Характеристика загрязненности речных вод бассейна Клязьмы в Московском регионе

Размещено на http://www.allbest.ru/

ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАГРЯЗНЕННОСТИ РЕЧНЫХ ВОД БАССЕЙНА КЛЯЗЬМЫ В МОСКОВСКОМ РЕГИОНЕ

В.М. Яшин

ГНУ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова, г. Москва, Россия

Региональные исследования распределения загрязненности речных вод в бассейне р. Клязьмы проводятся на участке от истока из Пироговского водохранилища до г. Владимира в рамках работ, выполняемых по Российско-Германскому сотрудничеству по проектам «Ока-Эльба» и «Волга-Рейн» [1,2].

Река Клязьма имеет длину 686 км и площадь водосборного бассейна 41600 км² [3]. На протяжении 230 км она протекает по Московской области (Москва. Энциклопедия, 1998). Бассейн реки Клязьмы приурочен к наиболее развитому урбанистическому образованию Центрально-русского мегаполиса Москва - Нижний Новгород [4]. Между Москвой и Нижним Новгородом из-за благоприятствующих обстоятельств сложилась цепочка городов, обусловливающих высокую антропогенную нагрузку на реки.

В пределах Московской области в бассейне Клязьмы расположены крупные промышленные города: Пушкино, Ивантеевка, Щелково, Королев, Ногинск, Павловский Посад и Орехово-Зуево, сточные воды, из которых поступают непосредственно в реку.

Московский регион в целом характеризуется сложной экологической ситуацией, весьма негативно отражающейся на качестве природных вод. По масштабам промышленного производства, транспортного и коммунального хозяйства в Московском регионе сконцентрировано более 10% производительных сил России [5].

Верховье р. Клязьмы реконструировано в связи со строительством канала им. Москвы и вместо естественного стока в реку поступают (в том числе и через р. Учу) зарегулированные расходы из системы водохранилищ канала им. Москвы. В г. Щелково функционирует крупнейшая в Подмосковье межрайонная станция технологической обработки сточных вод. В р. Клязьму сбрасываются стоки в объемах до 50% общего речного стока.

В меньших объемах в Клязьму в пределах исследованного участка реки сбрасываются сточные воды после очистных сооружений из городов и поселков (Павловский Посад, Ногинск, Орехово-Зуево, Петушки, Лакинск, Собинка и др.)

Исследования формирования загрязненности речных вод в бассейне р. Клязьмы проводятся на участке от истока Клязьмы из Пироговского водохранилища до г. Владимира. Городские сточные воды являются мощным источником загрязнения речных вод. Хотя по определению это пунктуальные (точечные) источники, но по значению они носят региональный характер. Бассейн Клязьмы для изучения влияния городских сточных вод на качество речных является весьма показательным. Вода из Пироговского водохранилища, унаследовавшая качество волжской, поступает в речную систему Клязьмы и уже в районе г. Щелково подвергается мощному воздействию сбросов в разной степени очищенных сточных вод, поступающих с межрайонных очистных сооружений. Ниже по потоку качество воды формируется за счет крупных притоков (Воря, Шерна, Киржач, Пекша, Ворша, Колокша и др.) и сточных вод городов (Ногинск, П. Посад, Орехово-Зуево и др.).

По химическому составу речные воды в бассейне Клязьмы относятся к гидрокарбонатному классу группы кальция. Основной чертой гидрохимического режима равнинных рек данного типа является сезонный характер изменений химического состава и концентраций некоторых загрязнителей. Детальные исследования, выполненные нами на реках Оке и Москве-реке в районе Коломны [2], позволили установить сезонность изменений общих показателей качества речных вод (электропроводности, величины рН, температуры), содержания макрокомпонентов, растворенного кислорода и некоторых биогенов.

Выполненные экспедиционные исследования позволяют охарактеризовать распределение параметров качества воды по продольному профилю Клязьмы и на этой основе установить основные пунктуальные источники загрязнения. Распределение основных показателей качества воды по длине реки на два периода исследований показаны на рис. 1.

Электропроводность воды определяется суммой растворенных солей, и во многих странах мира рассматривается как основной базовый показатель качества природных вод. Полученные данные показывают (рис. 1, верхний график), что значения электропроводности (381- 832 мкСм/см) на исследованном участке профиля реки относительно невелики и характерны для пресных вод, а распределение по профилю не равномерно. Общий вид графиков как для 2001г., так и для 2004 г. имеет одинаковый вид. На графиках четко прослеживается достаточно интенсивное возрастание электропроводности с максимумом значений в нижней части г. Щелково, обусловленным сбросом сточных вод с очистных сооружений, и последующим снижением электропроводности к границе области исследований. Два локальных повышения значений после г. Щелкова наблюдаются ниже городов Ногинск и Орехово-Зуево, что вызвано также влиянием городских сточных вод.

Величина рН является важнейшим показателем качества воды. Она определяет условия существования водной растительности и организмов, направленность гидрохимических процессов и подвижность многих загрязнителей в водной среде. Полученные данные показывают, что распределение величины рН по профилю схематично носит однообразный характер. Изменения, как правило, не превышают единицы. Ранее проведенными исследованиями установлено, что в годовом разрезе изменения носят сезонный характер [2] с максимальными значениями в летнюю межень. Общим является закономерное снижение величины рН (увеличение кислотности) по мере удаления от истока.

Температура воды является важным показателем, определяющим характер и интенсивность гидрохимических, гидробиологических и биологических процессов и, в то же время, служит чувствительным индикатором техногенного воздействия на речную систему, особенно в периоды с отрицательной температурой воздуха. Графики распределения температуры речной воды схематично похожи на графики электропроводности. Пики повышения температуры обусловлены поступлением относительно теплых городских сточных вод. Максимальные значения приурочены к нижней части г. Щелкова. Ниже по течению происходит снижение температуры до сезонных значений. Наблюдения, выполненные в декабре 2004 г., показали, что устойчивый ледовый покров сформировался на участках р. Клязьмы от истока до очистных сооружений г. Щелково, от дер. Березовый мостик до плотины в г. Ногинске, от дер. Большие дворы до очистных сооружений г. Орехово-Зуево и от пос. Городищи до границы области исследований. По температурному режиму в зимний период имеется возможность визуального выявления загрязненных участков реки.

Рис. 1 Изменение электропроводности воды р. Клязьмы по продольному профилю (данные измерений в октябре 2001 г., декабре 2004 г.)

Биогенные загрязнители. Повышенное содержание аммония и нитритов в речных водах р. Клязьмы в пределах Московской области отмечается по данным наблюдений ОГСН за длительный период. Практически все проведенные нами анализы проб речных вод и родников 2001и 2004 гг. показали наличие биогенных загрязнителей.

Распределение основных загрязнителей по длине потока (по данным 2001 и 2004 гг.) показано на рис. 2. Характерным является резкое увеличение концентраций биогенных загрязнителей после г. Щелкова (данные за 2001 и 2004 гг.). Ниже по потоку после интенсивного снижения (от г. Ногинска) происходит постепенное выравнивание значений. Предельно допустимые концентрации превышены в 2001 году для фосфатов, аммония и нитратов (1 проба). В 2004 году наблюдается аномально высокие (до 10 ПДК) концентрации ионов аммония. На графиках концентраций сульфатов и хлоридов четко выделяются участки поступления сточных вод ниже городов Щелково, Ногинск, П.Посад и Орехово-Зуево (в особенности на графиках 2004г.). По виду они повторяют графики распределения электропроводности, что подтверждает основную роль указанных ионов в формировании электропроводности. По абсолютной величине содержание сульфатов и хлоридов не превышает нормативных значений.

Рис. 2 Распределение концентраций биогенных загрязнителей, сульфатов и хлоридов по продольному профилю р. Клязьма

Тяжелые металлы. Проведенными ранее исследованиями [1,2,6,7] установлено, что бассейн р. Клязьмы характеризуется наибольшей степенью загрязненности речных вод. Общей закономерностью является наличие наибольших концентраций в периоды с минимальным расходом рек.

Проведенные в 2004 г. исследования также показали значительную загрязненность речных вод р. Клязьмы тяжелыми металлами. Практически во всех пробах обнаруживаются тяжелые металлы. Наибольшим распространением характеризуются медь, цинк, железо, марганец, реже встречаются никель и свинец. На графиках рис. 3 показано изменение содержания металлов по продольному профилю в пределах исследованного участка реки. Общей закономерностью является снижение концентраций практически всех исследованных металлов по данным последних исследований по сравнению с 1995 годом.

Наибольшая загрязненность медью наблюдается на участках р. Клязьмы после г. Щелкова и от г. Ногинска до г. П.Посада. Весьма высоким загрязнением (более 25 ПДК) характеризуется р. Шерна. По данным 1995 г., участки с аналогичным уровнем загрязнения имели большее распространение. Для цинка распределение концентраций носит аналогичный характер (рис. 3). Повышенные концентрации приурочены к нижним частям городов Щелково, Ногинск и Орехово-Зуево. Более 10 ПДК загрязнена р. Шерна.

Марганец характеризуется общим повышенным содержанием (см. рис. 3) и, вероятно, является региональным загрязнителем. Ранее нами отмечалось, что повышенные концентрации марганца характерны и для бассейна р. Оки в Московском регионе [1]. По профилю р. Клязьмы наибольшими концентрациями характеризуются участки реки в районе городов Щелкова и П. Посада.

Для железа (см. рис.3) наблюдается наиболее заметное во времени снижение концентраций, если в 1995 г. на карте отсутствовали участки с концентрациями менее ПДК, то в 2004 г. они имеют значительную протяженность. Отличительной особенностью распределения загрязненности железом является увеличение концентраций в нижней части исследованного участка реки, то есть во Владимирской области. Вероятно, это обусловлено влиянием притоков, дренирующих заболоченные территории.

По данным 1995 г., притоки Шерна, Б.Дубна, Киржач, Волга, Липна и Пекша характеризуются повышенным в сравнение с р. Клязьмой содержанием железа.

Проведенные исследования распределения загрязненности речных вод в бассейне р. Клязьмы, показали, что общий уровень загрязненности имеет тенденцию снижения, в особенности это касается тяжелых металлов. Содержание биогенных загрязнений остается на высоком уровне. Основными источниками поступления загрязнителей в речную сеть являются городские сточные воды промышленных центров, расположенных по берегам и в бассейне р. Клязьмы. Особо следует отметить негативную роль сбросов сточных вод с межрайонной станции очистки в г. Щелково. Для улучшения экологического состояния реки здесь необходимо существенно улучшить степень очистки сточных вод или подачу дополнительного расхода воды из Пироговского водохранилища для разбавления стоков.

Рис.3 Изменение содержания металлов в воде Клязьмы (IX-X 1995 и XII 2004гг.)

Библиографический список

бассейн клязьма загрязнители химический

1. Райнин В.Е., Сергеев С.К., Яшин В.М. Загрязнение металлами речных вод бассейна Оки в Московском регионе.//Международный симпозиум «Вода: Экология, технология». М., 1998.

2. Новосельцев В.Н. и др. Техногенное загрязнение речных экосистем. М.: Научный мир, 2002. С. 54-62.

3. Яблоков Ю.Е. Ресурсы поверхностных вод СССР, Верхне-Волжский район кн. 1/ред. М.: Гидрометеоиздат, 1973, Т. 10. С. 53.

4. Лаппо Г.М. География городов: Уч. пособие для географ. ф-тов, вузов, М.: Гуманит. издат. центр ВЛАДОС, 1997. 480 с.

5. Кузнецов Т.Н., Севастьянов В.Г., Розанов А.Г. и др. Экспресс-контроль летучих соединений в природной воде //Сб. научн. тр. Проекты развития инфраструктуры города. Вып. 4. Комплексные программы и инженерные решения в области экологии городской среды. М.: Изд-во Прима-Пресс, 2004.

6. Водные ресурсы Московской области: их состояние и охрана.//Сб. Охрана водных ресурсов Московской области. М., 1997.

7. Состояние окружающей среды Московской области. Государственные доклады за 1998 и 1999 годы.

Размещено на Allbest.ru