Загрязнение реки Иртыш солями тяжелых металлов и их влияние на растительный мир водоема

Размещено на http://www.allbest.ru/

Загрязнение реки Иртыш солями тяжелых металлов и их влияние на растительный мир водоема

Н.А. Калиненко

О.А. Макарова

Загрязнение рек, озер в настоящее время продолжает оставаться одной из важнейших экологических проблем. В связи с недостаточной очисткой воды, в водные источники попадает большое количество химических веществ, что в свою очередь приводит к гибели водных флоры и фауны.

Воды основных рек - Волги, Дона, Кубани, Оби, Лены, Печоры, являющихся основными источниками питьевого водоснабжения, оцениваются, как “загрязненные”, их притоков Оки, Камы, Иртыша и т.д. - как “очень загрязненные”. Такое положение связано, прежде всего, с большим объёмом сточных вод, сбрасываемых в открытые водоёмы.

В Архангельской области загрязнение р. Северной Двины и её притоков обусловлено, в основном, сбросом неочищенных сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий (Котласского, Соломбальского и Архангельского ЦБК).

Высокий уровень загрязнения р. Вятки и ее притоков имеет место в Кировской области. Наибольшие концентрации органических соединений, марганца, кремния, нефтепродуктов имеют место на участке реки между г.г. Слободским и Кировым, который является источником централизованного питьевого водоснабжения для г. Кирова.

Основными загрязнителями водных источников являются нефтепродукты, СПАВы, фенолы, тяжелые металлы, аммонийная группа.

В 2001 году отмечалось дальнейшее ухудшение санитарно-химических показателей, на крайне высоком уровне стабилизировались микробиологические показатели (таблица 1).

загрязнение водоем река металл иртыш

Таблица 1. Доля проб воды водоемов (%), не отвечающей гигиеническим нормативам (по РФ)

Как видно из таблицы, для водоемов I и II категории санитарно-химические показатели с 1997 по 2001 г.г. возросли в среднем на 2-2,5 %. Что касается микробиологических показателей, то для водоемов I и II категории за тот же период они возросли в среднем на 1-1,2 %.

Основной водной артерией в Омске и Омской области является река Иртыш, который является левым притоком Оби. Свое начало Иртыш берет в горах Монгольского Алтая (Китай), где его называют Черным Иртышом. На территорию Казахстана Черный Иртыш входит с юго-восточной стороны и вливается в озеро Зайсан. Из него река выходит уже под названием Иртыша, и длительное время течет по Казахстану. Длина реки 4248 км., пл. бассейна 1643 кв.км, от оз. Зайсан до г. Усть-Каменогорск зарегулирована водохранилищами Бухтарминской и Усть-Каменогорской ГЭС. Ниже города Семипалатинска до устья течет по Западно-Сибирской равнине. Основные притоки: Ишим, Вагай, Тобол, Конда; Омь, Тара, Демьянка. Река Иртыш используется для водоснабжения, орошения; питает канал Иртыш-Караганда. Главные города и порты: Омск, Тобольск, Ханты- Мансийск (Россия), Усть-Каменогорск, Семипалатинск, Павлодар (Казахстан).

Проследим загрязнение реки Иртыш с середины 80-х годов. В 1985 - 1986г.г. проводились исследования гигиенических характеристик некоторых водоемов Омской области, в частности реки Иртыш. Удельный вес г. Омска и его промышленных предприятий по использованию водных ресурсов составил 80 % от областного показателя. Сброс в Иртыш организован несколькими промышленными предприятиями с суточным объемом 690,0 тыс.куб.м. В водоемы вместе со сточными водами кожзавода, ПО “Омскшина”, Омского мясокомбината, ПО “Нефтеоргсинтез” поступают нефтепродукты, фенолы, железо, СПАВ, взвешенные вещества, жиры, хром, медь и другие микроэлементы.

В 1986 году качество воды Иртыша выше и ниже города Омска было несколько хуже, чем в 1985 году. Загрязнение Иртыша начинается в пределах Казахстана, в результате чего вода на границе с Омской областью уже имеет достаточно высокий уровень загрязнения.

Гальванические и покрасочные участки являются также крупными источниками загрязнения водоемов, особенно металлами. Хотя сточные воды от гальванических и покрасочных участков сбрасываются в большинстве своем в горканализацию, затем на общегородские биологические сооружения, фактически металлы не улавливаются (Сг,№,Си...) и в полном объеме сбрасываются в Иртыш.

В г. Омске сброс в Иртыш составляет около 700 тыс.куб.м. В 1988 году наметилась тенденция к снижению концентраций нефтепродуктов.

Источниками загрязнения р. Иртыш являются предприятия ЖКХ (91,7%), химическая и нефтехимическая промышленность (4,1%), электроэнергетика (1,5 %) и другие предприятия (1,2 %).

Рисунок 1 отражает влияние предприятий г. Омска на уровень загрязнения р. Иртыш.

Рисунок 1. Вклад отраслей промышленности в выбросы загрязняющих веществ в атмосферу г. Омска в 2003 году.

Объем сточных вод сброшенных в водные объекты области через организованные источники сброса составил в 2003 году 226,020 млн. куб. м., что лишь на 1,5 % меньше, чем в предшествующем году.

Загрязненные сточные воды в 2003 году составили 98,8 % от общего объема сточных вод, с ними в водные объекты области поступило 135,243 тыс.т. загрязняющих веществ, в том числе г. Омске 130,779 тыс.т.

Из всего количества загрязняющих веществ на территории области в р. Иртыш сброшено 134,176 тыс.т. (99,2 %). По сравнению с прошлым годом количество загрязняющих веществ, сброшенных в черте г. Омска в Иртыш, увеличилось на 3,1 %.

По сравнению с 1998г (за 5 лет) количество загрязняющих веществ, сбрасываемых в черте г. Омска в р. Иртыш увеличилось на 67 % . Рисунок 2 отражает динамику сброса загрязняющих веществ в р. Иртыш с 1994 по 2003 гг.

Рисунок 2

Предприятия отрасли (машиностроение, металлообработка, в том числе и оборонная промышленность) остаются главными источниками загрязнения окружающей среды ионами тяжелых металлов. До 90 % нефтепродуктов и металлов в сбросах принадлежит трем крупным объединениям: ПО “ЗТМ”, ОМПО им. П. Баранова, ПО “Полет”. К тяжелым металлам относятся: медь (Cu), железо ^е), цинк ^п), никель (№), хром (Сг) и др. В сточные воды поступают их соединения, в основном соли. Рисунок 3 показывает динамику загрязнения р. Иртыш соединениями тяжелых металлов в черте г. Омска.

Соли тяжелых металлов в водной среде распадаются на ионы. Все ионы металлов могут быть разделены на две группы: биогенные (Си, Zn, Со, Mn, Fe и др.) и небиогенные (РЬ, ^, Sn, №, Л!, Cd, Sr и тд.). Биогенные ионы входят в состав ферментных систем, которые обеспечивают регуляцию всех процессов в растительной клетке и организме. Поэтому их ПДК значительно выше, чем у небиогенных. При поступлении в растения воздушным (через устьица) или капельным (роса, туман, слабые осадки) путями определенная доза тяжелых металлов включается в состав ферментных систем, что стимулирует метаболические процессы.

Рисунок 3 Динамика сброса тяжелых металлов в р. Иртыш в черте г. Омск

На рисунке 4 показано биологическое действие биогенной и небиогенной (Сё) солей на живые тест - системы.

Рисунок 4 Схема биологического действия ионов меди (Си²⁺) и кадмия (С^+)

Из рисунка видно, что в малых концентрациях медь оказывает отрицательное влияние (недостаток микроэлементов). С повышением концентрации появляется стимулирующий эффект, который усиливается, достигая своего оптимума, а затем снижается, и, переходя точку ПДК (стрелка), оказывает отрицательное действие. Кадмий ведет себя иначе. В очень малых концентрациях он оказывает нейтральный эффект, затем его токсическое действие усиливается, достигая точки ПДК (пунктирная стрелка), наступает перелом с усилением токсического эффекта. В дальнейшем предполагается выявить влияние солей тяжелых металлов в зависимости от их концентраций, как для растений прибрежной зоны, так и для водных растений р. Иртыш.

Размещено на Allbest.ru