но именно современная экология вносит главные научные основания в их комплексное изучение и решение [2,6].
Антропогенное загрязнение гидросферы в настоящее время приобрело глобальный характер и существенно уменьшило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды. Общий объем промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых стоков достигает 1300-1800 км3 в год, для разбавления которых требуется примерно 8,5 тыс. км3 воды, т.е. 20% от полного и 60% от устойчивого стока рек всего мира. По отдельным водным бассейнам антропогенная нагрузка гораздо выше средних глобальных значений [1].
В России к концу ХХ в. на одного человека приходилось примерно в 1,5 раза больше хозяйственных стоков, чем в среднем в мире [1].
Цель исследования – оценка и сравнительный анализ качества вод для водопотребления города Красноярска и его окрестностей. Для сравнения также проанализировали воду в системе муниципального водоснабжения из подземных водоисточников, визуально не вызывающую опасений, и городскую водопроводную воду с явными признаками несоответствия по качеству питьевой воды.
Отборы проб производились в 16 точках в Красноярске и пригороде.
1. Правый берег Енисея в районе парка ДК 1 Мая (Ладейская протока) напротив острова Верхний Атамановский. Дно каменистое, много водорослей и тины. На поверхности воды маслянистая пленка. Прибрежная зона замусорена.
2. Правый берег Енисея в 50 м вниз по течению от Октябрьского моста напротив острова Осередыш. Дно каменистое, в воде растут водоросли. На воде масляные пятна, вода слегка пенится. Вблизи жилой сектор, вокруг кустарники.
3. Правый берег Енисея в 20 м вверх по течению от Октябрьского моста напротив острова Татышев. Вниз по течению в 100 м - нефтебаза. На поверхности воды сплошное масляное пятно. Прибрежная зона пропитана нефтяными отходами.
4. Внутреннее озеро на острове Татышев. В воде множество водорослей. Вода стоячая, течения нет. На берегу организован платный пляж, берег замусорен. На берегу ржавый металл, коряги.
5. Остров Татышев в 50 м вниз по течению от Октябрьского моста. Дно каменистое, множество водорослей, течение не интенсивное.
6. Остров Татышев в 100 м вниз по течению от Октябрьского моста. Песчаное дно. Вода прозрачная, без маслянистых пятен. Течение сильное.
7. Небольшая заводь на Енисее на Стрелке. Илистое дно засорено, ржавое железо.
8. Микрорайон Северный в районе новых жилых зданий. В домах питьевая вода желтого цвета.
9. Река Кан в черте города Зеленогорска.
10. Левый берег Енисея под пешеходным мостом вблизи Культурно-исторического центра на Стрелке (протока Татышева). Каменистое дно засорено. Выше по течению рестораны на воде.
11. Водопроводная вода из подземного источника в деревне Терентьево под Сосновоборском.
12. Родник вблизи железнодорожной станции Камас в восточном направлении от Красноярска.
13. Правый берег Енисея за ТЦ «Красноярье» в 100 м вниз по течению от корабля-кафе «Литва». Дно каменистое, имеется мусор, прибрежная зона засорена.
14. Правый берег Енисея вблизи Предмостной площади в 100 м вниз по течению от Коммунального моста. Дно каменистое, очень засорено. На воде пена, небольшие масляные пятна.
15. Правый берег Енисея за ТЦ «Красноярье» в 100 м вверх по течению от корабля-кафе «Литва». Дно каменистое, засорено. Прибрежная зона сильно замусорена.
16. Вода из системы центрального водоснабжения в корпусе А Сибирского государственного аэрокосмического университета. Вода визуально чистая, прозрачная.
Определение поверхностно-активных веществ (ПАВ)
Сточные воды с ПАВ образуют пену, в которой концентрируются микроорганизмы, в том числе болезнетворные. Полифосфатные связывающие агенты в воде гидролизуются, образуя монофосфаты, т. е. поставляют биогенный элемент фосфор, вызывая тем самым разрастание водных растений с последующим отмиранием, т. е. эвтрофикацию водоема.
Метод определения содержания ПАВ основан на образовании растворимого в хлороформе окрашенного соединения при взаимодействии анионактивных веществ с метиленовым синим [7]. Чувствительность экспресс метода 0,1 мг/л. Предельно допустимая концентрация большинства анионактивных веществ в воде водоемов - 0,5 мг/л.
При исследовании проб воды, собранных из разных источников, были получены результаты, представленные в таблице.
Наибольшее количество ПАВ находится в воде, взятой с набережной за ТЦ «Красноярье» (проба 13). Содержание ПАВ в этой пробе превышает ПДК на 0,5 мг/л. В остальных пробах содержание ПАВ не превышает ПДК. Есть такие пробы, в которых вообще не содержится ПАВ, эти пробы взяты из озера на острове Татышева, из Енисея со стороны левого берега, из родника на станции Камас, в деревне Тереньевка, в водопроводной воде.
Определение механических примесей в пробах воды
Количество механических примесей определяли методом выпаривания с последующим взвешиванием по ГОСТ Р 50558-93 [5].
Масса примесей рассчитывается по формуле:
где Δm – разница массы подготовленной емкости до выпаривания пробы и после;
Vисп – объем воды, взятой для анализа (3 мл).
Большое количество механических примесей определено в воде, отобранной в районе станции Камас из родника (400 мг/л), немногим меньше — вблизи нефтебазы и в районе Предмостной площади (таблица).
Измерение pH в водах из разных источников
Измерение проводилось стандартным методом на pH-метре Hanna HI98106 [8].
Все пробы имеют значения соответствующие нейтральной среде (таблица).
Совокупные результаты анализа вод
|
Проба |
Содержание ПАВ, мг/л |
Содержание кислорода, мг/л |
Механические примеси, мг/л |
Кислотность рН |
Содержание свинца, мкг/л |
|
1 |
0,4 |
14,80 |
0,0 |
6,0 |
2 |
|
2 |
0,4 |
19,04 |
166,7 |
6,0 |
5 |
|
3 |
0,3 |
18,72 |
266,7 |
6,5 |
5 |
|
4 |
0,0 |
14,48 |
166,7 |
6,5 |
0 |
|
5 |
0,3 |
14,48 |
100,0 |
6,0 |
0 |
|
6 |
0,0 |
17,60 |
33,3 |
6,5 |
0 |
|
7 |
0,3 |
17,20 |
0,0 |
6,0 |
2 |
|
8 |
0,3 |
13,52 |
66,7 |
6,0 |
0 |
|
9 |
0,3 |
15,76 |
100,0 |
6,5 |
3 |
|
10 |
0,0 |
15,36 |
66,7 |
6,0 |
3 |
|
11 |
0,0 |
14,56 |
0,0 |
7,0 |
0 |
|
12 |
0,0 |
12,80 |
400,0 |
7,5 |
0 |
|
13 |
1,0 |
16,24 |
166,7 |
6,5 |
3 |
|
14 |
0,0 |
14,88 |
333,3 |
6,5 |
5 |
|
15 |
0,1 |
16,96 |
266,7 |
6,0 |
2 |
|
16 |
0,0 |
15,68 |
0,0 |
6,0 |
0 |
Определение ионов свинца
Метод определения содержания ионов свинца основан на измерении степени помутнения раствора, обязующегося при взаимодействии иона свинца с хроматом калия по ГОСТ 1367.5-83 [4]. Чувствительность определения - 5 мкг свинца в анализируемом объеме раствора. Предельно допустимая концентрация свинца 0,03 мг/л. Эксперимент был проведен в двух повторениях.
Концентрация ионов свинца во всех пробах крайне низкая, в некоторых пробах свинец отсутствует (таблица).
Определение содержания растворенного кислорода
Содержание растворенного кислорода в воде характеризует кислородный режим водоема и имеет важнейшее значение для оценки его экологического и санитарного состояния. Кислород должен содержаться в воде в достаточном количестве, обеспечивая условия для дыхания гидробионтов. Он также необходим для самоочищения водоемов, поскольку участвует в процессах окисления органических и других примесей, разложения отмерших организмов.
Снижение концентрации кислорода свидетельствует об изменении биологических процессов в водоеме, о его загрязнении биохимически интенсивно окисляющимися веществами (в первую очередь - органическими).
В поверхностных водах содержание растворенного кислорода может колебаться от 0 до 14 мг/л и подвержено значительным сезонным и суточным колебаниям. В эвтрофированных и сильно загрязненных органическими соединениями водных объектах может иметь место значительный дефицит кислорода. Уменьшение концентрации РК до 2 мг/л вызывает массовую гибель рыб и других гидробионтов.
В воде водоемов в любой период года до 12 ч дня концентрация кислорода должна быть не менее 4 мг/л. ПДК растворенного в воде кислорода для рыбохозяйственных водоемов установлена в 6 мг/л (для ценных пород рыбы) и 4 мг/л (для остальных пород).
Определение проводили методом Винклера [8].
Данные представлены в таблице.
По содержанию растворенного кислорода все пробы анализируемой воды имеют довольно однородные показатели (16 ± 2,5 мг О2/л). Самое низкое значение (13,52 мг/л) обнаружено в пробе 8 (водопроводная вода микрорайона Северный), а самое высокое содержание (19,04 и 18,72 мг/л) показывают пробы 2 и 3 в районе Октябрьского моста на правом берегу Енисея.
Биологическая активность вод
Биологическая активность вод определялась по скорости разложения растительного биоматериала [3,10]. Были использованы листья традесканции (Tradescantia) диаметром примерно 1 см, площадью поверхности 1,57 см2 и массой 4,5-5 г. Анализы проб воды из каждого источника дублировались 10 раз. Комнатная температура воздуха, где находились пробы воды с листьями, во время закладки эксперимента в среднем составила 20,50С.
Анализ вод на биологическую активность показывает, что наиболее загрязненной оказалась проба воды из Зеленогорска (проба 9), в которой наблюдается разложение листьев традесканции с образованием хлопьев уже через неделю; полное разложение произошло через 2 недели, что свидетельствует о сильном загрязнении пробы.
Менее загрязненными пробами оказались пробы 1, 3 и 4. Наиболее чистой оказалась вода из родника (проба 11) и водопроводная вода (проба 8).
Выводы
Анализ вод по всем изученным параметрам показал весьма разнородные результаты (таблица). Из таблицы видно, что ни в одной пробе нет угрожающих значений по всем или нескольким параметрам.
Самая качественная вода получена из подземного источника у деревни Терентьево (проба 11). Вода из родника у станции Камас (проба 12) сильно минерализована, но по другим параметрам не вызывает никаких опасений.
Настораживает, что в водопроводной воде микрорайона Северный (проба 8) обнаружены механические примеси и поверхностно-активные вещества, что нежелательно для питьевой воды.
В целом, ситуация в исследуемых водоемах вполне благополучна. Все проанализированные точки природных водоемов на данный момент времени справляются с антропогенной нагрузкой, и лишь на некоторых показателях отражается влияние прилегающего жилого массива.
Отклонения по отдельным показателям также могут свидетельствовать о пограничном нестабильном состоянии водоемов, при котором в случае усиления антропогенного давления может произойти резкое ухудшение экологической ситуации данной водной экосистемы.
Так, стоит привлечь внимание к состоянию систем водоснабжения отдаленных городских микрорайонов (таких как Северный и некоторые другие) и ужесточить контроль за водосбросом в районе ТЦ «Красноярье».
Публикация подготовлена в рамках поддержанного РГНФ научного проекта № 14-16-24001.
Рецензенты:
Мучкина Е.Я., д.б.н., профессор, Сибирский федеральный университет, г. Красноярск;
Хижняк С.В., д.б.н., профессор, Красноярский государственный аграрный университет, г. Красноярск.
Библиографическая ссылка
Герасимова Л.А., Сугак Е.В., Бразговка О.В. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ВОДОИСТОЧНИКОВ В РАЙОНЕ Г. КРАСНОЯРСКА // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 3. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=17750 (дата обращения: 19.04.2024).