Экологические и водохозяйственные проблемы бассейна реки Тобол

Определенный «вклад» в загрязнение поверхностных вод вносят агро-ландшафты. Смывы из почв, близко расположенных к рекам и водохранилищам земельных угодий, поставляют в поверхностные воды обилие гумуса, пожнивных остатков, органических соединений азота, фосфор, калий и иногда пестициды, особенно долгоживущие (ДДТ, ГХ и др.), ртуть. Все это происходит из-за несоблюдения режима землепользования в водозащитных и водоохранных полосах рек и водоемов, которые часто не разработаны, а их границы не обозначены в натуре [31,32].

Жидкие отходы, потери и стоки.

Большую группу загрязнений в поверхностные воды представляют сточные, дренажные и оросительные воды, а также разнообразны утечки из инженерных коммуникаций. Самостоятельным источником загрязнения являются техногенные грунтовые воды, формируемые на отдельных участках застроенных территорий и промплощадок, орошаемых массивах.

В большинстве своем такие стоки минерализованные, высокоагрессивные и потому содержат много растворенных микроэлементов, органических соединений, СПАВ. Сбросные поливные воды оросительных систем часто насыщены калий-азотными удобрениями и пестицидами. Дренажные воды обычно минерализованные и обогащены микроэлементами. Организованный (санкционированный) сброс их осуществляется из Комаровского, Аятскго, Лисаковского месторождений, допускаются и аварийные сбросы минерализованных вод ССПГО. Весьма существенно пополняет солевой баланс оз. Кушмурун, сброс карьерных вод из Приозерного углеразреза.

Специфическую группу загрязнений поставляют жидкие отходы их животноводческих ферм и навозохранилищ.

Периодические аварийные утечки канализационных стоков в городах Жтиткара, Лисаковска, Рудного, и Костаная привносят в р. Тобол и водохранилища весьма обширный «букет» загрязнений, особенно опасных в летнее время. Кроме загрязнений реки они отрицательно влияют на качество подземных вод береговых инфильтрационных водозаборов. Коэффициент канализации городов 0,6 - 0,9. Это предполагает значительные утечки через стокоприемники и попадание части стоков в овраги, балки и реки.

3.3 Условия накопления, биологическая роль микрокомпонентов и их токсичные свойства

По мнению многих исследований, подверженных экспериментами живые организмы содержат 65 элементов, которые эволюционируют в природной среде, где всегда присутствует широкий спектр рассеянных и мобильных металлов. Небольшие отклонения содержаний микрокомпонентов от нормы обычно нивелируются их перераспределением в тканях и повышенным уровнем выделений. Пороговые концентрации элементов у организмов различны и часто зависят от привычной среды. Сильный дефицит микроэлементов или их избыток поражает до 20% особей. Биологическая роль определена для 20-25 элементов. Установлено, что почвы и природные воды Северного Казахстана отличаются относительно высокой концентрацией металлов, что обусловлено повышенным геохимическим полем, сформированным под влиянием геологических факторов и континентального засоления почв, пород и природных вод.

Общеизвестна положительная физиологическая роль для млекопитающих таких элементов как железо, марганец, молибден, цинк, серебро, кобальт, медь, ванадий, йод в кроветворении, усилении ферментации и образовании некоторых важных витаминов, укреплении иммунной системы организма. Доказана концентрирующая роль некоторых эндемичных растений и живых организмов, накапливающих в себе определенные группы металлов. Это свидетельствует о сложной и неоднозначной роли микрокомпонентов в жизнедеятельности организмов и среды их обитания, Всего в воде может содержаться около 2500 загрязнителей.

Рассмотрим вероятные источники поступления в поверхностные воды основных токсичных компонентов (I и II класса опасности). Применительно к конкретным условиям исследуемого региона по отношению к высшим организмам и человеку. В условиях континентального засоления, когда атмосферное увлажнение значительно ниже испарения (300 < 700 мм), происходит концентрирование солей и микрокомпонентов в почвах грунтовых и поверхностных водах, усиливающее эффект их совместного присутствия [26].

Алюминий. Присутствует во всех разновидностях пород, слабо растворим, образует множество соединений, в т. ч. коллоидов, особенно в условиях кислой среды, весьма слабо подвижен, инертен.

Обнаружен во всех пробах воды в концентрации до 10,2 мг/л. Наличие в экосистеме Тобола алюминия связано с его поступлением из разрабатываемых в долине месторождений боксита. Присутствие металла действует угнетающе на живые организмы и почву, особенно гидробионты и макрофиты. Повышенное содержание алюминия препятствует прохождению света, придает воде неприятный вяжущий вкус, влияет на красную и белую кровь и кислотно-щелочное равновесие организма. Соли алюминия более токсичны чем сам металл и его окислы, раздражают слизистую оболочку рта, вызывают рвоту, катар желудка и кишечника, коньюктивит глаз.

Барий. В качестве примеси находится во многих осадочных породах, отчасти - в гидротермально измененных образованиях, подземных водах, атмосферных осадках, источником накопления бария являются и продукты метаболизма растений и животных. Содержание бария и золе растений Южного Урала 0,25%, в сухой массе - 0,02%, в живой - 0,009%. Присутствует в приходных водах аридной зоны в повышенной концентрации (0,05 мг/л). В экосистемах рек области его содержание зафиксировано от 0,01 до 0,8 мг/л.

Наиболее высокое содержание характерно для р. Тогузак (0,6-0,8 мг/), что связано с активной ролью подземных вод.

Барий, как и стронций, накапливается в костных тканях. Растворенные в воде соли (кроме сульфата бария) токсичны. Они отрицательно влияют на сердце, кровеносные сосуды, нервы, аккумулируются в печени, легких, являясь нервным и мышечным ядом.

Бериллий. Редкий и высокотоксичный элемент, присутствует в пегматитовых образованиях, сопряженных с гранитоидными интрузиями, развитыми в Зауралье, минеральных удобрениях. В жидких стоках животноводческих ферм может содержаться до 0,001 мг/л. В растворенном виде содержится в подземных водах, питающих верховые притоки Тобола. Весьма в малом количестве присутствует в золе растений (0,0002%), накапливается при испарении в минерализованных водах. В поверхностных водах практически отсутствует. Отмечен в атмосферных осадках г. Рудного (до 0,0003 мг/л).

Является ядом общетоксического действия с высокой кумулятивной способностью, поражает дыхательную, нервную и сердечно-сосудистую системы. Угнетает ферменты организма и крови.

Характерно длительное скрытое проявление интоксикации и отсутствие связи между дозой и реакцией организма. Соединения бериллия с сульфатами, хлором и оксидом азота нарушают проницаемость клеток, вызывают их отек и невроз, разрастание соединительных тканей.

Бор. Источником бора являются широко развитые в бассейнах рек вулканогенные образования, подземные воды, атмосферные осадки, зола растений (0,05%), свалки бытовых отходов и некоторые удобрения. Накапливается при испарении водных масс. Содержание бора в поверхностных водах до 0,4 мг/л. Наиболее высокое отменено в воде р. Уй, Кундузды и Уба-ган.

Повышенное содержание бора отмечено в дренажных водах (0,01 -0,025 мг/л). Бор неблагоприятно влияет на половую функцию мужчин (1 мг/л).

Бром. Присутствует в морских осадочных породах и растворах, подземных минеральных водах, растениях и живых организмах, атмосферных осадках, жидких стонах (коммунальных и животноводческих), пестицидах. Практически повсеместно присутствует в поверхностных водах в концентрации от 0,1 до 53 мг/л. Наиболее высокое содержание брома отмечено в воде озер Кушмурун и р. Убаган, что согласуется с его накоплением в процессе разгрузки здесь минерализованных вод морского происхождении и испарительным концентрированием.

Систематическое употребление брома ведет к помутнению роговицы глаз, может вызвать кашель, носовые кровотечении, понос с болями в теле, сыпь на туловище и конечностях. Повышенное содержание брома отмечается в относительно пресной воде верховья реки Тобол, В-Тобольском водохранилище, дренажных и подземных водах Рудного и Костаная.

Висмут. Является сопутствующим элементом золоторудных месторождений Житикаринского района, Варваринского и Соколовско-Сарбайского месторождений, где он часто находится в ассоциациях с сульфидными минералами меди, кобальта, серебра, сурьмы, тантала и др. Содержится обычно в продуктах выветривания и разложения образований, измененных гранитах и сланцах, минерализованных водах, бытовых стоках. Легко мигрирует в кислых и щелочных водах при наличии кислорода.

Элемент не зафиксирован и природных водах области, возможно из-за низкой чувствительности анализов.

Висмут склонен к накоплению в почках и печени. Концентрация его в крови достигает 10-25 мкг/л без особых последствий.

Вольфрам. Присутствует в составе грейзенов, других гидротермально измененных породах Зауралья, подземных водах.

Плохо растворим в воде. Обнаружен в поверхностных водах рек Тобол и Тогузак в концентрациях от 0,1 до 0,45 мг/л, а также в дренажных водах (0,09-0,36 мг/л), Каратомарском водохранилище (0,05-0,3 мг/л). Нарушает деятельность желудочно-кишечного тракта, функцию печени, может вызвать бронхиальную астму, дерматиты.

Кадмий. Присутствует в составе цинковых минералов и руд, соединений с селеном (кадмоселит), обычно содержащихся в цементе песчаников и в составе сульфидных руд. Вероятно, находится в рудных телах и вмещающих породах Соколовского и Сарбайского магнетитовых месторождений, возможно и Барвихинского золото-медного колчеданного месторождения. Обычен в составе газопылевых выбросов при сжигании угля, переработке руд, в хвостах обогащения и подземных водах, а также при истирании и сжигании автошин. Содержится в атмосферных осадках (0,001 - 0,002 мг), чаще в катионной форме, фосфорных удобрениях. В почвах, растительных и животных организмах, донных илах, отходах животноводства, бытовых отходах, даже в составе табачного дыма.

Опасен в подвижных усвояемых формах, вызывает ОРЗ, заболевания желудочно-кишечного тракта, центральной нервной системы, нарушения в обмене веществ, боли в суставах, гипертонию, Является политропным ядом, гонадо- и эмбриотоксином, мутоканцерогенен, нарушает нормальный обмен в костях, вызывая их хрупкость, анемию, заболевания почек. Обнаружен в поверхностных водах р. Тобол и водохранилищ (0,001-0,011 и 0,001-0,003 мг/л), р. Тогузак и Уй (0,001-0,003 мг/л), р. Убаган (до 0,034 мг/л), а также в дренажных водах Сарбайского и Соколовского накопителей (0,007-0,012 мг/л), подземных водах, разгружающихся в р. Тобол (0,005-0,007).

Повышенные и высокие концентрации кадмия в поверхностных водах экосистемы р. Тобол связаны очевидно с мобилизацией его атмосферных выбросов, особенно Рудненской промзоны, где он рассеян также и на поверхности (в виде пылевых масс и в хвостах обогащения). Как халькофильный элемент хорошо растворяется и легко мигрирует в кислой среде, каковой обычно являются атмосферные осадки. Склонен к концентрированию в слабощелочной среде, что и наблюдается в минерализованных, в т.ч. дренажных и в поверхностных водах в поверхностных минерализованных водах (р. Убаган).

Кобальт. Довольно широко развит в составе сульфидных минералов и окисленных никель-кобальтовых руд Житикаринского района, магнетитовых руд Соколовского и Сарбайского месторождений, особенно в сульфидных хвостах обогащения, подземных, в т. Ч. Дренажных минерализованных водах. В условиях недостаточного увлажнения при испарении концентрируется в поверхностных водах, подвижен в восстановленной обстановке, поэтому накапливается в биогенных илах. Постоянно присутствует в атмосферных осадках (преимущественно в катионной форме), в золе растений, углей и фитомассе, в бытовых стоках, отходах животных, в мусоре свалок (резина, пластмассы, кожа).

В атмосферных осадках области присутствует в количестве от 0,0005 до 0,003 мг/л и только в промзонах г. Рудного и Костаная его концентрация возрастает до 0,015 мг/л.

Биогенный элемент входит - в состав витамина В₁₂, усиливает действие на ферменты и тканевое дыхание, откладывается в костях, печени, селезенке, поджелудочной железе, нарушая их деятельность, а также липидный обмен. Неблагоприятно действует на сердечно-сосудистую систему. При постоянных интоксикациях - может вызывать хронический ринит, ларингит, фарингит, бронхиальную астму, плевриты, плевмофибриоз, опухолевые новообразования.

В поверхностных водах содержится в количестве до 0,11 мг/л, в дренажных и подземных водах до 0,04 мг/л.

Литий. Довольно широко распространен в составе слюдистых минералов, гидротермальных образованиях и продуктах выветривания сланцевых толщ. Содержится в золе углей, растений, животных, выбросах в атмосферу и стоках, подземных водах. Так же как барий и бериллий слабо подвижен, типично катионогенный элемент с постоянной валентностью. Образует комплексные соединения о железом, бериллием, фтором, что повышает его опасность. Токсичен, особенно в зоне горнорудных разработок, где наблюдаются повышенные его концентрации в пыли при взрывах, погрузке и дроблении руд. Содержится в атмосферных осадках г. Рудного в количестве 0,001-0,004 мг/л. В других природных водах не обнаружен.

В воде присутствует в виде сильной щелочи. Повреждает слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта, может вызвать нарушение пищеварения.

Молибден. Находится в скарновых известняках в составе вкрапленных минералов (молибденита), в грейзенированных гранитах и пегматоидах (Смирновское рудопроявление), медно-порфировых рудах и в других горных породах, прорезаемых р. Тобол, Тогуэак, Аят и Уй. Содержится и в подземных водах, питающих эти реки, а также в составе атмосферных осадков, газопылевых выбросов, бытовых свалок и стоков. В небольшом количестве имеется в фосфорных удобрениях, в растениях и их золе, зоопланктоне. Подвижен в окислительной среде.

Наличие в воде в повышенных концентрациях вызывает эндемические заболевания (молибденовая подагра), отрицательно влияет на ферментную систему и активные группы тканей внутренних органов (печени, легких, эпителий извитых канальцев).

В водных объектах области фиксируется в мг/л:

атмосферных осадках 0,0001-0,006

поверхностных водах 0,002-0,01

дренажных водах накопителей 0,0025

подземных водах 0,015

Мышьяк. Содержится в золоторудных месторождениях и техногенных образованиях (Иловая гора) Житикаринского района, Варваринском месторождении медно-золото-сульфидных руд, в подземных водах, омывающих эти руды, а также в фосфорных удобрениях (до 1200 мг/кг), пестицидах (22-60 мг/кг), золе углей и растений, почвах. Часто присутствует в составы пылевых выбросов ТЭЦ и атмосферных осадкам, бытовых свалках. Мигрирует в виде кислот, образуя анионные группы, что характерно для кислых вод.

Повышенные содержания мышьяка в воде вызывают его постоянное накопление, изменения в капиллярах, обмене веществ, расстройства ЦНС с развитием полиневритов, неврозы, заболевания печени, почек, кишечника, сердца, поражения ногтей, нарушения жиро-углеводного обмена, дерматиты, рак кожи, поражения периферических сосудов, эмбрио-муто-канцерогенен, умственные расстройства. Мышьяковый гиперкаратоз вызывается пестицидами. Содержание мышьяка в водных объектах (мг/л):

атмосферных осадках - до 0,0009

поверхностных водах - до 0,014

подземным и дренажных водах - до 0,01.

Натрий. Широко распространенный и постоянно присутствующий элемент в породах, природных водах, солях, почве, растениях и живых организмах. Очень легко растворим и подвижен в любой среде катион. В техногенных выбросах всегда содержится в атмосфере, дожде; на свалках бытовых отходов, стоках, подземных и дренажных водах. Большая масса галитных солей переносится ветром из соленых озер, соров и солончаков, рассеивается и попадает в водоемы, реки и поземные воды, где концентрируется в растворах, часто до образования рассолов и солей (оз. Уркаш и др.).

Повышенное содержание натрия в воде отрицательно влияет на сердечно-сосудистую систему, вызывает раздражение пищевода и угнетает иммунную систему, ведет к нарушениям солевого обмена.

Нитриты. Двуоксид азота - характерный признак азота органического происхождения, свидетельствующий о привносе загрязнений в воду. Источником его могут является смывы с почв органического азота, утечки из канализации, сбросы стоков и отходов животноводческих ферм и населенных мест.

Окислы азота присутствуют и в атмосферных осадках, куда они попадают в результате выпадения распадающихся продуктов массовых взрывов (Рудненская промзона).

Наличие в употребляемой воде нитрита вызывает изменения и заболевания крови, нарушения пищеварения, особенно у младенцев.

Содержание нитрит-иона (мг/л):

в атмосферных осадках 0-25

в поверхностных водах до 0.02-0,13 в

дренажных водах 0

Ртуть. В незначительной примеси в виде киновари находится в кварцевых жилах Житикаринокого золоторудного района (Комаровское месторождение и др.). Самородная ртуть может содержаться в зоне окисления пород, содержащих этот редко встречающийся минерал. Вероятна природная миграция части ртути по глубинным зонам разломов в земной коре, ориентированных субмеридионально (Житикаринокий, Тобольский) вместе с подземными водами, разгружающимися в р. Тобол и Аят.

Реальным техногенным источником металлической ртути являются отходы эолотоизвлечения (амальгамирования) в г. Житикаре (Иловая гора). Расконсервированные хвосты, содержащие ртуть, стали легкодоступными для атмосферных осадков. Промывающие их и выносящие совместно о мышьяком частички ртути воды поступают в р. Шортанды и далее в р. Тобол и водохранилища. Часть ртути поступает в экосистемы рак в виде атмосферных выбросов и бытовых отходах (ртутные лампы, термометры, емкости из-под мазей и т.п.). гербицидов (гранозан и др.). Ртуть содержится в фосфорных удобрениях, отходах животноводства, в золе растений и углей, продуктах горения природного газа (нефтяного ряда), атмосферных осадках и сточных водах бытового характера.

Высокотоксична, поражает центральную и периферическую нервные системы, снижает сопротивляемость заболеваниям. Характерные содержания ртути (мг/л)

- в атмосферных осадках - 0,0001-0,00025

- в поверхностных водах до 0,0004 (отмечена в верховье Верхне-

Тобольского и Каратомарского водохранилищ и в р. Убаган).

Свинец. Содержится в подземных водах, фосфорных удобрениях, пестицидах, золе растений. На дневной поверхности в обилии содержится в придорожных полосах, на городских территориях и в зонах рассеянии выбросов обогащения руд и тепловых станций. Весьма подвижен в окисленной среде, склонен накапливаться в почвах. По-видимому основным источником свинца в поверхностных водах служит тетраэтил-свинец, содержащейся в бензине (0,15-1,3 г/л). Является политропным ядом, вызывает патологию ЦНС, крови и сосудов, легких (у детей), угнетает ферменты крови, гонадоэмбриотоксичен, канцерогенен (при 0,8 мг/л раствора). Вызывает анемии, почечную недостаточность, судороги, умственную отсталость у детей, артериосклероз, язвенные и другие заболевания. Содержится (мг/л) в: - атмосферных осадках - до 0,3 мг/л (г. Рудный) - поверхностных водах

- до 0,2 (оз. Кушмурун) в т.ч. р. Убаган (0,10), Амангельдинском водохранилище 0,12 (паводок), - дренажных и подземных водах до 0,28.

Селен. Содержится в рассеянном виде во всех горных породах, в значительном количестве в почвах (0,13-0,5 мг/кг), фосфорных удобрениях, отходах животноводства, подземных водах, атмосферных осадках, в выбросах энергоустановок, работающих на угле. Повышенная растворимость и миграция отмечается в кислой среде, что характерно для промышленных зон, хвостохранилищах сульфидных концентратов, городских территорий, свалок и мест сброса дренажных и канализационных вод. Костанайская область является провинцией селенсодержащих почвенных и подземных а также поверхностных вод. Это обусловлено повышенным электрическим потенциалом природной среды, достаточно низким содержанием недоокисленных органических веществ и постоянным присутствием закисного железа (в почве и природных водах), а также концентрированием его в воде при испаре-нии. Селен склонен к накоплению в организме, вызывает тяжелые патоло-морфологические поражения внутренних органов, особенно печени, нервные расстройства, потери веса (у животных). Характерны следующие концентра до 0,002в дренажных водах 0,036-0,042в подземных водах 0,001 -0,005.

Стронций. Очень распространенный элемент и осадочных морских и засоленных континентальных осадках (породах), почвах и подземных водах, в т.ч. дренажных минерализованных, в атмосферных осадках, фосфорных удобрениях, растениях, угле. Концентрируется при внутригрунтовом испарении в грунтовых водах, озерах, водохранилищах, накапливается в донных осадках. Выбрасывается и атмосферу при сжигании угля, производстве цемента, развевании солей. Содержится в сточных водах, отходах животных, на свалках. Стронций придает воде горько-вяжущий вкус, откладывается в квотной ткани. Доза в 6,5 мг/л вызывает угнетение синтеза протромбина в

печени, снижение активности холинэстеразы, нарушение экскреторной функции печени. Повышается активность щелочной фосфатазы, активизируется остеогенез (остеотропное действие). Является нервным и мышечным ядом, вызывает расстройство желудка и паралич, ожог слизистой оболочки и кожи.

Стронции содержится (мг/л):

- в атмосферных осадках 0,002-0,2

в поверхностных водах до 8,4 (р. Убаган)

в накопителях дренажных вод 2,8

- в подземных питьевых водах 0,8

Сурьма. В небольшом количестве присутствует в золоторудных месторождениях Житикаринского района, сульфидных рудах Варваринского месторождения и в качестве примеси в магнетитовых месторождениях (Соколовского и Сарбайского). Обнаружена в хвостах обогащения, отвалах скальных пород (щебне), подземных дренажных водах. Содержится в атмосферных выбросах (и осадках), в фосфорных удобрениях, золе растений и живой биомассе, углях. Халькофильный неметалл, весьма неохотно вступает в химические соединения.

Биологическая роль изучена слабо. Откладывается в печени, коже, волосах. Наиболее токсичны галогены сурьмы, вызывающие нарушения белкового и углеводного обмена, иммунной системы, раздражает слизистую оболочку глаз.

Содержания сурьмы (мг/л):

- в атмосферных осадках 0,003-0,029

в поверхностных водах 0,011

в дренажных водах 0

в подземных питьевых водах 0,002

Фтор. В виде флюорита присутствует в пегматоидах, зонах скарнов

(активных контактах гранитов и диоритов с известняками и доломитами),

что наблюдается в районе Житикары и Рудного, а также в ряде других мест и бассейне р. Тобол. При разработке недр извлекается и рассеивается в рудах, отвалах скальных пород и их продуктах (щебне, пыли). Содержится к рудничных водах, атмосферных осадках, поверхностных водах, стоках. Хорошо растворим и подвижен в любой среде. Содержится в золе растений и живой биомассе, отходах животных, сточных водах, смывается с городских

территорий, промзон, свалок.

Недостаток фтора в организме вызывает флюороз, избыток - пятнистость эмали зубов. Нормальное (сбалансированное) содержание фтора в питьевой воде для умеренного климатического пояса - около 1 мг/л. Фактическое содержание фтора (мг-л):

в поверхностных водах до 0,5 - в дренажных водах 0,3

в подземных питьевых водах 0,4-0,5

3.4 Характеристика качества воды реки Тобол

Отрезок: исток - п. Жаилма

Субширотный отрезок р. Тобол на протяжении 40 км является пограничным между Оренбургской и Костанайской областями с довольно извилистым руслом, в котором наблюдается временное течение и относительно глубокие (до 10 м) плеса, подпитываемые подземными водами, у п. Жаилма река в зимнее время и в зимнюю межень прерывается, превращаясь в слабо заболоченную (луговую) ложбину. По-существу это реликтовый верховой отрезок древнего Сыпсынагашского притока р. Убаган (Праубаган), простиравшийся до Наурзумского заповедника. Расход реки у п. Дзержинский -0,87 куб. м/сек, солевой сток - 16,2 тыс. т/год.

Минерализация воды в паводок достигает 400 мг/л, жесткость - 3 мг-экв/л. Однако уже в конце июня в плесах содержится вода с минерализацией 1,5-8 г./л и жесткостью 73,7 мг-экв/л. В зимнюю межень большинство мелких плесов перемерзает, а в глубоких - минерализация воды достигает 11,3 г/л при жесткости 86 мг-экв/л. (рис. 3)

В составе микрокомпонентов в воде присутствует (мг/л): железо -0,3-0,7, никель - 0,3-0,4, кобальт - 0,03-0,07, медь - 0,02, цинк - 0,01-0,3, свинец - 0,05-0,16, кадмий - 0,007-0,021, марганец - 0,5-0,8, бром - 2-12, иод-0-0,3, молибден - 0,001-0,005, стронций - 0,7-6,2, ртуть - 0,00008, нефтепродукты - 0,25.

Среди загрязнений обнаружены: (мг/л): аммоний до 1,5, нитраты 3-5, нитриты - 0,01-0,03, органические окисляемые вещества - 3-6,5. (рис. 4)

Интегральный показатель качества воды в реке изменяется от 25 до 160, что характеризует ее непригодность не только для питьевых, но и для рыбохозяйственных и оросительных целей.

Отрезок п. Жаилма - с. Глебовка

Русло реки проложено в створе крупного Тобольского разлома. Долина хорошо разработана, течение в среднем длится 268 дней в году. Объем среднего стока - около 180 млн. куб. м/год Средний сток наносов - 50000 т/год Средний солевой сток - 122 тыс. т/год Минерализация речной воды в паводок 0,3-0,4 г/л, а жесткость до 3 мг-экв/л. В летнюю межень они возрастают до 2 г/л и 16,9 мг-экв/л, а в осенне-зимнюю - до 4,5 г/л и 30 мг-экв/л.

Наиболее минерализованная вода отмечается на отрезке русла от п. Мечетный до с. Глебовка, что обусловлено разгрузкой в реку солоноватых солоноватых подземных вод из прилегающих к разлому блоков скальных пород, слабо промытых.

В составе микрокомпонентов обнаружены: (мг/л): медь - 0,01, цинк -0,04, свинец - 0,08, кадмий - 0,008, марганец - 0,7, бром - 2,2, сурьма -0,004, молибден - 0,003, стронций - 3,5, никель - 0,04, кобальт - 0,03.

Среди загрязнителей в воде присутствуют (мг/л): органические окисляемые вещества - 4-6, нитраты - 1-5, нитриты - 0,04, аммоний - 0,6-1, нефтепродукты - 0,25.

Интегральный показатель качества по токсикантам 1-П кл. характеризуют воду как опасно загрязненную при применении для питья. Она непригодна и для орошения из-за повышенной минерализации (2 г/л) и низких значений ирригационных коэффициентов (1-5).

Отрезок с. Глебовка - с. Гришенка

На описываемом отрезке Тобол принимает два крупных притока: Шортанды и Жилкуар (Синтасты), что определяет водный и гидрохимический режим реки, а также качественные показатели воды. Река имеет постоянный сток (365 дней) в объеме около 254 млн. куб. м/год (7,92 куб. м/с). Средний сток наносов - 82000 т/год, солевой - 178410 т/год.

Минерализация воды в паводок - 0,3 - 0,4 г/л, жесткость - до 3 мг-экв/л. В летнюю межень эти показатели возрастают до 1,5 г/л и 9 мг-экв/л.

В воде присутствуют микрокомпоненты (мг/л): свинец - 0,05, кадмий -0,006, марганец - 0,14, молибден - 0,003, стронций - 0,1, ртуть -0,0001, никель - 0,04, кобальт - 0,02, мышьяк - 0,008.

Среди загрязнителей обнаружены (мг/л): окисляемые органические вещества 3-5, нитраты -5-8, нитриты - 0-0,6, аммоний 0,2-0,7 нефтепродукты - 0,3.

Существенное техногенное загрязнение оказывают выбросы в атмосферу г. Житикара и сбросы стоков этого города. Интегральный показатель качества воды в реке 5-12 характеризует воду как загрязненную, ограниченно пригодную для питьевых, рыбохозяйственных и рекреационных целей и пригодную для полива.

Отрезок с. Гришенка - г. Лисаковск

Свободное течение реки только до п. Денисовка. Ниже сказывается подпорное влияние Верхне-Тобольского и Кызылжарского водохранилищ -

до г. Лисаковска. Среднегодовой сток около 340 млн. куб. м, солевой сток -200 тыс. т/год.

До создания водохранилищ качество воды характеризовалось сле-дующими данными. Минерализация воды в паводок 0,4-0,5 г/л, жесткость до 4 мг-экв/л. В летнюю межень они возрастлит соответственно до 0,8-0,9 г/л и 6 мг-экв/л, а в зимнюю превышали 1 г/л и 6 мг-экв/л. В составе микрокомпонентов фиксировались (мг/л):бром - 0,3, иод - 0,3, бор - 0,7, фтор-1, медь - 0,03, цинк - 0,03, железо - 0,4.

Среди загрязнителей в воде присутствуют (мг/л) нитраты -10,2, нитриты - 0,6, аммоний - 4,5.

После зарегулирования стока (с 1972 г.) качество воды в реке и водохранилище улучшилось за счет разбавления меженного стока паводковым. Однако в воде реки близ п. Орджоникидзе в паводок минерализация воды составила 0,8 г/л, жесткость 6 мг-экв/л, в летнюю межень они увеличились соответственно до 1,02 г./л и 7,7 мг-экв/л, характерно повышенное содержания нефтепродуктов (0,3 - 0,5 мг/л).

У г. Лисаковска минерализация воды на глубине 20 м составила 2 г/л, у поверхности - 0,4 г/л, жесткость соответственно 17,1 и 4,8 мг-экв/л.

Отрезок г. Лисаковск - г. Рудный

Примерно 35 километровый отрезок реки свободен от подпорного влияния Каратомарского водохранилища, но режим стока и гидрохимический состав воды в реке почти полностью определяется влиянием сброса из Верхне-Тобольского водохранилища при заметном влиянии минерализованных подземных вод. Средний расход в паводок 40 куб. м/сек, меженный - 0,3-10 кубм/сек. Отбор воды на водоснабжение г. Лисаковска - 0,65 куб. м/сек. Среднегодовой сток - 8 мкуб./с, сток наносов 95000 куб.м, солевой сток - 113530 т/год.

Минерализация воды в реке в паводок 0,1 - 0,3 г/л, жесткость - 3-3,5 мг-экв/л. В межень они возрастают до 0,8-1,1 и 7-9 мг-экв/л.

Присутствие в воде галогенов (брома и йода), а также повышенное содержание натрия, хлора и сульфатов свидетельствуют о существенном питании реки (и водохранилища) подземными минерализованными водами. Наличие в воде токсикантов техногенного происхождения связано с загрязненностью водосборной территории выбросами в атмосферу, на что в частности указывает и обширная площадь загрязнения.

Интегральный показатель качества воды по токсикантам I и II класса от 2 до 9 характеризуют ее как умеренно загрязненную, ограниченно пригодную для питья и других хозяйственных нужд.

Отрезок г. Рудный - г. Костанай

Свободный от подпорного влияния водохранилищ отрезок протяженностью около 30 км. Ражим стока и состав воды в русле однако почти полностью управляются режимом попусков из вышерасположенных Верхнетобольского и Каратомарского водохранилищ. На состояние качества воды в реке и Амангельдинском водохранилище сказывают заметное влияние: загрязненность площади водосбора атмосферными выбросами (особенно в районе г. Рудного), различные сбросы, утечки и фильтрация загрязненных сточных и дренажных вод, поступление в реку возвратных вод из орошаемых земель, в т.ч. садово-огороднических обществ, а также смывы с застроенных городских территорий (Житикары, Лисаковска, Рудного), промплощадок и хранилищ различных отходов, включая животноводство. Определенное влияние ва качество воды оказывает и подземный сток минерализованных вод, особенно заметный в межень.

Среднегодовой сток - 12,7 куб. м/сек, сток наносов -96000 куб. м, солевой - 276 тыс. т/год.

Минерализация воды в паводок (до регулирования стоков) составляла

0,15-0,3 г/л, а жесткость - до 2,3 мг - экв/л. В настоящее время она несколько выше, так как сказывается влияние общего загрязнения стока и водохранилищ.

В летнюю межень (до 1966 г.) соленость воды в реке у г. Костаная достигала 0,8-1,2 г/л, а жесткость соответственно 5-8 мг-экв/л, в зимнюю - 1,3-1,5 г/л и 10-11 мг-экв/л. В ионном составе воды преобладали хлор, сульфаты и натрий, что явно указывало на их происхождение из подземных минерализованных вод, разгружавшихся в русло на всем его протяжении. Те же условия подземного питания реки сохранились и в настоящее время, однако его роль в природном балансе несколько снизилась за счет регулярно-постоянного сброса части поверхностных вод, особенно в летнюю межень и предпаводковый период - при освобождении емкостей водохранилищ.

Средний многолетний сток (г. Костанай) снизился с 17,8 куб. м/сек до 12,7 куб. м/сек.

В период весеннего обследования, когда одновременно шел сброс в объеме 2 куб. м/сек, минерализация паводковых вод составила 1,1 г/л, жесткость -14,2 мг-экв/л. В летнюю межень они определялись соответственно 0,97 г./л и 10,1 мг-экв/л.

В зимнюю межень при сбросе из Каратомарского водохранилища 2 куб. м/сек, минерализация воды составила 2,4 г/л, а жесткость 15,7 мг-экв/л.

Микрокомпонентный состав воды отразился в следующем виде (мг/л): бром - 0,4-0,1, кадмий - 0,006-0,001-0,005, свинец - 0,06-0,03-0,02, никель - 0,01-0,03-0,04, кобальт - 0,02-0,01 - 0,008, молибден - 0,001-0,002. Интегральный показатель качества воды по сумме токсикантов I и II класса соответственно равен 11: 3 и 13, что характеризует значительную его изменчивость во времени и загрязненность воды, малопригодность воды для питьевых и рыбохозяйственных целей. Вода содержит повышенное содержание нитратов (90 мг/л - лето), что указывает на ее загрязнение хозяйственно-бытовыми отходами, возможно сбросными поливными водами, насыщенными азотными удобрениями, часто применяемыми ири выращивании овощей.

Вода дополнительно загрязнена органическими веществами (5 мг/л), кремнекислотой (13 мг/л) и нефтепродуктами (0,18 мг/л).

Интегральный показатель качества воды (2-16) характеризует ее как опасно загрязненную, особенно в зимнюю межень.

Отрезок г. Костанай - граница с РФ

Отрезок реки характеризуется отсутствием возмущений в русле, но весьма заметным влиянием вышерасположенных водохранилищ, суммарным воздействием загрязнений водосборной площади реки, хозяйственной и бытовой деятельности населения городов и поселков, орошаемых земель и т.д. Определенным образом сказывается и безвозвратное изъятие части стока и его потери (на водоснабжение, орошение и испарение). Природные же условия питания реки, особенно в межень, сказались неизмененными, а участие в них минерализованных подземных вод в значительной мере определяет минерализацию и ионный состав речной воды.

Анализируя основные показатели качества воды до создания водохранилищ и в период их эксплуатации приходится признать их существенное влияние на важнейшие параметры солевого состава речной воды, особенно в после-паводковый период. Исключения представляют лишь залповые сбросы, вызванные ликвидацией «экологических пробок» или дополнительной потребностью в воде г. Кургана. Среднегодовой объем стока - 16 куб. м/сек, сток наносов 96000 куб. м, солевой - 353 тыс. т/год.

Минерализация воды в паводок 0,3-8,4 г/л, жесткость - 2,5-3 мг-экв/л. В летнюю межень, начиная с мая они быстро возрастают соответственно до 0,8-1,2 г/л и 6-9 мг-экв/л, а в зимнюю межень составляют 1,5-2 г./л при жесткости 12-14 мг-экв/л.

В составе микрокомпонентов присутствуют (мг/л): медь - 0,03, цинк -0,04, свинец - 0,04, кадмий - 0,004, марганец - 0,7, молибден - 0,003, стронций -1,3, никель - 0,03, кобальт - 0,02, мышьяк - 0,008.

Интегральный показатель качества воды по токсикантам I и II класса изменяется от 3-7 до 22-26. Наихудший качество воды отмечено в створе г. Костанай - Александровка, ниже оно улучшается вероятно за счет разбавления и частичной сорбции металлов органикой. Вода ограниченно пригодна для питьевых, рыбохозяйственных и рекреационных целей и на предел - для орошения.

Среди загрязнений обнаружены (мг/л): органический окисляемые вещества - 7,1, нитраты 7-10, нитриты 0,07, аммоний 0,7, нефтепродукты - 0,5 (Введенка).

Загрязнение воды ниже г. Костаная обусловленначительной загрязненностью городской и окрестной территории, сбросом по логам большой массы различных загрязнений, утечками и сбросами из канализационных сетей и т.д.

Список использованной литературы

Беус А.А., Грабовская Л.И., Тихонова Н.В. Геохимия окружающей среды, М.: Недра, 1976. 248 с.

Орлов Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М: Высшая школа. 2002.

Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. М.: Высшая школа. 1986. С. 157-164.

Петров К.М. Геоэкология. Основы природопользования. Санкт-Петербург. 1994.214 с.

Веселов В.В., Махмутов Т.Т., Едигенов М.Б., Мирлас В.М., Дейнека В.К. Гидрогеология и охрана окружающей среды горнорудных районов Северного Казахстана. М.: Недра, 1992. 270 с.

Дейнека В.К. Технический отчет о результатах исследований химического и микрокомпонентного состава поверхностных речных вод и донных осадков водотоков и водохранилищ Кустанайской области за 1995 г. Министерство геологии и охраны недр Республики Казахстан, 1996. 234 с.

Маланьин А.Н., Каримов А.Д., Дейнека В.К. Источники загрязнения и качество поверхностных вод бассейна р. Тобол //

Мат-лы Республик, науч. конф. «Устойчивость, антропогенная трансформация и оптимизация природной среды Казахстана». Алматы: КазГНУ, 1998. С. 50-54.

Воронов А.Н. и др. Новые экологические аспекты оценки качества пресных вод. Геоэкология №2, РАН М.:Наука, 1995. С. 47-55.

Инженерная экология и экологический менеджмент / Под ред. Н.И. Иванова. М: Логос, 2001. 528 с.

Ресурсы поверхностных вод районов освоения целинных и залежных земель. т.П, Кустанайская область. Л.:Гидрометиздат. 1959.

Юнусова Г.Б. О необходимости экологической оценки состояния реки Тобол/УТопорковские чтения IV г. Рудный, 1999. С. 400-403.

Снеговских Н.М. Исследования содержания некоторых металлов в водных источниках Кустанайской области. Сб. Среда и жизнедеятельность, Кустанай. 1994.

Гигиена сельского водоснабжения. Справочное пособие. А-Ата: Кайнар. 1989.

Очерки по физической географии Казахстана / Под ред. чл.-корр АН СССР И.П. Герасимова. Алма-Ата. 1952. С. 50-73.

Воин М.И. Геоэкологическая составляющая экологи горнорудных районов. М.: Недра, 1992. 220 с.

Перельман А.И. Геохимия эпигенетических процессов. М.: Недра. 1968.330 с.

Основы гидрогеологии. Гидрогеохимия СО АН СССР. Новосибирск. 1982.

Крайнов СР. и др. Загрязнение подземных вод в сельскохозяйственных регионах. 2 вып. М.: Геоинформ. 1993.

Крайнов СР. Геохимия подземных вод хозяйственно-питьевого назначения. М.: Недра. 1987.

Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеяние. М.: Мысль. 1983. 370 с.

Нежиховский Р.А. Гидролого-экологические основы водного хозяйства. Л.: Гидрометиздат. 1990.

Мазур И.И., Модаванов О.И. Курс инженерной экологии. ГУП. Высшая школа. 2001. 510 с.

Дубинина В.Г. Методические подходы к экологическому нормированию антропогенного сокращения речного стока. Водные ресурсыю т. 23. №ГРАН, М. 1996. 130 с.

Опекунов А.Ю. Экологическое нормирование: Учеб.пособие. СПб. ВНИИ Океанология, 2002. 216 с.

Методы исследования качества воды водоемов/ Под ред. шицковой А.П./М. Медицина, 1990. 280 с.

Тютюнова Ф.И. Гидрогеохимия техногенеза. М.: Наука. 1987.

Кулматов Р.А. Химический состав атмосферных осадков Узбекистана. Водные ресурсы №5. АН СССР. 1992.

Кораблева А.И. Оценка загрязнения водных экосистем тяжелыми металлами. Водные ресурсы №2. АН СССР. 1991.

Уилберг Г.Г., Смит Л., ДЖ.Л. Маланчук. Опись эмиссий тяжелых металлов и гидрофобных органических веществ в бассейне Великих озер. Сб. Труды Советско-американского симпозиума. Гидрометиздат. 1991. 72-98 С.

Питулько В.М. Экологическая экспертиза. М: Academia, 2004. 476 с.

Коваленко М.С. и др. Оценка влияния агротехнических и агрохимических мероприятий на качество речной воды. Водные ресурсы №2. АН СССР. 1991. С. 65-75.

Сборник рекомендаций Хельсинской комиссии / Под.ред. Л.К. Коровина. СПб., 2003. 468.

Каримов А.Д., Маланьин А.Н., Дейнека В.К. Состояние и перспективы использования вод бассейна р. Тобол // Мат-лы Республик, научн. конф. «Устойчивость, антропогенная трансформация и оптимизация природной среды Казахстана.» Ал-маты: КазГНУ, 1998. С 96-102.

34. Сорокин Н.Д. Вопросы экологического аудита. СПб.: Экополис и культура, 2000. 352 с.

Размещено на Allbest.ru