Визначення антропогенного навантаження, оцінка екологічного стану території басейну річки Стир із розробкою заходів мінімізації антропогенного навантаження

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Луцький національний технічний університет

Визначення антропогенного навантаження, оцінка екологічного стану території басейну річки Стир із розробкою заходів мінімізації антропогенного навантаження

Бондарчук С.П., к. с.-г. н., доцент

Соніч І.І., студент групи ЕОСм-21

Анотація

Бондарчук C.П, Соніч I.I. Визначення антропогенного навантаження, оцінка екологічного стану території басейну річки Стир із розробкою заходів мінімізації антропогенного навантаження.

У статті висвітлюється питання сучасного стану басейну річки Стир які стосуються антропогенного навантаження, а також мінімізації впливу людини на річку Стир.

Annotation

Bondarchuk S.P., Sonic I.I. Determination of anthropogenic load and assessment of the ecological status of the territory of the river Styr river ways to modernize the ecological state and minimize anthropogenic loading

The article deals with the issue of modernization of all indicators of the Styr River, which are related to anthropogenic loading, as well as minimization of the influence of man and its objects on the river Styr.

Постановка проблеми

Сьогодні людство зустрілось із дуже гострою проблемою нашої планети - дефіцитом якісних водних ресурсів, що зумовлене екологічно не раціональним використанням та забрудненням, виснаженням і наднормативним антропогенним навантаженням. Проблема антропогенного навантаження на водні ресурси в Україні сьогодні залишається як надзвичайно актуальною, так і дуже складною. Це зумовлено найрізноманітнішими факторами, такими як показники якості води, рівні забруднення та показники використання річкового стоку.

Вода є дуже цінним ресурсом для всього людства. На перший погляд може здатись, що запаси води є нескінченними, однак, це питання є відносним і воно має тісний взаємозв'язок, як із запасами прісної води, які складають лише 2,53% від загального об'єму водних ресурсів на нашій планеті так і з антропогенним водокористуванням та водоспоживанням [4].

Саме тому в наш час є доцільним забезпечення раціонального водокористування водо-господарського комплексу (ВГК), яке має ґрунтуватись на дотриманні екологічних норм.

Формування цілей статті. В наш час внаслідок впливу антропогенної діяльності та інфраструктурних об'єктів значного негативного впливу зазнають водні об'єкти. Передусім це проявляється у погіршенні показників якості води, зменшенні стоку річки тощо. Окрім того, опосередкований вплив на водні об'єкти проявляється через нераціональне використання земельних ресурсів, а саме у зменшення лісистості, збільшення урбанізації басейну річки, зменшення площі територій із природним станом, збільшення розораності та площ сільськогосподарських угідь тощо.

Матеріали й методи досліджень. Об'єктом дослідження є показники чотирьох підсистем басейну річки Стир.

В даній роботі були використані матеріали щодо сучасного стану та антропогенного навантаження басейну річки Стир.

В ході виконання роботи використовувалась загальноприйнята «Методика розрахунку антропогенного навантаження і класифікації екологічного стану басейнів малих річок України» [3].

Системна модель розрахунку антропогенного навантаження і оцінки екологічного стану басейну річки (далі - системна модель «Басейн малої річки») побудована за ієрархічним логіко-математичним принципом і призначена для оцінки антропогенного стану в басейнах малих, а за певних умов і середніх річок.

На нижньому рівні ієрархії розглядаються чотири самостійні моделі основних підсистем басейну річки:

I - «Радіоактивне забруднення території».

II - «Використання земель».

III - «Використання річкового стоку.

IV - «Якість води».

Кожна підсистема характеризується набором критеріїв і показників, за зіставленням яких класифікували стан басейну річки стосовно кожного показника, а за їх оцінками - і всієї підсистеми.

При написанні наукової статті були застосовані як загальнонаукові, так і спеціальні методи наукового дослідження. Серед загальнонаукових виділяються: збір інформації, спостереження, проведення досліджень, метод аналізу, порівняльно- оціночний, картографічний, статистичний, метод синтезу. Серед спеціальних методів дослідження використовувалися методи комп'ютерного аналізу, порівняння та моделювання.

Метою даної роботи є дослідження особливостей водокористування та рівня антропогенного навантаження на річку Стир, а також розробка шляхів мінімізації антропогенного впливу на річку з поліпшенням показників якості води.

Для досягнення мети були поставлені наступні завдання:

- проаналізувати літературні джерела з проблематики забруднення річки Стир, а також рівня використання земельних ресурсів у басейні річки Стир, рівні використання річкового стоку та показники якості води;

- на основі отриманих даних здійснити оцінку басейну ріки за кожним показником, використовуючи загальноприйняті методики;

- здійснити оцінювання стану окремих підсистем;

- на підставі вивчення сучасної водогосподарської та екологічної ситуації науково обґрунтувати шляхи оптимізації екологічного стану та мінімізації антропогенного навантаження басейну річки Стир;

- розробити комплекс конкретних організаційних та технічних рішень.

Виклад основного матеріалу дослідження

Досліджуваний об'єкт - річка Стир Річка бере початок із заболоченої балки на південно-східній окраїні с. Пониква Бродівського району Львівської області, тече Малим Поліссям, Волинською височиною і Поліською низовиною [1].

Загальна довжина річки становить 494 км (у т. ч. в межах України - 445 км, в межах Волинської області -235 км). Площа басейну - 12900 км2, в т.ч. вище м. Луцька - 7200 км. Загальне падіння річки - 119,4 м (0,21 м/км), похил - 0,34 м/км, лісистість басейну - 22%, заболоченість - 14%.

Басейн річки Стир, зважаючи на історично - природні аспекти близького розташування до м. Луцька за природно- сільськогосподарським районування України належить до Поліської західної провінції [2].

Басейн річки Стир характеризується досить високим ступенем антропогенного навантаження на водні ресурси, що в свою чергу пов'язано із наявністю значної кількості промислових та сільськогосподарських підприємств, інфраструктурних об'єктів, освітніх медичних та культурних закладів, великою кількістю неочищених стічних вод.

Слід відмітити, що ступінь використання земельних ресурсів безпосередньо пов'язаний з антропогенним навантаженням на водні ресурси річки. Так, зокрема, зменшення лісистості призводить до негативних екологічних наслідків. Не дуже оптимальним із екологічної точки зору є високий ступінь урбанізації території басейну річки, який для басейну р.Стир становить 3,7%.

Загалом оцінка екологічного стану басейну річки за підсистемою "Використання земель" за показником Ні становить «-2,9», що за якісною оцінкою відповідає кількісному критерію «незадовільно», що в свою чергу це пов'язано із зменшенням ступеня лісистості, який для басейну річки Стир склав лише 22%. Зменшення лісистості відбувається внаслідок вирубування лісів в останні десятиліття. Також критичний стан характерний для таких показників даної підсистеми як «ступінь природного стану території», «рівень використання сільськогосподарських угідь» (який склав 53%), а ось ситуація із «ступенем розораності земель» не є такою критичною тому, що ступінь розораності складає 33%, однак задовільним це також назвати неможливо. екологічний антропогенний водокористування річка стир

Серед даної підсистеми ситуація із еродованістю земель басейну є найбільш оптимістичною ступінь еродованості земель басейну річки Стир є порівняно низьким і становить 2,8 т/га за рік.

Позитивним моментом є відсутність радіоактивного забруднення на території басейну річки Стир, хоч і на Стиру створене Хрінницьке водосховище та Хрінницька ГЕС (1958), а також водою річки частково обслуговується Рівненська АЕС (1971). Однак, при цьому надходження радіоактивних речовин в таких обсягах які мали б значення не відбувається .

Підсистема «Використання річкового стоку» має позитивний стан за показником Ні становить 2,0 балів, що за якісною оцінкою відповідає значенню «задовільно». В даній системі було проаналізовано такі основні показники:

- фактичне використання стоку;

- безповоротне водоспоживання;

- скид води у річкову мережу;

- скид забруднених стічних вод.

Фактичне використання стоку річки є в певній мірі задовільним однак спостерігається незначне перевищення. В переважній більшості (до 90%) водозабір здійснюється з джерел підземних вод, тобто забору води із річки Стир як такого суттєвого немає. Річка Стир частково використовується для потреб сільського господарства та водопостачання (зокрема м. Луцьк), а також м. Берестечко, м. Рожище, смт. Колки, с. Старий Чорторийськ, м. Вараш, смт. Зарічне, с. Боровичі, с. Перемиль, с. Пляшева та багато інших використовують річку як місце скиду очищених або недостатньо очищених стічних вод. Водокористувачами є

Хрінницьке водосховище та Хрінницька ГЕС, окрім того водою річки частково обслуговується Рівненська АЕС.

Показник незворотнього водоспоживання характеризується низьким ступенем, що є дуже позитивним моментом з екологічної точки зору. В свою чергу значення даного показника становить 5,4% це пов'язаною з доволі великою кількістю скиду стічних вод і низьким ступенем використання незворотних систем у промислових та інфраструктурних об'єктах міста Луцька та інших населених пунктів басейну річки Стир .

Числове значення «скиду стічних вод» становить 11,23%, що за якісною оцінкою характеризується «близький до норми». Для поліпшення даного показника є потреба у впровадженні певних природоохоронних заходів технологічного характеру, які будуть вказані трішки пізніше. Основними джерелами надходження скиду стічних вод є житлово-комунальні підприємства («Луцькводоканал» та ін.), промислові та інфраструктур ні об'єкти такі як СКФ «Україна», «Гнідавський цукровий завод», «Луцьксанкомунтранс», та інші які скидають стічні води як у р. Стир, так і у її притоки.

Важливе місце і найсуворішим показником за критеріями оцінки є «скид забруднених стічних вод». Для річки Стир його числове значення становить 0,51%, що за якісною оцінкою є «низьким» це означає, що переважна більшість стічних вод нормативно очищується. Загальний скид стічних вод у річку Стир становить 13,1 млн.м³ за місяць; із них забруднених, тобто тих які не пройшли нормативне очищення 0,6 млн.м³. Очищення стічних вод в основному (99,9%) здійснюється біологічним методом та частково механічним методом. Потужність очисних споруд у 2017 році зросла від 45,5% до 51,3%.

Стан підсистеми “якість води” для річки Стир було оцінено за інтегральним екологічним індексом який становить 9,5, що за якісною оцінкою характеризується як «забруднений» та відповідає третьому класу і п'ятій категорії якості води («помірно забруднені»).

До складу підсистеми входять наступні основні показники, які ми проаналізували:

- індекс забруднення компонентами сольового складу;

- трофо-сапробіологічний індекс;

- індекс специфічних речовин токсичної дії;

- інтегральний екологічний індекс.

«Індекс забруднення компонентами сольового складу» у р. Стир становить 2,5, що належить до третьої категорії якості води і за якісною оцінкою відповідає стану «чисті». До показників даного індексу відносять ступінь мінералізації та деякі компоненти іонного складу. Загалом ступінь мінералізації води річки в середньому становить: весняна повінь - 373 мг/дм³; літньо-осіння межень - 414 мг/дм³; зимова межень - 542 мг/дм³. Значення даних показників є в гранично допустимих межах і не чинить негативного забруднюючого впливу на водні ресурси річки .

Стосовно «трофо-сапробіологічного індексу» то тут ситуація дещо гірша. Даний показник становить 6,0, що відповідає п'ятій категорії якості води і за якісною оцінкою означає «забруднені». До складу даного індексу відносять такі показники як вміст завислих речовин, прозорість, БСК, ХСК, кислотність, вміст біогенних сполук фосфору та калію, азот амонійний, сапробність, трофність, біомаса фітопланктону і т.д.

Мутність води в р. Стир упродовж року неоднакова і залежить від інтенсивності ерозійних процесів. Найпрозоріша вода взимку та під час літньо-осінньої межені. У цей час річка живиться підземними водами. Коли до річки стікають талі та зливові води - концентрація завислих речовин у річці різко підвищується, досягаючи максимуму в момент найвищого підйому повені. Показники вмісту завислих речовин змінюються в широких межах: від 12 до 150 г/м. За гідрохімічним режимом р. Стир належить до західно-поліського типу.

Стосовно «індексу специфічних речовин токсичної дії» ситуація нажать є критичною - спостерігається дуже високий рівень забруднення. Даний індекс становить 20,0, що відповідає сьомій категорії якості води, яка за якісною оцінкою характеризується як «дуже брудні». До складу даного індексу відносять групи речовин важких металів, марганець, фториди, нафтопродукти та СПАР.

При протіканні через територію м. Луцька якість води р.Стир знижується внаслідок скиду неочищених зливових, талих, поливо- миєчних вод і очищених стічних вод із міських комунальних очисних споруд; р. Чорногузки - унаслідок скиду стічних вод з очисних споруд Гнідавського цукрового заводу; р. Сапалаївки та р. Жидувки - внаслідок скиду неочищених поверхневих стоків із території міста (у т.ч. і з промислових майданчиків); р. Омеляника - унаслідок інтенсивного рибогосподарського використання, а також скиду неочищених поверхневих стоків. Така ситуація із забрудненням води характерна практично для всіх поверхневих водойм, які протікають через територію великих міст або значних техногенних об'єктів, як то промислові підприємства, звалища тощо.

При скиданні забруднених стічних вод у водний об'єкт, що характеризується турбулентним режимом, відбувається процес розбавлення домішок, які на деякому віддаленні від місця скиду виявляються рівномірно розподіленими по січенню потоку. Процес турбулентної дифузії супроводжується фізико-хімічним знешкодженням, зокрема, окисленням. В результаті розбавлення, аерації, біохімічних і фізичних процесів проходить очищення потоків від забруднення. При повному самоочищенні в потоці чи водоймі відновлюється природний хімічний (склад води і природні біохімічні процеси).

В районі скиду стічних вод за рахунок осадження зважених часточок, що містяться в стічних водах, утворюється зона забруднення донних відкладів. Забруднені ґрунти в певних умовах можуть служити джерелом вторинного забруднення водних мас. Інтенсивне скаламучування ґрунтів, що супроводжується виносом забруднюючих речовин у зваженому стані за межі зони забруднення, призводить до більш-менш значної очистки дна. Такий процес накопичення й промивки може носити періодичний характер і призводити до обмеження росту розмірів зони забруднення дна.

Загальна тенденція - зменшення забруднення річкової води, що відповідає зменшенню обсягів стічних вод (особливо промислових). Має місце інерційність забруднення води. Вона пояснюється наступними причинами:

• Окрім м. Луцька негативний вплив на якість води чинять і інші населені пункти, що використовують р. Стир для водозабезпечення промисловості і сільського господарства (м. Берестечко, смт. Рожище). смт. Млинів Рівненської області, що розміщується на р. Ікві (взагалі не має комунальних очисних споруд). Стічні води Млинова забруднюють р. Ікву, а потім і р. Стир, куди Іква впадає південніше м. Луцька.

• Навіть без стічних вод, що надходять у р. Стир на сучасному етапі існують ще й речовини, які були заакумульовані раніше в донних відкладах. При певних умовах (зміна кислотності, лужність, окисно-відновні умови, турбулентність) забруднюючі речовини, в т.ч. і важкі метали, мають здатність мігрувати із донних відкладів у воду. Саме явище деякого розвантаження забруднюючих речовин із донних відкладів у воду характерно на сьогодні для р. Стир.

* Недосконале функціонування міських каналізаційних очисних споруд (МКОС). Зокрема, на початку 90-х років основна частина забруднення припадала на промислові стоки, що після очистки на локальних очисних спорудах усе одно містили важкі метали, синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР) і т.д. Зараз основна частина забруднення припадає на амоній сольовий, нітрити, нафтопродукти. Є обґрунтована підозра на зміну видового складу активного мулу.

Підсумовуючи, слід відмітити, що хоч із середини 90-х років р. Стир дещо і очистилась, але її стан усе ще далекий від екологічного оптимуму.

Висновки

Незважаючи на те, що дві підсистеми басейну річки мають нормативний екологічний стан, все ж загальна картина є досить незадовільною, тому що більш вагоме значення має підсистема «показники якості води», стан якої для річки Стир є критичним. Загальний екологічний стан басейну річки Стир є «дуже поганий». Це означає, що є потреба у впроваджені певних природоохоронних заходів, які будуть спрямовані на покращення екологічного стану басейну річки Стир та її водних ресурсів.

Перспективи подальших досліджень. На основі проведеного нами аналізу басейну річки та її водних ресурсів для поліпшення екологічного стану та мінімізації антропогенного навантаження рекомендовано впровадити такі природоохоронні заходи :

- запровадження заходів, які спрямовані проти замулення і забруднення, серед яких головними є заборона розорювання земель на ерозійно-небезпечних ділянках, дотримання охоронного режиму у межах водоохоронних зон та прибережних захисних смуг річки та її приток;

- збільшення лісистості басейну р. Стир, що найбільшою мірою сприяє оптимальному стану води у річці;

- модернізація систем очищення стічних вод від ЖКГ, промислових та інших інфраструктурних об'єктів, а саме встановлення новітніх технологій очищення стічних вод (фізико- хімічне та хімічне очищення);

- рекультивація і відновлення еродованих та розораних сільськогосподарських земель;

- застосування протиерозійних технологій у сільському господарстві;

- застосування меліоративних природоохоронних і відновних заходів, які будуть спрямовані на рекультивацію земель;

- впровадження на промислових об'єктах м. Луцька систем зворотного та послідовного водопостачання;

- підвищення екологічної культури населення;

- встановлення засобів економічного стимулювання (використання еколого-економічного підходу до визначення тарифів, використання пільги та субсидування при раціональному та економному використанні води);

- реконструкція та заміна каналізаційної мережі міста Луцьк із зростанням площі перехоплення поверхневого стоку із його подальшим очищенням.

Реалізація запланованих заходів дозволить як покращити ефективність використання водних ресурсів басейну річки Стир, так і зменшити забруднення та зняти соціальну напругу, яка пов'язана із наслідками неоптимального водокористування та погіршеної якості води. Заплановані заходи дозволять суттєво зменшити забруднення поверхневих і підземних вод забруднюючими речовинами, що містяться у стічних водах. Окрім того внаслідок впровадження цих природоохоронних заходів ми зможемо відновити частину втрачених сільськогосподарських земель, забезпечити охорону земель від ерозії та частково відновити лісовий фонд, що в загальному дуже позитивно відображатиметься як на екологічному так і на економічному стані не тільки басейну річки Стир, а й всієї країни.

Перелік джерел посилання

1. Я.В. Верменич. Волинська область // Внттиклопедія історії України: у 10 т. / редкол.: В.А. Смолій (голова) та ін.; Інститут історії України НАН України. -- К.: Наук, думка. 2003. Т. 1:А В. С. 607.

2. Мольчак Я.О. Еколого-економічні основи водокористування / Мольчак Я.О., Фесюк В.О. - Луцьк: РВВ ЛДТУ, 2007. 584 с.

3. Методика розрахунку антропогенного навантаження і класифікації екологічного стану басейнів малих річок України / [А.В. Ялик, Л.Б. Бишовець, О.М. Петрук та ін.] К.,2007. 67 с.

4. Яцик А.В. Водогосподарська екологія: у 4 т. / А.В. Яцик. К: Генеза, 2004. т.З С. 171-207.

Размещено на allbest.ru