Просторова інтегральна оцінка забруднення поверхневих вод території Кіровоградської області

Актуальність теми дослідження. Поверхневі води, як важлива складова сучасних ландшафтів та екосистем території Кіровоградської області, а також як складова природних ресурсів мають важливе значення для стійкого, збалансованого розвитку регіону. Вода річок і ставків відіграє провідну роль у формуванні екосистем території. Необхідно підкреслити, що в межах річкових долин існують екокоридори - необхідні складові для існування представників флори і фауни.

Вода використовується як джерело питного, технічного та сільськогосподарського водопостачання, у рибному господарстві, є джерелом поповнення запасів підземних вод тощо. Господарська діяльність людського суспільства негативно впливає на гідросферу.

Аналіз сучасного екологічного стану басейнів річок території свідчить про: 1) надмірне антропогенне навантаження на водні об'єкти внаслідок екстенсивного способу ведення водного господарства, що призвело до їх виснаження та зменшення здатності до самовідтворення; 2) інтенсивне забруднення водних об'єктів внаслідок надходження в них недостатньо очищених і неочищених стічних вод від населених пунктів, промислових підприємств, сільськогосподарських угідь тощо; 3) недосконалість водоохоронних заходів. Аналіз та оцінка сучасного екологічного стану водних об'єктів території Кіровоградської області на основі відкритих даних моніторингу дасть змогу визначити основні проблеми природокористування у басейнах річок.

Незважаючи на ряд аналітичних регіональних досліджень з цієї проблематики [1, 2, 9], проблема екологічного стану, а саме забруднення поверхневих вод регіону залишається актуальною.

Мета і завдання. Метою даної роботи є просторова оцінка стану забруднення поверхневих вод Кіровоградської області.

Об'єкт і предмет дослідження. Об'єктом дослідження є поверхневі води, а предметом - просторовий розподіл стану забруднення поверхневих вод території Кіровоградської області.

Матеріали і методи. В роботі використані дані з відкритих джерел - опубліковані Регіональні доповіді про стан навколишнього середовища території Кіровоградської області за 2016-2018 роки [13, 14, 15], дані державного моніторингу поверхневих вод [3], веб-ресурсу «Чиста вода». Інтерактивна карта забрудненості річок в Україні на основі даних Державного агентства водних ресурсів [18], Веб-ГІС моніторингу якості поверхневих вод України [8], монографій, посібників [5, 10, 12, 17], а також наукових статей в періодичних виданнях і збірниках праць [1, 2, 6, 7, 9]. Усього було використано понад 1000 показників - результатів вимірювань поверхневих вод території Кіровоградської області. Проби води відбирались і визначались співробітниками Лабораторії моніторингу вод та грунтів регіонального офісу водних ресурсів у Кіровоградській області.

Збір, обробка та аналіз результатів дослідження забруднення вод здійснювалась на основі методик, викладених у наукових монографіях, посібниках та статтях [1, 2, 5, 6, 9, 10, 17]. Для інтегральної оцінки стану забруднення поверхневих вод був використаний інтегральний показник - Індекс забруднення вод (ІЗВ), запропонованих професором Хільчевським В.К. [17]. ІЗВ розраховується як зважена сума співвідношень концентрацій у воді забруднювачів і нормативу (ГДК).

Оцінювання за показником ІЗВ дає змогу виконати порівняння якості вод різних водних об'єктів між собою незалежно від наявності різних забруднюючих речовин, а також виявити основні тенденції зміни показників у просторі і часі.

Розрахунок ІЗВ виконується за формулою [16]:

де ГДК - гранично допустима концентрація забруднювача; С - фактична концентрація (значення) показника; п - кількість показників.

Відповідно до рекомендацій, під час розрахунків ІЗВ кількість показників була не меншою 5. Обов'язково враховувались показники біологічного споживання кисню БСК₅ та розчинного у воді кисню. Для останнього, на відміну від інших показників бралося зворотнє співвідношення - норматив/реальна концентрація. Для розрахунків долучали також показники вмісту у воді сульфатів, фосфатів, нітрит-іонів, амоній іонів, хімічного споживання кисню та деякі інші. За кожним із 16 створів (див. табл. 2) визначались середні значення кожного з показників забруднення впродовж останніх 5 років (2014-2018). Одержані в результаті статистичної обробки значення за кожною точкою спостереження використовувались для визначення ІЗВ.

На основі ІЗВ визначали клас забруднення та ступінь забруднення (якість) води на основі запропонованої [17] шкали (таблиця 1.).

Таблиця 1. Критерії оцінки якості вод за інтегральним показником ІЗВ за [17]

Основні результати та їх аналіз. За даними Регіонального офісу водних ресурсів у Кіровоградській області [16] загальний фонд - це 1599 річок загальною довжиною 7233,6 км. Всі водотоки області згідно водогосподарського районування територій України, відносяться до двох басейнів: Південного Бугу та Дніпра. На території області виділяють два суббасейни Дніпра - суббасейн Середнього Дніпра та суббасейн Нижнього Дніпра (див. рис.1).

На території області протікають дві великі річки - Південний Буг і Дніпро, 8 середніх річок: Синюха, Велика Вись, Чорний Ташлик, Ятрань, Інгул, Тясмин, Інгулець, Висунь та 1589 малих річок . Відрізок Дніпра, що протікає по території Кіровоградської області, перетворений на "штучні моря" - Кременчуцьке та Кам'янське водосховища. Загальна протяжність берегової лінії Кременчуцького водосховища в межах області складає - 100,1 км, з яких 35,02 км - абразійні береги, Кам'янського - 39,0 км, з яких 9,8 км береги, що розмиваються. Довжина р. Дніпро в межах області (по фарватеру) становить 68 км. Найбільші притоки - Інгулець, Тясмин. Південний Буг протікає на південному заході області. Його загальна довжина - 806 км, в межах області - 84 км. Найбільші притоки - Синюха, Велика Вись, Чорний Ташлик, Ятрань, Інгул. В області нараховується 1599 річок, загальною протяжністю 7233,6 км, із них малих річок - 1589, довжиною 6318,4 км, з яких 1551 частково пересихає [16].

Рис. 1. Річкова система Кіровоградської області з розподілом за басейнами [16]

Спостереження за станом поверхневих вод Кіровоградської області здійснюють: Державна екологічна інспекція в Кіровоградській області, Департамент екології та природних ресурсів Кіровоградської обласної державної адміністрації, Регіональний офіс водних ресурсів у Кіровоградській області та Кіровоградська обласна санітарно-епідеміологічна станція.

За даними Департаменту екології та природних ресурсів Кіровоградської обласної державної адміністрації [13, 14, 15], основними джерелами забруднеyня є промислові підприємства, що здійснюють скид недоочищених зворотних вод. У басейні Південного Бугу до таких підприємств належать: Смолінське ВКГ ОКВП "Дніпро-Кіровоград", КП "Мала Виска Водоканал", Новоукраїнське ЖКП, КП "Нілот" смт Добровеличківка, Бобринецький міський КП "Міськводоканал". В басейні Дніпра основними забруднювачами є: Знам'янське ВКГ ОКВП "Дніпро-Кіровоград", КП "Оберіг-Аква" смт Олександрівка, КП "Знам'янська обласна бальнеологічна лікарня" Кіровоградської обласної ради.

Аналіз показників забруднення у порівнянні з нормами екологічної безпеки [4] показав, що основні перевищення гранично допустимих концентрацій (ГДК) зафіксовано за сульфатами (до 5 ГДК), нітрит-іонами (до 5 ГДК), хімічним споживанням кисню (до 4 ГДК). Підвищений вміст органічних і сульфатних сполук є наслідком ряду факторів, а саме: надходження у водні об'єкти недостатньо очищених комунальних стоків; скиду із зворотними водами підприємств забруднюючих речовин; висока зарегульованість стоку і як наслідок, мала проточність річок і водойм, збільшення площі випаровування; висока розорюваність сільськогосподарських земель; недотримання умов господарювання в прибережних захисних смугах; в останні роки, недостатня кількість опадів та підвищення середньорічної температури; потрапляння у водойми органічних сполук природного походження.

Обробка результатів хімічних аналізів з використанням інтегрального показника ІЗВ (див. табл. 2) дала можливість оцінити ступінь забруднення водних об'єктів, а також провести просторовий аналіз результатів.

Таблиця 2. Результати інтегральної оцінки забруднення поверхневих вод Кіровоградської області

За критеріями якості (табл. 1) на території області виділено 3 класи водних об'єктів - другий, третій і четвертий. У більшості водних об'єктів (50%) встановлено помірне забруднення води (2-й клас); забрудненою є вода у 19% річок і відносно чистою - у 31% водотоків. Відносно чистою виявилась вода в річці Синюха і її притоках - р. Велика Вись і р. Кільтень, в р. Південний Буг біля м. Гайворон та частково у р. Дніпро (поблизу м. Світловодська). Помірно забруднена вода є в Кременчуцькому водосховищі Дніпра, у р. Інгулець, в р. Інгул та р. Чорний Ташлик. Найбільш забрудненою виявилася вода р. Інгулець нижче м. Олександрії та р. Інгул у межах та нижче м. Кропивницький.

Графічний порівняльний аналіз водотоків території показав (див. рис. 2), що найбільш забрудненою є р. Інгулець, а найбільш чистою - р. Синюха з притоками. За зростанням рівня забруднення річки регіону розміщені наступним чином: р. Синюха, р. Пд. Буг, р. Дніпро, р. Чорний Ташлик, р. Інгул, р. Інгулець.

Рис. 2. Порівняння рівня забруднення води водотоків Кіровоградської області за Індексом забруднення вод(ІЗВ) за період 2014-2018 рр. Цифри на осі Х: 1 - р. Дніпро; 2 - р. Інгулець; 3 - р.Інгул; 4 - р. Чорний Ташлик; 5 - р. Синюха; 6 - р. Пд. Буг

Просторово максимальні рівні забруднення мають водотоки у центральній і південній частинах області. Найбільш чистими виявились води річок північної і західної частини території. Вода річок східної частини (переважно р. Дніпра) має проміжні значення забруднення. Це зумовлено, перш за все співвідношенням між кількістю забруднювачів (розподіл населення і виробництва), а також водністю водотоків та ступенем зарегульованості стоку. Більш повноводні річки півночі області мають меншу кількість техногенного забруднення, тоді як у маловодні та зарегульовані водотоки центру та півдня скидаються значні об'єми зворотних недоочищених вод.

З використанням відкритих даних державного моніторингу водних ресурсів проведено дослідження стану забруднення водотоків території Кіровоградської області впродовж останніх 5 років. Усього проаналізовано понад 1000 показників за 16 створами (точками спостереження). Встановлено, що основними показниками-забруднювачами є сульфати, нітрити, хімічне споживання кисню, які утворюються при скиданні у водойми не доочищених вод з населених пунктів та змиваються опадами з сільськогосподарських угідь.

За результатами інтегральної оцінки якості води (з використанням Індексу забруднення вод (ІЗВ) встановлено, що більшість водних об'єктів (50%) має помірне забруднення, близько 19% - суттєве забруднення і 31% водотоків - незначне з відносно чистою водою.

Річки північної частини та частково західної частини області мають другий клас забрудненості, тоді як у центральних і південних районах води водотоків належать до третього (помірно забруднені) і четвертого (забруднені) класу.

Поверхневі води у межах території Кіровоградської області продовжують належати до найзабрудненіших елементів довкілля. У зв'язку зі зміною кліматичних умов та прогнозованим суттєвим зниженням водності за даних умов стану очисних споруд слід очікувати зростання рівня забруднення водних об'єктів регіону.

вода забруднення інтегральний річка

Бібліографія

1. Вовк В.М. Порівняльний аналіз рівня забруднення поверхневих та підземних вод території Національного природного парку «Бузький Гард»/ Матеріали II Регіональної науково-практичної конференції «Екологічні проблеми сучасності та шляхи їх вирішення». Кіровоград: КОД, 2016. С. 144-149.

2. Вовк В.М., Тимончук К.А. Просторова оцінка забруднення води природних джерел для рекреаційно-туристичних потреб на території Національного природного парку «Бузький Гард» / Матеріали IV Міжнародної науково-практичної конференції «Теоретичні і прикладні напрямки розвитку туризму та рекреації в регіонах України». Збірник наукових праць. Кропивницький. ЛАНАУ, 2018. С. 320-327.

3. Дані державного моніторингу поверхневих вод.

4. Державні санітарні норми та правила «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною» (ДСанПіН 2.2.4171-10).

5. Жемеров О.О., Доц. В.Г. Оцінка якості поверхневих вод суші: Методичний посібник для студентів-географів вищих навчальних закладів. Харків: ХНУ ім. В.Н. Каразіна, 2011. 48 с.

6. Козицька Л.П., Музиченко О.С. Інтегральна оцінка екологічного стану поверхневих вод Річки Західний Буг в межах Волинської області / Людина та довкілля. Проблеми геоекології. № 3-4, 2015. С. 78-83.

7. Лобода Н.С., Пилип'юк В.В. Зміни клімату та їх можливі наслідки у формуванні якості вод (на прикладі річок Псел та Ворскла) / Вісник державного екологычного університету, 2017, № 22. - С. 69-78.

8. Мацібора О.В. Веб-ГІС моніторингу якості поверхневих вод України.

9. Мацібора О.В., Вовк В.М. Веб-ГІС моніторингу якості поверхневих та підземних вод НПП «Бузький Гард» / Географічна наука та освіта: від констатації до конструктивізму: Зб. наук. праць. К., 2018. С. 202-204.

10. Методика екологічної оцінки якості поверхневих вод за відповідними категоріями / А.В. Гриценко, О.Г. Васенко, Г.А. Верніченко та ін. - Х.: УкрНДІЕП. - 2012. - 37 с.

11. Моніторинг та екологічна оцінка водних ресурсів України. Інтерактивна карта Перевищення ГДК показників якості води на постах спостережень. Інститут розробки інформаційних систем. 2019.

12. Основні засади управління якістю водних ресурсів та їхня охорона: навч. посібник / В.К. Хільчевський, М.Р. Забокрицька, Р.Л. Кравчинський, О.В. Чунарьов / за ред. В.К. Хільчевського. К.: ВПЦ "Київський університет", 2015. 172 с.

13. Регіональна доповідь про стан навколишнього природного середовища Кіровоградської області у 2016 році. Департамент екології та природних ресурсів Кіровоградської обласної державної адміністрації.

14. Регіональна доповідь про стан навколишнього природного середовища Кіровоградської області у 2017 році. Департамент екології та природних ресурсів Кіровоградської обласної державної адміністрації.

15. Регіональна доповідь про стан навколишнього природного середовища Кіровоградської області у 2018 році. Департамент екології та природних ресурсів Кіровоградської обласної державної адміністрації. 2019.

16. Регіональний офіс водних ресурсів у Кіровоградській області. Державне агентство водних ресурсів України.

17. Хільчевський В.К., Осадчий В.І., Курило С.М. Основи гідрохімії. К.: Ніка-Центр, 2012. 312 с.

18. Чиста вода. Інтерактивна карта забрудненості річок в Україні на основі даних Державного агентства водних ресурсів.

Размещено на Allbest.ru