Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ВОДОИСТОЧНИКОВ В РАЙОНЕ Г. КРАСНОЯРСКА

Герасимова Л.А. 1 Сугак Е.В. 1 Бразговка О.В. 1
1 Сибирский государственный аэрокосмический университет
Проведен сравнительный анализ вод, предназначенных для водопотребления населением г. Красноярска и его окрестностей. Исследовали речную воду реки Енисей в 11 точках разных районов города, воду реки Кан в районе города Зеленогорска, водопроводную воду поселка Терентьево с водоснабжением из подземных водоисточников и взяли 2 пробы воды разного качества из Красноярского муниципального водопровода. Существенное значение в выборе точек для отбора проб природных вод на анализ имело наличие потенциальных источников антропогенного загрязнения, относительно которых осуществлялось взятие проб. При отборе проб провели подробное описание состояния места взятия пробы. В пробах воды определяли pH, содержание поверхностно-активных веществ, механических примесей, ионов свинца, растворенного кислорода и оценивали биологическую активность анализируемых вод.
пробы воды
природные воды
анализ вод
1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Человек – Экономика – Биота – Среда. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. 343 с.
2. Герасимова Л.А., Бразговка О.В. Оценка экологического состояния атмосферы в зимнее время методами биотестирования. — Решетневские чтения: Мат. XVIII Межд. научной конференции. — Красноярск, 2014, ч. 2, с. 349–351.
3. Герасимова Л.А., Сугак Е.В. Оценка биотоксичности осадков в промышленном регионе. — Актуальные вопросы в научной работе и образовательной деятельности. Сборник научн. тр. по мат. Межд. научно-практ. конф. — Тамбов, 2014, ч. 8, с. 29–31.
4. ГОСТ 1367.5-83. Сурьма. Методы определения свинца.
5. ГОСТ Р 50558-93. Промышленная чистота. Жидкости смазочно-охлаждающие. Общие технические требования.
6. Матвеев А.В. Управление охраной окружающей среды. — СПб.: ГУАП, 2003. — 112 с.
7. Мирошниченко Ю.Ю., Юрмазова Т.А. Химические загрязнения в биосфере и их определение. — Томск: Изд-во Национального исследовательского Томского политехнического университета, 2010. — 86 с.
8. Пименова Е.В. Химические методы анализа в мониторинге водных объектов. — Пермь: Изд-во Перм. ГСХА, 2011. — 138 с.
9. Сугак Е.В., Войнов Н.А., Николаев Н.А. Очистка газовых выбросов в аппаратах с интенсивными гидродинамическими режимами. — Казань: Отечество, 2009. — 224 с.
10. Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. — М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. — 288 с.

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: 23.05.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074