В последнее время, в связи с возросшим промышленным освоением Российской Арктики становится актуальным вопрос рационального природопользования. Активизация судоходства по маршруту северного морского пути, строительство морского порта Сабетта увеличивает антропогенную нагрузку на уникальный эстуарий – Обскую губу. Для комплексной оценки антропогенного воздействия на акваторию Карского моря необходим учет качественных и количественных характеристик геохимического стока рек Нижнеобского бассейнового округа: Обь, Пур, Таз, Надым.
Река Надым расположена в Ямало-Ненецком автономном округе и впадает в южную часть Обской губы Карского моря. Длина реки составляет 545 км, площадь бассейна 64 тыс. км2. Исток реки Надым расположен на возвышенности Сибирские Увалы в озере Нумто. Крупные правобережные притоки: р. Танловая (238 км), р. Правая Хетта (237 км), р. Большой Ярудей (190 км). Крупные левобережные притоки: р. Левая Хетта (357 км), р. Хейгияха (Лонг-Юган) (243 км), р. Ярудей (257 км). Река Надым долгое время оставалась малоизученной. Во второй половине XIX века в низовьях реки работал исследователь И.С. Поляков, чуть позже А.И. Якобий и А.А. Дунин-Горкавич, оставившие описание побережья Обской губы и устья Надыма. В 1879 году зимой проездом из низовий в верховья изучил среднее течение реки Надым Н.К. Хондажевский [3].
В пределах бассейна реки Надым субарктический континентальный климат с продолжительной суровой зимой и прохладным коротким летом. Количество осадков в год в среднем 500-700 мм. Смешанное, с преобладанием снегового, питание реки Надым происходит с заболоченных лесов, что приводит к обогащению поверхностных вод органическими соединениями, железом и марганцем. Ледостав начинается в конце сентября, начале октября, сход льда в конце мая. По классификации Алекина река Надым относится к водам гидрокарбонатного класса натриевой группы с низкой минерализацией (менее 100-150 мг/л). В табл. 1 приведены данные о многолетнем среднем водном и твердом стоке р. Надым (база данных Роскомгидромета за период 1970 – 1995) [2].
Таблица 1
Данные о среднем водном и твердом стоке р. Надым
|
Площадь водосбора |
Водный сток |
Сток взвеси |
||||
|
103 км2 |
км3/год |
м3/с |
л/с*км2 |
106т/год |
г/м3 |
т/м2*год |
|
64 |
18 |
570 |
8,9 |
0,4 |
22 |
6,2 |
Таблица 2
Координаты точек отбора проб
|
№ пробы |
Расположение |
северная широта |
восточная долгота |
|
1 |
Река Нияю |
65 ° 05' 27,3'' |
70 ° 57' 33,5'' |
|
2 |
Река Лонгъюган (Лонг Юган) |
65 ° 21' 28,4'' |
72 ° 51' 29,8'' |
|
3 |
Река Правая Хетта |
65 ° 26' 34,5'' |
73 ° 32' 52,7'' |
|
4 |
Река Надым |
65 ° 32' 01,8'' |
72 ° 43' 07,5'' |
|
5 |
Река Надым |
65 ° 35' 38,7'' |
72 ° 40' 26,5'' |
Таблица 3
Солевой состав и содержание биогенных органических элементов
|
Показатель |
Ед. изм |
ПДК хозбыт / ПДК рыбхоз |
проба 1 |
проба 2 |
проба 3 |
проба 4 |
проба 5 |
|
Железо |
мг/дм3 |
0,3/0,1 |
4,41 |
2,52 |
2,62 |
3,47 |
4,24 |
|
Перманганатная окисляемость |
мкО/дм3 |
5,0 |
13 |
12 |
11 |
13 |
21 |
|
Жесткость |
оЖ |
7,0 |
0,6 |
0,2 |
0,3 |
0,2 |
0,2 |
|
Водородный показатель (рН) |
ед. рН |
6-9 |
6,6 |
6,6 |
6,8 |
6,4 |
7,7 |
|
Аммиак и ионы аммония |
мг/дм3 |
2,0/0,5 |
0,43 |
0,37 |
0,34 |
0,33 |
0,45 |
|
Фосфат-ион |
мг/дм3 |
3,5 |
0,97 |
0,65 |
0,28 |
0,34 |
0,65 |
|
Кремнекислота |
мг/дм3 |
10 |
9,6 |
4,8 |
6,9 |
4,2 |
4,4 |
В нижнем течении от устья до города Надым река судоходна на протяжении 107 км. В бассейне реки Надым располагается одно из крупнейших в России месторождение газа – Медвежье, другие газовые, газоконденсатные и нефтяные месторождения углеводородов. По дну реки Надым в 35 км южнее от города Надыма пересекает коридор из 17 веток магистральных газопроводов высокого давления, соединяющие газовые месторождения ЯНАО с европейской частью России. В бассейнах рек Правая Хетта, Левая Хетта, Лонгъюган (Лонг-Юган) расположены компрессорные станции газотранспортной системы.
Цель исследования
Определить по гидрохимическим показателям качество воды р. Надым на современном этапе, установить уровень загрязнения нефтепродуктами и тяжелыми металлами, а также провести сравнительный анализ качества ее воды в разные годы освоения территории.
Материалы и методы исследования
В июне 2015 года проведено гидрохимическое обследование рек Надым, Правая Хетта, Лонг-Юган, Нияю. Отбор проб проводился с учетом требований ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб». Отбор проб осуществлялся с глубины 0,3-0,5 м в объеме 5 л в полиэтиленовые бутыли для общего гидрохимического анализа и 1 л в бутыли из темного стекла для определения содержания нефтепродуктов. В табл. 2 приведены координаты точек отбора проб.
Химико-аналитические работы проводились в стационарной лаборатории качества вод, устойчивости водных экосистем и экотоксикологии, а также в сертифицированной Федеральной службой по аккредитации лаборатории экологических исследований Тюменского государственного университета.
В пробах определялись следующие показатели: pH и щелочность определялись потенциометрическим методом, цветность – фотометрическим методом, сумма нитрат и нитрит ионов, фосфат-ионы, кремний – спектрофотометрическое определение, перманганатная окисляемость – титриметрическим методом, сульфат-ионы и хлорид-ионы – ион-хроматографическое определение (ICS – 5000, Dionex, США). Методом капиллярного электрофореза определялись калий, натрий, кальций, магний. Содержание нефтепродуктов оценивалось методом ИК-спектрометрии. Концентрации металлов определялись атомно-абсорбционным методом с электротермической атомизацией и пламенной атомизацией (ContrAA, AnalytikJena, Германия).
На рис. 1 приведена схема расположения точек отбора проб в бассейне реки Надым.
Рис. 1. Точки отбора проб поверхностных вод
Таблица 4
Содержание тяжелых металлов, нефтепродуктов и АПАВ
|
Показатель |
Ед. изм |
ПДК хозбыт / ПДК рыбхоз |
проба 1 |
проба 2 |
проба 3 |
проба 4 |
проба 5 |
|
Нефтепродукты |
мг/дм3 |
0,1/0,5 |
0,05 |
0,03 |
0,03 |
< 0,02 |
0,04 |
|
АПАВ |
мг/дм3 |
0,5/0,25 |
< 0,015 |
< 0,015 |
< 0,015 |
0,016 |
0,021 |
|
Марганец |
мкг/дм3 |
100/10 |
137 |
76 |
23 |
33 |
44 |
|
Алюминий |
мкг/дм3 |
500/40 |
< 10 |
50 |
15 |
17 |
50 |
|
Никель |
мкг/дм3 |
100/10 |
4,1 |
2,1 |
3,5 |
1,6 |
2,0 |
|
Хром |
мкг/дм3 |
500/70 |
1,1 |
7,2 |
1,1 |
2,4 |
4,0 |
|
Кадмий |
мкг/дм3 |
1/0,5 |
< 0,1 |
< 0,1 |
< 0,1 |
< 0,1 |
0,2 |
|
Медь |
мкг/дм3 |
1000/1 |
< 0,5 |
< 0,5 |
< 0,5 |
< 0,5 |
< 0,5 |
|
Цинк |
мкг/дм3 |
1000/10 |
< 0,5 |
< 0,5 |
1,2 |
1,6 |
< 0,5 |
|
Свинец |
мкг/дм3 |
30/100 |
1,6 |
0,7 |
0,3 |
0,5 |
0,3 |
|
Стронций |
мг/дм3 |
7 |
< 0,25 |
< 0,25 |
< 0,25 |
< 0,25 |
< 0,25 |
Результаты исследования и их обсуждение
Вода реки Надым по величине общей жесткости относится к категории «очень мягкая», в летний период она составляла 0,2-0,6 °Ж. Величина водородного показателя варьировала в пределах 6,4 – 7,7 ед. В летнюю межень вода реки имела величины 2-4 ПДК перманганатной окисляемости 11-21 мг/дм3. Для реки Надым характерно высокое содержание железа 2,52 – 4,41 мг/дм3. Гуминовые органические соединения придают воде бурую окраску и образуют с железом органические комплексы. Из биогенных элементов в воде было определено содержание ионов аммония 0,33-0,45 мг/дм3 и фосфат-ионов 0,28-0,97, кремнекислоты 4,2-9,6 мг/дм3 (табл. 3).
В период исследований содержание нефтепродуктов в воде р. Надым изменялось в пределах < 0,020-0,052 мг/дм3 (табл. 4) и не превышало санитарно-гигиенических [7] и рыбохозяйственных норм [4]. Содержание в воде анионных поверхностно-активных веществ (АПАВ) в пересчете на додецилсульфат натрия было в пределах < 0,015-0,030 мг/дм3, что на порядок ниже величины ПДКрыбхоз 0,25 мг/дм3.
Из тяжелых металлов определялось содержание в воде алюминия, никеля, хрома, кадмия, меди, цинка, свинца, стронция. Превышение ПДКрыбхоз выявлено для марганца и алюминия (табл. 4). Количество марганца изменялось в пределах 23-137 мкг/дм3. Наиболее высокая концентрация марганца отмечалась на станции ниже г. Надым 137 мкг/дм3, т.е. 14 ПДКрыбхоз. Содержание алюминия колебалось в пределах 15-50 мкг/дм3, что незначительное превышает ПДКрыбхоз 40 мкг/дм3. Содержание в воде р. Надым никеля, хрома, кадмия, меди, цинка, свинца, стронция в период исследований не превышало ПДК для рыбохозяйственных водоемов.
В воде реки Надым не выявлены стойкие органические загрязнители, пестициды: гексахлорциклогексан, дихлордифенилтрихлорэтан, дихлорфеноксиуксусная кислота.
Таблица 5
Сравнительная характеристика гидрохимических показателей поверхностных вод р. Надым
|
Показатель |
Ед.изм. |
Правая Хетта 2001 |
Правая Хетта 2015 |
Лонг-Юган 2001 |
Лонг-Юган 2015 |
ниже Надым 2001 |
ниже Надым 2015 |
|
Железо |
мг/дм3 |
2,98 |
2,62 |
2,88 |
2,52 |
4,13 |
4,24 |
|
Ионы аммония |
мг/дм3 |
0,41 |
0,34 |
0,29 |
0,37 |
0,32 |
0,45 |
|
Фосфат-ион |
мг/дм3 |
0,42 |
0,28 |
0,41 |
0,65 |
0,36 |
0,65 |
|
Нефтепродукты |
мг/дм3 |
0,17 |
0,03 |
0,14 |
0,03 |
0,09 |
0,04 |
|
АПАВ |
мг/дм3 |
0,03 |
< 0,015 |
0,05 |
< 0,015 |
0,025 |
0,021 |
|
Марганец |
мкг/дм3 |
25 |
23 |
36 |
76 |
100 |
23 |
|
Медь |
мкг/дм3 |
15 |
< 0,5 |
19 |
< 0,5 |
0,9 |
< 0,5 |
|
Цинк |
мкг/дм3 |
41 |
1,2 |
46 |
< 0,5 |
15 |
< 0,5 |
|
Хром |
мкг/дм3 |
32 |
1,1 |
36 |
7,2 |
1,6 |
4,0 |
|
Алюминий |
мкг/дм3 |
195 |
15 |
103 |
50 |
107 |
50 |
|
Никель |
мкг/дм3 |
9,4 |
3,5 |
7,9 |
2,1 |
2,0 |
2,0 |
Рис. 2. Схема отбора проб в 2001 и 2015 годах
Интересно сравнить полученные данные в 2015 году с аналогичными исследованиями состава вод р. Надым 2001 года [8]. Для сравнения взяты данные трех проб 2001 г.: ниже г. Надыма и ниже впадения в основное русло притоков р. Правая Хетта, р. Лонг-Юган (Хейгияха) (рис. 2).
Сравнительный анализ качества вод реки Надым (табл. 5) показывает, что в период с 2001 по 2015 год почти не изменился солевой и биогенный состав воды по содержанию железа, марганца, ионам аммония, фосфатам, т.е. соответствует характерным для бассейна реки Надым природно-климатическим условиям. Незначительно снизилось содержание в воде АПАВ и нефтепродуктов, алюминия, никеля. Для рек Правая Хетта и Лонг-Юган существенно снизилось (в 20 раз) содержание тяжелых металлов: медь, цинк, хром, что говорит о снижении антропогенной нагрузки, связанной с освоением месторождений углеводородов, расположенных в бассейнах вышеуказанных притоков реки Надым.
Заключение
По состоянию на июнь 2015 года качество воды р. Надым по сравнению с 2001 годом значительно улучшилось из-за снижения количества нефтепродуктов, АПАВ, тяжелых металлов.
По всем показателям вода реки Надым пригодна для рыбохозяйственного и хозяйственно-бытового использования. Единственные показатели, превышающие ПДКрыбхоз в 3-10 раз это содержание железа и марганца, что вероятно связанно не с антропогенным воздействием, а с высокой заболоченностью водосборных территорий, особенностями почвенных и органоминеральных природных факторов. Химическое окисление ионов железа и до гидроксидов и марганца до оксидов приводит к формированию осадка и железо-марганцевых конкреций [1, 5, 6].
Река Надым используется не только как транспортная артерия, но и для ловли рыбы, и как место отдыха. В этой связи наряду с изучением гидрохимических показателей требуется оценить состояние биоты реки. Воды реки несут большое число органических соединений, что не может не оказывать влияние не только на живые организмы реки, но и на здоровье людей, использующих данный водоем. Поэтому дальнейшие исследования данного водотока необходимо направить на изучение гидробиологических данных.