Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,686

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НИЖНЕГО ИРТЫША

Чемагин А.А. 1
1 Тобольская комплексная научная станция УрО РАН
В статье приводятся данные гидрохимического режима р. Иртыш на участке нижнего течения в пределах Тобольского и Уватского районов Тюменской области, перечень приоритетных загрязняющих веществ, (тяжелые металлы, мышьяк, нефтепродукты, фенолы, аммонийный и нитритный азот, синтетические поверхностно-активные вещества и др). Проанализированы данные о концентрации нефтепродуктов, тяжелых металлов и других поллютантов в воде и донных отложениях. Кроме того рассмотрены источники поступлениязагрязняющих веществ в р.Иртыш: различают как точечный сброс загрязняющих веществ – со сточными водами, так и диффузное поступление. Точечный сброс осуществляется канализационными и дренажными системами. Крупным источником загрязнения вод р.Иртыш являются поверхностные воды с территории промышленных площадок, а также населенных пунктов. Часть этих сточных вод отводится ливневой канализацией, большая часть этих вод поступает в водные объекты по естественным понижениям. Вода р. Иртыш в нижнем течении устойчиво загрязнена железом, марганцем, периодически наблюдаются высокие концентрации меди, хрома, алюминия, цинка, постоянно наличие средних и высоких концентраций нефтепродуктов, биогенных веществ, фосфатов и фенолов.
трансграничная река
водоток
Иртыш
тяжелые металлы
нефтепродукты
1. Аширбакиева, Г.С. Определение металлов в водной системе Иртыш Тобол / Г.С. Аширбакиева, Н.М.Просвиркина, Т.В. Ривкина // Аналитика и контроль. – 2006. – Т. 1, № 2. – С 61–63.
2. Ильин, Ф.Е. Экологический Мониторинг питьевой и поверхностных вод Иртыша и Тобола в районе Тобольска / Ф.Е. Ильин, Ю.А. Даринский // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. – 2005. – № 13, том 5. – С.281–290.
3. Лезин В.А. Водные ресурсы рек и озер Тюменской области // Вестник Тюменского государственного университета. Социально-экономические и правовые исследования – № 12. – 2011 – С.62–69.
4. Природные условия и естественные ресурсы. Западная Сибирь / Изд-во АН СССР; отв. ред. Г.Д. Рихтер, 1963. – 488 с.
5. Ресурсы поверхностных вод СССР, Гидрометеоиздат, Ленинград, том 15, вып.3 1973 424 с. г.
6. Уварова, В.И. Современное состояние уровня загрязнения воды и грунтов некоторых водоемов Обь-Иртышского бассейна / В.И. Уварова // Сб. науч. трудов ГосНИОРХ. – 1989. Вып. 305. – С. 23–33.
7. Уварова, В.И. Гидрохимическая характеристика водотоков Нижней Оби / В.И. Уварова // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. – 2010. – № 11. – С. 132–142.
8. Шевелева, Т.Н. Состояние водных ресурсов Нижнего Иртыша в Ханты-Мансийском автономном округе/ Т.Н. Шевелева // Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы управления и рационального использования водных ресурсов бассейна реки Иртыш». – Омск. – 2004. – С.38–40.
9. http://www.admtyumen.ru/Состояние окружающей среды Тюменской области-[Электронный ресурс] – (дата обращения 4.10.2016)
10. http://www.nobwu.ru/ Проект «Нормативы допустимого воздействия на водные объекты бассейна р.Иртыш» [Электронный ресурс] – (дата обращения 10.11.2016).

Исток реки Иртыш находится на юго-западной части склонов Монгольского Алатау. Река Иртыш – самый большой приток р. Оби, площадь его бассейна ≈ 1592 000 км2, а длина достигает 4331 км. Наиболее крупные левобережные притоки р.Иртыш это р. Тобол, р. Ишим, р. Конда, правобережные р. Тара, р. Демьянка. Район исследований находится в зоне тайги, что обуславливает небольшое количество тепла и избыток влаги, в результате чего формируется значительное количество болот, озер и заболоченных территорий. Согласно данным [4] на территории Западной Сибири в таежной зоне речной сток наполовину формируется из атмосферных осадков за счет снегового таяния. Высокая степень заболоченности водосборной площади также играет немаловажную роль в формировании речного стока и его качества. Для реки Иртыш на исследуемом участке, характерны ежегодное весеннее половодье, летне-осенняя межень, которая может, которая может нарушаться длительными осадками, вызывающими паводки и зимняя межень. Весеннее половодье начинается в конце марта – начале апреля, максимумы половодья могут происходить при ледовых заторах на реке, что происходит во второй половине апреля, летне-осенняя межень начинается в конце июля и заканчивается в конце сентября. Распределение годового стока 66,7 % – весна, 33,3 % – лето, осень, зима [4].

На исследуемой территории согласно данным [5] умеренно-континентальный климат, в течение всего года возможны резкие температурные перепады. Наиболее низкие температуры воздуха –36–44°С, наиболее высокие +36 +42°С, годовое количество осадков 400–450 мм. Набольшая часть стока наносов происходит в период весеннего половодья [5].

Химический состав. Согласно исследованиям [6], химический состав Иртыша, в пределах участка от г. Тобольска до устья, относительно постоянен. Вода является среднеминерализованной, средней жесткости и относится к гидрокарбонатному классу. Общая сумма ионов в воде у г. Тобольска значительно выше, чем у Ханты-Мансийска. Это происходит за счет того, что в Иртыш у г.Тобольска впадает приток – р. Тобол, которая привносит воду с повышенной минерализацией.Общая минерализация и состав вод Иртыша подвержен изменениям в периоды годовой динамики. В период закрытой воды общее количество ионов в окрестностях г. Тобольска достигает 353 мг/л, возле г. Ханты-Мансийска – 339 мг/л. Основа солевого состава вод реки Иртыш это гидрокарбонаты. В период зимней межени их количество находится в пределах 178–182 мг/л, кальция 37,5 – 38,9 мг/л, хлоридов 20,5 – 24,8 мг/л, магния 11,6–13,2 мг/л. Величина показателя рН находится в пределах значений 6,2–7,9. Минимальные значения отмечаются в подледный период, когда возрастает количество свободной углекислоты.

Согласно ранее выполненным гидрохимическим исследованиям(2008 г) сотрудниками лаборатории экотоксикологии ТКНС УрО РАН, вода в р. Иртыш (ниже г.Тобольска) имеет следующий состав: хлорид-ионы 26,46 – 27,99 мг/л, свободная углекислота 4,41 мг/л, железо общее 0,75–1,39 мг/л, кислород 6,87–6,99 мг/л, кальций 20,44–21,24 мг/л, магний 6,57–7,30 мг/л. Величина показателя рН находится в пределах 8,89–8,96. Содержание сероводорода в пробах воды было в пределах 2,54–3,20 мг/л. Щелочность в этот период исследований составила 1,77–1,82 мг∙Э. Значение бикарбонатной окисляемости находилось на уровне 155,76–160,16 мг СО2/л, перманганатной окисляемости 11,6–13,92 мг О2/л. Количество сульфатов находилось в пределах 22,91–27,67 мг/л.

Биогенный состав. Согласно данным исследователей [6], воды Иртыша содержат все формы минерального азота, при этом наибольшая доля у ионов аммония, максимальное значение которых наблюдается в многоводные годы и достигает значений 0,13–2,26 мг/л у г.Тобольска и 0,46–1,86 мг/л у г. Ханты-Мансийска. Количество нитратов в период «закрытой» воды достигает максимума при значениях 0,5–0,77 мг/л, минимум же 0,01–0,06 мг/л отмечен в период отсутствия ледового покрова. Количество нитрит-ионов в годовой динамике находится в пределах от тысячных до сотых долей мг. Количество фосфатов-ионов достигает значений 0,05–0,28 мг/л. Результаты исследований сотрудников ТКНС УрО РАН характеризуют биогенный состав вод Иртыша подобным образом: количество ионов аммония и аммиака 1–1,23 мг/л, нитритов 0,015–0,08 мг/л, нитратов 0,88–1,45 мг/л, фосфатов 0,116–0,119 мг/л.

Хозяйственная деятельность и загрязнение. В бассейне р. Иртыш в 7 субъектах РФ проживает почти 11 млн.человек, в том числе в городах и городских поселениях – 75 %, в сельских населенных пунктах 25 % [10]. Согласно данным [9] в бассейне р.Иртыш имеется более 950 выпусков сточных вод, в том числе в р. Тобол – 688, в р. Иртыш – 248, в р. Ишим – 17. По характеру поступления в р. Иртыш различают точечный сброс загрязняющих веществ – со сточными водами и диффузное поступление. Точечный сброс осуществляется, канализационными и дренажными системами. Крупным источником загрязнения вод р.Иртыш являются поверхностные воды с территории промышленных площадок, а также населенных пунктов. Часть этих сточных вод отводится ливневой канализацией, большая часть этих вод поступает в водные объекты по естественным понижениям [10].По данным Нижнеобского бассейнового водного управления [10] всего в речную сеть бассейна р.Иртыш в 2005 г. было сброшено 2,1 км3 сточных вод. Всего по данным статистической отчетности по форме 2ТП-водхоз в бассейне р. Иртыш сброс ливневых вод за 2005 г составил 26,8 млн м3, в том числе сброс в речную сеть – 24,4 млн м3, озера – 1,8 млн м3, болота – 0,6 млн м3.

Поступление нефтепродуктов и хлоридов имеет техногенный характер. Высокие концентрации нефтепродуктов характерно для воды Иртыша на протяжении уже более 50 лет. Источники их поступления это сточные воды предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и аварийные разливы на трубопроводном транспорте. Периодически наблюдаются экстремально высокие концентрации нефтепродуктов в воде, например в период летне-осенней межени 1998 г, 93–173 ПДК. Периодически в районе п. Горноправдинск фиксируются экстремально высокие уровни концентрации нефтепродуктов: в 1997 г. – 185 ПДК; в 1999 г. – 158 ПДК; в 2000 г. – 161 ПДК [8].

Основные токсические вещества, занимающие первое место среди, загрязняющих, водоемы Обь-Иртышского бассейна – это нефть и ее производные. Пути и источники попадания в водоемы нефти и нефтепродуктов различны: это и бурение нефтяных скважин и переполнения амбаров нефтесодержащими буровыми растворами, разработка месторождений, порывы магистральных нефтепроводов и сборных коллекторов, при мойке автотранспорта в открытых водоемах, речной и маломерный флот. [6]. Основным источником поступления нефтепродуктов в р. Иртыш с 1960-х годов можно считать Омский нефтеперабатывающий завод.

Загрязняющие вещества от речного транспорта поступают в поверхностные воды во время утечек при транспортировке, авариях и при откачке балластной воды. Наряду с крупными судами источником загрязнения водных объектов является и маломерный флот. В процессе его эксплуатации в воду поступают летучие и нелетучие нефтепродукты, фенолы, ароматические углеводороды, при этом наиболее существенное влияние на качество воды оказывают нефтепродукты [10].

Приоритетные загрязняющие вещества в водах Обь – Иртышского бассейна.Основными загрязняющими веществами воды и донных отложений бассейна реки Иртыш [9]. Основываясь на большом количестве литературных данных [2,3,8–10] можно сказать, что основными загрязняющими веществами Иртыша, являются ТМ, мышьяк, НП, фенолы, аммонийный и нитритный азот, СПАВ и др. По данным [2] в районе г. Тобольска содержание нефтепродуктов достигает 7–74 ПДК, фенолов 2–7 ПДК, ионов железа 9–19 ПДК, меди 8–12 ПДК, цинка 2–4 ПДК, марганца 11–12 ПДК, азота аммонийного 2 ПДК, азота нитритного 6 ПДК. Материалы [9,10], представленные в таблице характеризуют превышение ПДК основных загрязнителей несколько больше: нефтепродукты 1–50 ПДК, фенолы 2–61 ПДК, железо 3–17 ПДК, медь 2–34 ПДК, цинк 1–7 ПДК, нитриты 1–4 ПДК, аммонийный азот и пестициды до 5 ПДК, марганец 3–24 ПДК.

Согласно работе [3] в период последних 20–30 лет содержание основных загрязняющих веществ в р.Иртыш следующее: нефтепродукты в районе г. Тобольска более 25–30 ПДК, железо – 10–12 ПДК, фенолы – 5–6 ПДК. Поступление в р. Иртыш хрома, меди и цинка имеет как природный, так и техногенный характер (сточные воды промышленных предприятий).

Донные отложения являются аккумулятором всех загрязнителей, в том числе нефтяных углеводородов, которые находясь во взвешенной фракции, рано или поздно оседают на дно водоема, где их распад значительно замедляется и они накапливаются в осадочном материале. Аккумулируя тяжелые металлы, донные отложения, являются информативным показатель качества вод [7].

В воде происходит изменение химических форм соединений металлов, аккумуляция их в гидробионтах [1]. Донные отложения это один из главных источников вторичного загрязнения. Самыми опасными поллютантами для речных биоценозов являются ртуть, свинец и кадмий. В результате изменения каких-либо физико-химических условий (например, рН, или растворенного кислорода и т.д.) соединения загрязнителей связанные с донными отложениями могут растворяться в воде, поступая в трофическую цепь и оказывая негативное воздействие на гидробионты. В связи с этим, вероятно, что донные осадки р.Иртыш содержат значительное количество различных загрязняющих веществ, оказывающих отрицательное воздействие на его водный биотоп в целом.

Анализируя данные [2,8,9], можно сказать, что вода Иртыша в нижнем течении устойчиво загрязнена железом, марганцем, периодически наблюдаются высокие концентрации меди, хрома, алюминия, цинка. Для нее характерно постоянное наличие средних и высоких концентраций нефтепродуктов, биогенных веществ, фосфатов и фенолов, периодическое превышение хлоридов над природным фоновым уровнем [8].

Содержание загрязняющих веществ в воде р. Иртыш, кратность ПДК [9,10]

Загрязняющие вещества

ПДК, мг/л

Годы наблюдений

1994 

1999 

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2008

Фенол

0,001

6–17

2–7

2–3

2–6

1–6

2–4

2–8

1–2

-

Нефтепродукты

0,05

12–50

7–94

1–43

4–12

3–8

1–8

до 12

2–8

1–12

Железо общее

0,1

10–13

9–19

5–17

9–17

9–14

8–10

2–11

3–7

1–10

Медь

0,01

8–15

8–12

4–26

5–15

6–24

5–34

3–5

6–15

3–15

Цинк

0,01

7–3

2–4

5

1–4

9–14

8–10

2–11

3–7

0,5–4,0

Азот нитритный

0,02

-

-

1

<1

0

0

<1

1–4

<1

Марганец

0,001

-

11–12

3–24

3–24

9–18

9–19

3–23

6–16

1–11

Азот аммонийный

0,39

-

-

3–5

1–4

1–3

1–2

до 3

<1

<1

Таким образом, основные причины загрязнение вод бассейна р.Иртыш в пределах юга Тюменской области следующие [9,10]:

1. Физический износ оборудования: МП «Туртасское коммунальное предприятие», МП «Ивановское коммунальное предприятие», Бизинское МУП ЖКХ Тобольского района;

2. Поступление на очистку сточных вод в объемах или с концентрацией загрязняющих веществ, превышающих проектные параметры: ЛПДС «Демьянское» ОАО «Сибнефтепровод», ОАО «Российские железные дороги» ст. Демьянская.

3. Несоблюдение технологического режима эксплуатации: КОС пос. Сумкино, ООО «Тобольск-Нефтехим».

4. Несоответствие технологии очистки составу сточных вод: ОАО «Российские железные дороги» ст. Юность Комсомольская.

5. Отсутствие элементов доочистки сточных вод: МУП «Тобольский водоканал».

6. Трансграничный перенос загрязняющих веществ


Библиографическая ссылка

Чемагин А.А. ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НИЖНЕГО ИРТЫША // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 12-8. – С. 1456-1459;
URL: http://applied-research.ru/ru/article/view?id=11061 (дата обращения: 19.05.2019).

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 = 1.252