7.12 Кислотность

Кислотность природных и сточных вод определяется их способностью связывать гидроксид-ионы. Расход гидроксида отражает общую кислотность воды. В обычных природных водах кислотность в большинстве случаев зависит только от содержания свободного диоксида углерода. Естественную часть кислотности создают также гуминовые и другие слабые органические кислоты и катионы слабых оснований (ионы аммония, железа, алюминия, органических оснований). В этих случаях pH воды не бывает ниже 4,5.

В загрязненных водоемах может содержаться большое количество сильных кислот или их солей за счет сброса промышленных сточных вод. В этих случаях pH может быть ниже 4,5. Часть общей кислотности, снижающей pH до величин <4,5, называется свободной.



7.13 Щелочность

Под щелочностью природных или очищенных вод понимают способность некоторых их компонентов связывать эквивалентное количество сильных кислот. Щелочность обусловлена наличием в воде анионов слабых кислот (карбонатов, гидрокарбонатов, силикатов, боратов, сульфитов, гидросульфитов, сульфидов, гидросульфидов, анионов гуминовых кислот, фосфатов). Их сумма называется общей щелочностью. Ввиду незначительной концентрации трех последних ионов общая щелочность воды обычно определяется только анионами угольной кислоты (карбонатная щелочность). Анионы, гидролизуясь, образуют гидроксид-ионы:

CO₃^2- + H₂O > HCO₃^- + OH^-;

HCO3^- + H2O > H2CO3 + OH^-.

Щелочность определяется количеством сильной кислоты, необходимой для нейтрализации 1 дм³ воды. Щелочность большинства природных вод определяется только гидрокарбонатами кальция и магния, pH этих вод не превышает 8,

7.14 Растворенный кислород

Растворенный кислород находится в природной воде в виде молекул O2. На его содержание в воде влияют две группы противоположно направленных процессов: одни увеличивают концентрацию кислорода, другие уменьшают ее. К первой группе процессов, обогащающих воду кислородом, следует отнести:

процесс абсорбции кислорода из атмосферы;

выделение кислорода водной растительностью в процессе фотосинтеза;

поступление в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые обычно пересыщены кислородом.

Абсорбция кислорода из атмосферы происходит на поверхности водного объекта. Скорость этого процесса повышается с понижением температуры, с повышением давления и понижением минерализации. Аэрация - обогащение глубинных слоев воды кислородом - происходит в результате перемешивания водных масс, в том числе ветрового, вертикальной температурной циркуляции и т.д.

Фотосинтетическое выделение кислорода происходит при ассимиляции диоксида углерода водной растительностью (прикрепленными, плавающими растениями и фитопланктоном). Процесс фотосинтеза протекает тем сильнее, чем выше температура воды, интенсивность солнечного освещения и больше биогенных (питательных) веществ (P, N и др.) в воде. Продуцирование кислорода происходит в поверхностном слое водоема, глубина которого зависит от прозрачности воды (для каждого водоема и сезона может быть различной, от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров).

К группе процессов, уменьшающих содержание кислорода в воде, относятся реакции потребления его на окисление органических веществ: биологическое (дыхание организмов), биохимическое (дыхание бактерий, расход кислорода при разложении органических веществ) и химическое (окисление Fe²⁺, Mn²⁺, NO₂^-, NH₄⁺, CH₄, H₂S). Скорость потребления кислорода увеличивается с повышением температуры, количества бактерий и других водных организмов и веществ, подвергающихся химическому и биохимическому окислению. Кроме того, уменьшение содержания кислорода в воде может происходить вследствие выделения его в атмосферу из поверхностных слоев и только в том случае, если вода при данных температуре и давлении окажется пересыщенной кислородом.

В поверхностных водах содержание растворенного кислорода варьирует в широких пределах - от 0 до 14 мг/дм³ - и подвержено сезонным и суточным колебаниям. Суточные колебания зависят от интенсивности процессов его продуцирования и потребления и могут достигать 2,5 мг/дм³ растворенного кислорода. Минимальное содержание растворенного кислорода, обеспечивающее нормальное развитие рыб, составляет около 5 мг/дм Понижение его до 2 мг/дм³ вызывает массовую гибель (замор) рыбы.

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого и санитарного водопользования содержание растворенного кислорода в пробе, отобранной до 12 часов дня, не должно быть ниже 4 мг/дм³ в любой период года; для водоемов рыбохозяйственного назначения концентрация растворенного в воде кислорода не должна быть ниже 4 мг/дм³ в зимний период (при ледоставе) и 6 мг/дм³ - в летний.

Определение кислорода в поверхностных водах включено в программы наблюдений с целью оценки условий обитания гидробионтов, в том числе рыб, а также как косвенная характеристика оценки качества поверхностных вод и регулирования процесса очистки стоков. Содержание растворенного кислорода существенно для аэробного дыхания и является индикатором биологической активности (т.е. фотосинтеза) в водоеме.

Таблица 7 Содержание кислорода в водоемах с различной степенью загрязненности

Уровень загрязненности воды и класс качества	Растворенный кислород
	лето, мг/дм3	зима, мг/дм3	% насыщения
Очень чистые, I	9	14-13	95
Чистые, II	8	12-11	80
Умеренно загрязненные, III	7-6	10-9	70
Загрязненные, IV	5-4	5-4	60
Грязные, V	3-2	5-1	30
Очень грязные, VI	0	0	0

Относительное содержание кислорода в воде, выраженное в процентах его нормального содержания, называется степенью насыщения кислородом. Эта величина зависит от температуры воды, атмосферного давления и солености. Вычисляется по формуле:

M = (a•101308•100)/N•P,

где M - степень насыщения воды кислородом, %;

а - концентрация кислорода, мг/дм³;

Р - атмосферное давление в данной местности, Па;

N - нормальная концентрация кислорода при данной температуре, минерализации (солености) и общем давлении 101308 Па.

7.15 Жесткость

Жесткость воды представляет собой свойство природной воды, зависящее от наличия в ней главным образом растворенных солей кальция и магния. Суммарное содержание этих солей называют общей жесткостью. Общая жесткость подразделяется на карбонатную, обусловленную концентрацией гидрокарбонатов (и карбонатов при рН 8,3) кальция и магния, и некарбонатную - концентрацию в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот. Поскольку при кипячении воды гидрокарбонаты переходят в карбонаты, которые выпадают в осадок, карбонатную жесткость называют временной или устранимой. Остающаяся после кипячения жесткость называется постоянной. Результаты определения жесткости обычно выражают в мг-экв/дм

В естественных условиях ионы кальция, магния и других щелочноземельных металлов, обуславливающих жесткость, поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с карбонатными минералами и других процессов растворения и химического выветривания горных пород. Источником этих ионов являются также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий.

Жесткость воды колеблется в широких пределах. Вода с жесткостью менее 4 мг-экв/дм³ считается мягкой, от 4 до 8 мг-экв/дм³ - средней жесткости, от 8 до 12 мг-экв/дм³ - жесткой и выше 12 мг-экв/дм³ - очень жесткой. Общая жесткость колеблется от единиц до десятков, иногда сотен мг-экв/дм³, причем карбонатная жесткость составляет до 70-80% от общей жесткости.

Обычно преобладает жесткость, обусловленная ионами кальция (до 70%); однако в отдельных случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%. Жесткость морской воды и океанов значительно выше (десятки и сотни мг-экв/дм³). Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья.

Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая действие на органы пищеварения.

Величина общей жесткости в питьевой воде не должна превышать 10,0 мг-экв/дм Особые требования предъявляются к технической воде (из-за образования накипи).

7.16 Окисляемость перманганатная и бихроматная (ХПК)

Величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей при определенных условиях, называется окисляемостью. Существует несколько видов окисляемости воды: перманганатная, бихроматная, иодатная, цериевая. Наиболее высокая степень окисления достигается методами бихроматной и иодатной окисляемости воды.

В поверхностных водах органические вещества находятся в растворенном, взвешенном и коллоидном состояниях. Последние в рутинном анализе отдельно не учитываются, поэтому различают окисляемость фильтрованных (растворенное органическое вещество) и нефильтрованных (общее содержание органических веществ) проб.

Величины окисляемости природных вод изменяются в пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов в литре в зависимости от общей биологической продуктивности водоемов, степени загрязненности органическими веществами и соединениями биогенных элементов, а также от влияния органических веществ естественного происхождения, поступающих из болот, торфяников и т.п. Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость по сравнению с подземными (десятые и сотые доли миллиграмма на 1 дм³), исключение составляют воды нефтяных месторождений и грунтовые воды, питающиеся за счет болот. Горные реки и озера характеризуются окисляемостью 2-3 мг О/дм³, реки равнинные - 5-12 мг О/дм³, реки с болотным питанием - десятки миллиграммов на 1 дм

Окисляемость незагрязненных поверхностных вод проявляет довольно отчетливую физико-географическую зональность (таблица 8).

Таблица 8 Физико-географическая зональность природных вод

Окисляемость	мг О/дм3	Зона
Очень малая	0-2	Высокогорье
Малая	2-5	Горные районы
Средняя	5-10	Зоны широколиственных лесов, степи, полупустыни и пустыни, а также тундра
Повышенная	15-20	Северная и южная тайга

В водоемах и водотоках, подверженных сильному воздействию хозяйственной деятельности человека, изменение окисляемости выступает как характеристика, отражающая режим поступления сточных вод. Для природных малозагрязненных вод рекомендовано определять перманганатную окисляемость; в более загрязненных водах определяют, как правило, бихроматную окисляемость (ХПК).

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого водопользования величина ХПК не должна превышать 15 мг О/дм³; в зонах рекреации в водных объектах допускается величина ХПК до 30 мг О/дм

В программах мониторинга ХПК используется в качестве меры содержания органического вещества в пробе, которое подвержено окислению сильным химическим окислителем. ХПК применяют для характеристики состояния водотоков и водоемов, поступления бытовых и промышленных сточных вод (в том числе, и степени их очистки), а также поверхностного стока.

Таблица 9 Величины ХПК в водоемах с различной степенью загрязненности

Степень загрязнения (классы водоемов)	ХПК, мг О/дм3
Очень чистые	1
Чистые	2
Умеренно загрязненные	3
Загрязненные	4
Грязные	5-15
Очень грязные	>15

Для вычисления концентрации углерода, содержащегося в органических веществах, значение ХПК (мг О/дм³) умножается на 0,375 (коэффициент, равный отношению количества вещества эквивалента углерода к количеству вещества эквивалента кислорода).

7.17 Биохимическое потребление кислорода (БПК)

Степень загрязнения воды органическими соединениями определяют как количество кислорода, необходимое для их окисления микроорганизмами в аэробных условиях. Биохимическое окисление различных веществ происходит с различной скоростью. К легкоокисляющимся ("биологически мягким") веществам относят формальдегид, низшие алифатические спирты, фенол, фурфурол и др. Среднее положение занимают крезолы, нафтолы, ксиленолы, резорцин, пирокатехин, анионоактивные ПАВ и др. Медленно разрушаются "биологически жесткие" вещества, такие как гидрохинон, сульфонол, неионогенные ПАВ и др.

7.18 БПК5

В лабораторных условиях наряду с БПКп определяется БПК5 - биохимическая потребность в кислороде за 5 суток.

В поверхностных водах величины БПК₅ изменяются обычно в пределах 0,5-4 мг O₂/дм³ и подвержены сезонным и суточным колебаниям.

Сезонные колебания зависят в основном от изменения температуры и от исходной концентрации растворенного кислорода. Влияние температуры сказывается через ее воздействие на скорость процесса потребления, которая увеличивается в 2-3 раза при повышении температуры на 10^oC. Влияние начальной концентрации кислорода на процесс биохимического потребления кислорода связано с тем, что значительная часть микроорганизмов имеет свой кислородный оптимум для развития в целом и для физиологической и биохимической активности.

Суточные колебания величин БПК₅ также зависят от исходной концентрации растворенного кислорода, которая может в течение суток изменяться на 2,5 мг О₂/дм³ в зависимости от соотношения интенсивности процессов его продуцирования и потребления. Весьма значительны изменения величин БПК₅ в зависимости от степени загрязненности водоемов.

Таблица 10 Величины БПК₅ в водоемах с различной степенью загрязненности

Степень загрязнения (классы водоемов)	БПК5, мг O2/дм3
Очень чистые	0,5-1,0
Чистые	1,1-1,9
Умеренно загрязненные	2,0-2,9
Загрязненные	3,0-3,9
Грязные	4,0-10,0
Очень грязные	10,0

Для водоемов, загрязненных преимущественно хозяйственно-бытовыми сточными водами, БПК₅ составляет обычно около 70% БПК_п.

В зависимости от категории водоема величина БПК₅ регламентируется следующим образом: не более 3 мг O₂/дм³ для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования и не более 6 мг O₂/дм³ для водоемов хозяйственно-бытового и культурного водопользования. Для морей (I и II категории рыбохозяйственного водопользования) пятисуточная потребность в кислороде (БПК₅) при 20^оС не должна превышать 2 мг O₂/дм

Определение БПК₅ в поверхностных водах используется с целью оценки содержания биохимически окисляемых органических веществ, условий обитания гидробионтов и в качестве интегрального показателя загрязненности воды. Необходимо использовать величины БПК₅ при контролировании эффективности работы очистных сооружений.

7.19 БПКп

Полным биохимическим потреблением кислорода (БПКп) считается количество кислорода, требуемое для окисления органических примесей до начала процессов нитрификации. Количество кислорода, расходуемое для окисления аммонийного азота до нитритов и нитратов, при определении БПК не учитывается. Для бытовых сточных вод (без существенной примеси производственных) определяют БПК20, считая, что эта величина близка к БПКп.

Полная биологическая потребность в кислороде БПК_п для внутренних водоемов рыбохозяйственного назначения (I и II категории) при 20^оС не должна превышать 3 мг O₂/дм

8. Степень трофности как индекс качества окружающей среды

Выделяют три степени трофности водоемов: дистрофные водоемы характеризуются превышением скорости деструкции органического вещества над скоростью фотосинтеза V _фот/V _дестр <1, олиготрофные водоемы имеют сбалансированные скорости продукционно-деструкционных процессов V _фот/V _дестр 1, в эвтрофных водоемах наблюдается цветение водорослей и накопление органических веществ, т.к. скорости продукции превышают скорости деструкции V _фот/V _дестр >1 [1].

Эвтрофирование водоемов является результатом преобладания процессов продукции над процессами деструкции. Эвтрофирование может происходить естественным путем и в результате деятельности человека. Антропогенное эвтрофирование водоемов влечет за собой ухудшение качества воды, помехи в водоснабжении, осложнение очистки сточных вод, вызывает серьезные проблемы практически во всех видах водопользования.

В настоящее время все интегральные показатели состояния водоемов дают только качественную характеристику степени трофности. Интегральный показатель должен отвечать главному условию - отражать итог продукционно - деструкционного баланса за измеряемый отрезок времени и давать количественную характеристику.

Количественный показатель трофического состояния Т основан на положительной корреляции между величиной рН и насыщением воды кислородом, возникающей при эвтрофировании водоемов.

Процессы фотосинтеза и деструкции органического веществ приводят к изменению в воде содержания кислорода О₂ и углекислого газа СО₂, т.е.

СО₂+Н₂ОСН₂О+О₂

Согласно закону действующих масс и то что концентрация веществ, находящихся в индивидуальных фазах равны 1, следует

V_фот/V_дестр=k_фот [O₂]/k_дестр[CO₂]

Но в водоемах СО₂ связана строгой количественной зависимостью с концентрацией ионов водорода Н⁺, т.е. рН воды, которая называется углекислотным равновесием:

СО₂ +Н₂ОНСО₃Н⁺+НСО^3- 2Н⁺+СО^2-₃

Изменение содержание углекислого газа СО₂ в воде может определяться изменением величины рН. Растворенный кислород О₂ и углекислый газ СО₂ являются конечными продуктами процессов фотосинтеза и деструкции органических веществ в водоеме. Указанные процессы, в конечном счете, и определяют экологическое состояние водоема.



9. Мониторинг состояния Азовского моря

К началу 30-х годов была организована постоянная гидрометеорологическая служба, которая вела наблюдения на Азовском море на 30 станциях и постах. Примерно в это же время Азово-Черноморский научно-исследовательский институт речного хозяйства и океанографии организовал систематические морские наблюдения по ихтиологии, гидробиологии, гидрохимии и гидрологии. Бассейн Азовского моря является весьма обширным районом тесного взаимодействия развитых аграрно-промышленных комплексов и морской экосистемы. Поэтому одной из важнейших региональных проблем оказывается организация рационального природопользования данного района.

9.1 Районирование Азовского моря на современном этапе

В течение последних четырех десятилетий исследователи гидролого-гидрохимического режима Азовского моря при обобщении данных многолетних наблюдений используют схему районирования моря, включающих 13 районов. В настоящее время в азовском море выделяется 9 районов, которые отличаются от прежних 12 районов площадями и конфигурацией: Таганрогский залив по-прежнему включает в себя три района (VII, VIII, IX), но при этом отмечается, что район VIII, являющийся зоной смешения вод, значительно сократился по площади за счет более интенсивного поступления вод из собственно моря. В открытой части Азовского моря было выделено 6 районов, из них самым обширным оказался центральный район V, где происходят процессы смешения вод Таганрогского залива и черноморских вод, которые в конечном итоге и определяют режим солености в данном районе. Примыкающий к нему на юге район III оказывается под существенным влиянием черноморских вод. Помимо этих районов были выделены: район IV в северо-восточной части моря, район II - в юго-восточной части моря, находящиеся под непосредственным влиянием вод Кубани, и в район I - в восточной части моря. Расположение и размеры занимаемых этими районами территорий значительно отличаются от схемы районирования, предложенной ранее.

9.2 Солевой состав и электропроводность вод

Первые сведения о солености Азовского моря относятся к первой половине XIX в. Ф. Гебель отобрал одну пробу в середине моря с глубины 11,7 м, осадок солей после выпаривания 1 кг оказался равным 12,062 г. Отдельные компоненты солевого состава в 1891 г. определил А.А. Лебединцев, отметив при этом значительное отличие соотношений солености и сульфат-иона к хлорности 1,884 и 0.0126 в Азовском море от аналогичных соотношений полученных для вод океана, равных соответственно 1,8080 и 0,1402.

Для более подробного исследования солевого состава вод Азовского моря А.П. Цурикова рассчитала также зависимости между хлорностью и некоторыми другими солеобразующими ионами:

Эти уравнения отличаются от соответствующих уравнений, полученных для вод океана, главным образом свободными членами, характеризующими степень влияния материкового стока.

В Таганрогском заливе встречаются два типа вод: морская хлоридно-натриевая с характерным соотношением ионов и речная гидрокарбонатно-кальциевая. Здесь последовательно происходит процесс трансформации ионнного состава. При изменении минерализации в заливе от 10 до 0,4 г/кг хлорный коэффициент по этой величине изменяется от 1,86 до 8,04.

9.3 Современный солевой состав вод Азовского моря

Снижение речного стока как в количественном, так и в качественном отношении сказалось на изменениии солевого состава вод Азовского моря, особенно в районе Таганрогского залива. Значительный рост солености вод Азовского моря вызван уменьшением суммарного стока Дона и Кубани в течение 1976-1980 гг. на 28,5%, а также изменением соотношения концентраций солеобразующих ионов и увеличением минерализации этих рек. Это явление в значительной мере усугубляется малым объемом моря: для Азовского моря материкового стока относительно объема всего моря по сравнению с другими внутренними морями самая большая и уменьшалась в течение 1960-1980 гг. с 13,7 до 9,8%. Правда, за последние пять многоводных лет речной сток практически восстановился, но солевой сток в среднем увеличился на 20%, так как минерализация обеих рек продолжает расти.

Рис. 2. Зависимость минерализации от солености

Средний многолетний сток рек Азовского моря составляет около 10% объема моря, поэтому существенное нарушение естественного водного и солевого режима крупных рек приводит к весьма значительным изменениям в гидролого-гидрохимических процессах, а следовательно и в водном солевом балансах моря. Существенное увеличение минерализации вод Дона и Кубани за счет повышения концентрации сульфатов и щелочных металлов привело к увеличению относительного содержания этих ионов в водах Таганрогского залива в первую очередь. В водах открытого моря абсолютная концентрация сульфатов увеличилась на 7,7%, что повлекло за собой изменение соотношений солеобразующих ионов и увеличение минерализации вод. Отношение суммарной концентрации солей к хлорности за последние 25 лет увеличилось с 1,8522 до 1,8630. В водах Таганрогского залива этот коэффициент возрос с 1,8632 до 1,8808 при весьма близких значениях хлорности.

На графиках связи хлор-иона (рис.2) с другими ионами солевого состава обращают внимание на зависимости, полученные для гидрокарбонатов, кальция, калия, магния. Аналогичные связи, построенные для морей, имеющих непосредственную связь с океаном, обычно выражены прямой линией. Криволинейный характер аналогичных связей наблюдается в районах, подверженных метаморфизирующему влиянию речного стока, и, как правило, имеет место при хлорности ниже 1%_о. Однако для вод Азовского моря линии, характеризующие эти зависимости, имеют кривизну во всем диапазоне хлорности.

Таким образом, антропогенные изменения водного и солевого стока Дона и Кубани привели к весьма значительным изменениям в соотношениях концентраций солеобразующих ионов в водах Таганрогского залива и имеют место в водах открытой части моря.

Для вод Азовского моря при расчете солености по хлорности обычно используют две формулы, имеющиеся для вод с хлорностью ниже и выше 4%_о. По методике Л.Б. Друмевой в ГОИН были проведены расчеты, которые позволили перейти от суммарной концентрации солей к солености и получить уравнения зависимости солености от хлорности для вод Азовского моря диапазоне хлорности 0,5-6,9%_о:

S = 0,2717 + 1,8821Cl - 0,0141Cl².

Изучение современного солевого состава вод Азовского моря показало значительные отличия в ионных соотношениях по сравнению с результатами, полученными в анализах прошлых лет. Этим можно объяснить различия в расчетных значениях этих соотношений по формулам А.П. Цуриковой и зависимостям, полученным Л.Б. Друмевой в 80-е годы. Для вод с низкой хлорностью различия в расчетных значениях солености достигают 0,27%_о, что почти в 15 раз превышает допустимую погрешность аргентометрического метода определения солености. Для максимальных значений хлорности, которые характерны для вод открытой части моря, эти различия уменьшаются благодаря меньшему воздействию речного стока на воды этой части моря и усиленному влиянию вод Черного моря.

9.4 Электропроводность вод Азовского моря

В 1981 г. в ГОИН были рассчитаны уравнения связи хлорности с относительной электропроводностью для вод Азовского моря в связи с тем, что в инструкции солемера ГМ-65 не приводится значение погрешности измерения электропроводности вод с соленостью ниже 4%_о, результаты обработки проб по всем морям были дифференцированы соответственно этому критерию. Таким образом, были получены два уравнения связи хлорности с относительной электропроводностью в диапазоне хлорности ниже 1,5 %_о (S 4 %_о) и выше. Уравнения имеют высокие корреляционные связи, и средние квадратические отклонения не превышают 0,03 %_о. таким образом, уравнение, рассчитанное для вод, соленость которых ниже 4 %_о, является достаточно корректным:

Cl = -0,1340 + 11,3053R + 29,2628R²

Cl = 0,10 - 1,50%_о;

Cl = -0,3344 + 16,2941R + 5,2418R²

Cl = 1,51 - 7,00%_о.

9.5 Современные условия образования заморов

Часто возникающий дефицит кислорода в придонных слоях Азовского моря в теплое время года является причиной заморов, который нередко сопровождается гибелью донной фауны.

Основную причину летней депрессии кислорода ряд авторов видит в высоком содержании легко минерализуемого органического вещества в водной толще и донных отложениях Азовского моря. Лето в этом регионе характеризуется ослаблением ветровой деятельности и увеличением вертикального температурного градиента, который приводит к образованию градиента плотности, что препятствует перемешиванию вод и аэрации более глубоких слоев. Значительная роль отводится также солевой стратификации водной толщи моря в периоды повышенного речного стока. Была высказана также гипотеза о том, что дальнейшее антропогенное сокращение речного стока и ожидаемое в связи с этим уменьшение массы выносимого в море аллохтонного органического вещества будут в значительной мере способствовать сокращению площадей дефициты кислорода и повторяемости «заморов».

Были выдвинуты следующие основные природные и антропогенные причины современного кислородного голодания Азовского моря:

наиболее глубокая за весь период наблюдений депрессия ветровой активности конца 50-х - начала 70-х годов, обусловившая снижение динамической аэрации водных масс и особенно придонных слоев моря;

повышение температурного фона, активизировавшее течение окислительных процессов;

обострение вертикальной плотностной стратификации вод моря в связи с его осолонением и уменьшением активности ветровой деятельности;

снижение уровня первичного продуцирования органического вещества и, как следствие, уменьшение аэрации за счет фотосинтеза.

9.6 Сероводород в Азовском море

В течение всей истории исследований (вплоть до лета 1987 г.) наличие сероводорода в море не было обнаружено, хотя по совокупности различных природных условий можно было ожидать его появление. Вполне возможно, что сероводород эпизодически образовывался в отдельных районах моря, но не был зафиксирован наблюдениями.

Только в июле 1987 г. впервые инструментально было зафиксировано присутствие сероводорода в Темрюкском заливе. Первые признаки его появления были обнаружены по запаху 22 июля, а через два дня 24 июля во время гидрохимической съемки на большом пространстве Темрюкского залива по всей глубине был обнаружен сероводород. Его содержание было минимальным и не превышало 0,5-0,8 %_о у поверхности, значительно возрастало с глубиной и достигало в придонных горизонтах на отдельных станциях 2-4%_о.

9.7 Оценка загрязнения вод Азовского моря вредными веществами

Изучение динамики загрязнения вод Азовского моря тяжелыми металлами, ХОП, СПАВ, нефтепродуктами осуществляется центром санитарно-эпидемиологического надзора г. Таганрога и Донским бассейновым водным управлением БВУ.

Средняя соленость за период с 1990 по 1997 г. колебалась в интервале 4-5 %_о, аномально высокое значение солености было в 1995 г. - 7,8 %_о.

Исследования по содержанию тяжелых металлов показали, что в водах Таганрогского залива за период с 1996 по 1999 г. содержание меди, кадмия, марганца, свинца, цинка снизилось, а загрязнения никелем выросло.

Наиболее загрязненными являются воды пляжей «Маяковка», «Центральный». Это подтверждается среднегодовыми концентрациями тяжелых металлов в 1999 году. Для пляжа «Маяковка» среднегодовая концентрация меди составила 0,01 у.е. ПДК, свинца - 0,3 у.е. ПДК, кадмия - 0,5 у.е. ПДК, марганца - 0,16 у.е. ПДК, никеля - 0,35 у.е. ПДК и цинка - 0,0029 у.е. ПДК., а для пляжа «Центральный» концентрации этих металлов равны, соответственно: Cu - 0,0093; Pb - 0,21; Cd - 0,4; Mn - 0,24; Ni - 0,25; Zn - 0,02 у.е.

.

Динамика загрязнения показывает, что в течение весенне-летнего сезона 1999 г. наибольшее загрязнение пляжей г. Таганрога Pb, Cd, Mn, Ni, Zn приходилось на июль и август, Cu на июнь и август.

Нефтяное загрязнение Азовского моря, считают одним из самых прогрессирующих. Это связано с мощным источником содержания нефтепродуктов - «керосиновой линзой» вблизи г. Ейска. Обнаружена линза в 1990 г. на месте складов нефтепродуктов местного училища в результате неправильного их хранения.

Однако за последнее время наметилась тенденция к снижению загрязнения НП (табл.11).

Таблица 11

	1996	1997	1998	1999
Таганрог	10-14	5,6-14	1-10	0,4-7,4
Ейск	16,0	6,8	1-14	1-9,2
Мариуполь	17,0	-	-	-

В районе пляжей г. Таганрога за период с 1996 по 1999 г. наблюдалась тенденция к уменьшению загрязнения (табл. 12).

Таблица 12

	1996	1997	1998	1999
Приморский	4,5	3,6	0,152	0,087
Центральный	2,4	3,2	0,155	0,067
Солнечный	2,5	2,4	0,131	0,139
Маяковка	4,2	2,5	0,140	0,141

Значения в таблице соответствуют у.е. ПДК.

Пик загрязнения вод Таганрогского залива НП приходится на летние месяцы (июнь - начало августа). Это объясняется погодными условиями, интенсивностью судоходства.

Если проследить динамику изменения концентрации нефтепродуктов с 1990 г., то она немонотонна (табл. 13).

Таблица 13

	1990	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997
мг/л	0,45	0,05	0,09	0,13	0,03	0,015	0,22	0,26

Уменьшение концентрации НП в 1994 г. связано с аномально высоким объемом стоков воды в р. Дон.

Таблица 14

	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997
Ртуть, мкг/л	0,08	0,36	0,26	0,26	0,17	0,26	0,06
ХОП, нг/л	15,0	25,0	43,0	15,0	7,0	11,0	3,0
СПАВ, мкг/л	20,0	8,0	30,0	72,0	8,0	120,0	16,0
Азот (в соединен.)
NO3, мкг/л	120	120	150	250	370	240	330
NH4, мкг/л	70	30	140	230	350	21	260
Фосфор (общ), мкг/л	80	64	130	90	80	80	110

Основным обобщающим показателем состояния морских вод в системе Росгидромета остается индекс загрязненности воды - ИЗВ. Его считают недостаточно чувствительным.

Последнее связано с малым количеством используемых для его вычисления переменных. Поэтому оценка по ИЗВ достаточно приближенная.

Таблица 15

	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997
ИЗВ	0,9	0,75	0,55	0,72	0,16	0,35	0,82

Максимальный вклад в увеличение суммарного загрязнения Таганрогского залива вносят увеличения концентраций азота, фосфора и НП.



Литература

1. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды М.:, Гидрометеоиздат, 1998. - 560с.

2. Как организовать общественный экологический мониторинг/ Под ред. В.М. Хотулевой М.: Изд-во ЭКОЛАЙН, 1999. - с. (www.ecoline.ru).

Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности М.: ИКО «ЭБТ-Контур»,1998.

4. Государственный доклад “О состоянии природной окружающей среды в 2005г.”М.: Цепь междунар. Проектов,2007.- с.

5. К. Уорк, С.Уоркер Загрязнение воздуха. Источники и контроль/ Пер. с англ. М.: Мир,1980.-539с.

6. Практикум по физико-химическим методам анализа/Под ред. О.М. Петрухина М.: Химия,1977.-248с.

7. О состоянии природной окружающей среды и природных ресурсов в Ростовской области в 2006г.// Под ред. Назарова С.М., Остроуховой В.М., Паращенко М.В. Экологический вестник Дона. Ростов-на-Дону. Комитет по охране окружающей среды и природных ресурсов Администрации Роствской области. Ростов-на-Дону, 2007. 300 с.

8. Боголюбов С.А. Экологическое право. Учеб. для Вузов НОРМА-ИНФРА М.: 1999.-448с.

9. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах. Результаты экспериментальных исследований. Л.: Гидрометиоиздат. 1986.-199с.

10. Химия окружающей среды. - Пер. с англ.. М.: Химия,1982.- 276с.

11. Родзин В.И., Семенцов Г.В. Основы экологического мониторинга /Под ред. Н.Г. Малышева Таганрог Изд-во ТРТИ 1988 - 266 с.

12. Мазур И.И. Инженерная экология: общ. курс: в 2 т.: учеб. пособие для студ. втузов. Т.1 : Теоретические основы инженерной экологии / И. И. Мазур, О. И. Молдаванов, В. Н. Шишов; под общ. ред. Мазура И.И. - М.: Высшая школа, 1996. - 637 с.

1 Афанасьев Ю.А., Галкин С.Ф., Кузнецова Н.А., Машкович К.И., Меньшиков В.В., Фомин С.А. Мониторинг и методы контроля окружающей среды// Учеб. пособ. в 2х ч. М.: Изд-во МНЭПУ. 2001.

14. Пугач Л.И. Энергетика и экология. Новосибирск:Изд-во НГТУ, 200-504с.

15. Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М.: Высшюшк..-1998.-287с.

16. В. Ф. Козлов Справочник по радиационной безопасности. - М., Энергоатомиздат, 1991.

17. Экология и безопасность. Справочник. Т.2. Ч. 2, 4. - М., ВНИИПИ 199

18. www.lib.priroda.ru

19. Экосистемные исследования Азовского моря и побережья. тIV/Коллектив авторов.-Аппатиты:Изд.КНЦ РАН, 2002.-447с.

20. Азовское море// Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т.5. СПб.:Гидрометеоиздат, 1991. с.6-7

Размещено на Allbest.ru