Процесс вторичного загрязнения водоема: основные фазы и мероприятия по предотвращению нежелательных экологических последствий

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Процесс вторичного загрязнения водоема: основные фазы и мероприятия по предотвращению нежелательных экологических последствий

Безносов В.Н.

Аннотация

В статье рассматривается явление вторичного загрязнения водных объектов, наиболее часто наблюдаемое при их интенсивном эвтрофировании. На основе многолетнего исследования Курчатовского водохранилища выявлены фазы вторичного загрязнения и причины, его вызывающие. Разработана программа мероприятий по предотвращению и ликвидации негативных экологических последствий.

SECONDARY WATER BODY POLLUTION PROCESS: MAIN PHASES AND NEGATIVE ECOLOGICAL CONSEQUENCES PREVENTION MEASURES

V.N. Beznosov, S.V.Goryunova, M.A. Kuchkina, A.V. Popov, A.A. Suzdaleva

загрязнение водный экологический эвтрофирование

Abstract

The article considers secondary water body pollution phenomenon which is observed primarily in the course of intensive eutrophication. Based on a long-term ecological observation of Kurchatovsky water reservoir secondary pollution phases were detected and pollution causes were revealed. Negative ecological consequences prevention and liquidation program was developed.

В широком смысле под термином «вторичное загрязнение» понимается спровоцированный человеческой деятельностью процесс образования в природной среде веществ, оказывающих негативное воздействие на жизнедеятельность организмов и здоровье человека. Несмотря на широкое распространение подобных явлений, приводящих к значительной утрате рыбохозяйственного и рекреационного потенциалов многих водных объектов, общие закономерности развития этих процессов практически не изучались. Невнимание специалистов к данной проблеме связано, главным образом, со сложностью установления самого факта вторичного загрязнения. В отличие от традиционных форм антропогенного влияния человеческая деятельность в данном случае играет роль пускового механизма, приводящего в действие сложную систему причинно-следственных связей, установление которых представляет собой значительно более сложную задачу, чем фиксация фактов прямого воздействия человека на окружающую среду.

В большинстве случаев вторичное загрязнение наблюдается при интенсивном эвтрофировании водных объектов. При этом наблюдается следующая цепь взаимообусловленных последовательных событий, каждое из которых можно рассматривать как одну из фаз процесса вторичного загрязнения:

1.Интенсификация биопродукционных процессов, обусловленная поступлением в водоем дополнительного количества биогенов (фосфора, азота и др.);

2.Дисбаланс продукционно-деструкционных процессов в водной экосистеме, заключающийся в превышении скорости синтеза органического вещества над скоростью его потребления по существующим в экосистеме трофическим цепям;

3.Накопление в водоеме неиспользованного консументами органического вещества, что внешне проявляется как закономерное увеличение содержания растворенного органического вещества (РОВ) в воде, образование прибрежных и береговых скоплений из остатков отмершей водной растительности, формирование сапропелевидных донных iотложений;

4.Бактериальное разложение скапливающегося органического вещества, вызывающее ухудшение кислородного режима и поступление в водную среду высокотоксичных продуктов разложения (сероводорода, аммиака и др.). Именно на этой фазе, обычно сопровождающейся массовой гибелью гидробионтов, как правило, и фиксируется сам факт «вторичного загрязнения». Хотя, на самом деле, - это лишь наиболее заметные и значимые с точки зрения человека последствия этого явления;

5.Дальнейшее увеличение мощности донных отложений, прибрежных и береговых выбросов, вызывающее уменьшение глубины и площади зеркала водоема;

6.Финальной стадией этих взаимосвязанных событий является превращение водоема в эвтрофное болото.

Именно по такому сценарию в 2000-2004 гг. развивалась экологическая ситуация в Курчатовском водохранилище (водоеме-охладителе Курской АЭС) [1, 2]. При отсутствии каких-либо заметных изменений в характере водопользования на значительной части береговой линии, начиная с 2000 г., начали стремительно формироваться большие скопления остатков отмершей растительности. Их мощность на некоторых участках в 2004 г. уже достигала 1 м, а некромасса превышала 100 кг сырого веса/м2. Основная масса скоплений формируется за счет выбросов рдеста гребенчатого: ассоциации с доминированием Potamogeton pectinatus L. являются преобладающим типом сообществ погруженной растительности. Кроме того, разложение рдестов идет более низкими темпами, чем разложение других растений. В недавно образовавшихся скоплениях значительную долю иногда составляют роголистник погруженный Ceratophyllum demersum L., образующий в последние годы мощные заросли на ряде участков прибрежной зоны, и зеленые нитчатые водоросли. В прибрежной зоне происходило интенсивное отложение сапропеля. Наблюдалось закономерное увеличение концентрации РОВ. Если до 2000 г. Курчатовское водохранилище по комплексу гидрохимических и гидробиологических показателей являлось бета-мезосапробным водоемом [3], то в 2003-2004 гг. на ряде его прибрежных участках сформировались локальные полисапробные зоны, площадь которых постоянно увеличивалась. Результаты биотестирования с лабораторной культурой дафний свидетельствовали о том, что водная среда вблизи скоплений разлагающейся растительности периодически характеризовалась как гипертоксичная (ЛВ50 < 1 ч). Таким образом, в 2003-2004 гг. последствия вторичного загрязнения Курчатовского водохранилища стали представлять реальную угрозу для нормальной работы системы технического водоснабжения АЭС и значительно ухудшили условия существования жителей 50-тысячного Г.Курчатова, использующих берега этого водоема в качестве основного места отдыха. Складывающаяся ситуация настоятельно требовала: во-первых - в кратчайшие сроки добиться значительного улучшения экологического состояния водоема; во-вторых - постоянно поддерживать такое состояние и исключить повторное развитие тех же явлений в будущем. Решить эти задачи одновременно было практически невозможно, поскольку детальное изучение процесса вторичного загрязнения и установление его первопричин требовало проведения серьезных исследований. Поэтому сотрудниками ООО «Альфамед 2000» параллельно разрабатывались программы мероприятий двух типов:

1)экстренные, направленные на скорейшую ликвидацию наиболее негативных последствий вторичного загрязнения;

2)базовые, целью которых являлось предотвращение причин возникновения этих явлений.

Первое из этих направлений включало учет всех крупных скоплений отмершей растительности, исследование механизма их образования (концентрирования на отдельных участках побережья и последующего разложения) и выработку практических рекомендаций по их удалению (вывозу) и утилизации. В частности, была обоснована возможность использования растительной некромассы в качестве удобрения. Реализация этих мероприятий привела к значительному улучшению экологической ситуации: в 2005-2006 гг. все полисапробные зоны были ликвидированы. Уничтожение береговых скоплений отмершей растительности, при разложении которых в водоем поступал мощный поток эвтрофикантов (например, концентрация фосфора в воде вблизи таких скоплений летом 2004 г. достигала 2 мг/л и более), привело к значительному снижению площадей водохранилища, занятых зарослями нитчаток и плохо прикрепленной высшей водной растительности (Ceratophyllum demersum L. и др.), массовое развитие которых в предшествующие годы создавало серьезные биопомехи в работе системы техводоснабжения АЭС. Однако успех этих мероприятий носит временный характер, поскольку представляет собой не предотвращение вторичного загрязнения, а лишь искусственное сдерживание этого процесса на 3-ей фазе его развития.

Если в ближайшие годы накопление растительного материала будет продолжаться такими же темпами, то может наблюдаться заметное расширение площади полисапробных зон. Ухудшение кислородного режима и увеличение токсобности среды способно вызвать массовую гибель водных животных по всей акватории, значительное снижение рыбохозяйственного потенциала Курчатовского водохранилища и практически полную утрату его рекреационного значения. Образование сплавин и возникновение прибрежных болот приведет к изменению облика береговой зоны и уменьшению площади зеркала водоема. Для разработки базовых мероприятий проведено комплексное исследование процесса эвтрофирования водоема-охладителя, осуществлена инвентаризация всех возможных источников эвтрофирования, экологически обоснованы проектные решения по предотвращению поступления в Курчатовское водохранилище стоков ливневой канализации [1, 4].

Литература

1.Безносов В.Н., Горюнова С.В., Кацман Е.А., Кучкина М.А., Суздалева А.Л. Особенности эвтрофирования водоема-охладителя АЭС. // Сб. научных трудов «Актуальные проблемы экологии и природопользования». М: Изд. РУДЫ, 2004, вып.5, ч.2, с.174-184.

2.Горюнова С.В. Закономерности процесса антропогенной деградации водных объектов //Автореферат дис. ... докт. биол. наук. М.: МГУ, 2006. 49 с.

3.Попов А.В., Шидловская Н.А., Кучкина М.А., Карташева Н.В., Лихачева Н.Е. Оценка состояния водоема-охладителя Курской АЭС по эколого-санитарной классификации поверхностных вод // Природоохранное обустройство территорий. Сборник материалов научно-техн. конф. М.: Московский гос. ун-т природообустройства. 2002. С. 36.

4.Суздалева А.А. Инженерно-экологическое обустройство и пути повышения рекреационного потенциала малых городских водных объектов // Автореф. дис.....канд. техн. наук. М.: МГСУ, 2005.24 с.

Размещено на Allbest.ru