Реферат: Современное состояние качества воды р.Оби в пределах Тюменской области
Попавшая в реку нефть растекается по поверхности, теряя свои летучие и водорастворимые компоненты. По многочисленным наблюдениям, до 15 % углеводородов нефти может переходить в растворенное состояние [Патин, 1997]. Это относится к низкомолекулярным углеводородам алифатического ряда и ароматической структуры. Некоторые авторы отмечают, что лишь около 1 % сырой нефти растворяется в морской воде, причем концентрация этих растворенных фракций под пленкой нефти не превышает 0,1 мг/дм ; есть также данные о том, что максимальные устойчивые в морской воде концентрации растворенных углеводородов нефти составляют 0,3-0,4 мг/дм3. Превышение этих уровней обычно сопровождается образованием нестойких нефтеводяных эмульсий и появлением на поверхности пленки [Там же].
Определенной закономерности в изменении уровня загрязненности воды р. Оби по течению реки и по периодам года практически не наблюдается. Максимальные количества нефтепродуктов (без учета аварийных выбросов) наблюдаются весной, когда с площади водосбора поступают загрязненные нефтепродуктами воды. Обычно в незагрязненных речных водах количество естественных углеводородов колеблется от 0,01 до 0,2 мг/дм3, содержание естественных углеводородов определяется трофностью водного объекта, зависит от развития и распада фитопланктона, интенсивности деятельности бактерий и т. д. Характер распределения нефтепродуктов и естественных углеводородов по вертикали и акватории рек весьма сложен и непостоянен.
Для водоемов рыбохозяйственного назначения ПДК нефтепродуктов составляет 0,05 мг/дм3. В период наблюдений содержание нефтепродуктов в Оби было всегда выше ПДК (табл. 2). Наиболее загрязнены участки реки в районе городов Нижневартовска, Сургута, п. Белогорье. Среднее количество нефтепродуктов в воде р. Оби в безледный период изменялось следующим образом:
| Год | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 |
| мг/дм3 | 0,16 | 0,19 | 0,27 | 0,22 | 0,14 |
Максимальные количества наблюдались в 1996-1997 гг.; в 1998 г. произошло снижение общего количества нефтепродуктов. Во время аварий, сопровождающихся попаданием нефти в водоемы, содержание нефтепродуктов в р. Оби резко возрастает. Так, в 1997 г. осенью количество нефтепродуктов
в районе п. Елизарово составляло 0,54 мг/дм3 (10,8 ПДК), в 1996 г. в районе г. Сургута — повышалось до 0,52 мг/дм3. Увеличение происходило вследствие аварий на р. Пим.
Нефтяному загрязнению воды р. Оби сопутствует фенольное. Обычно в незагрязненных и слабозагрязненных речных водах содержание фенолов не превышает 20 мкг/дм3. В период исследований содержание фенолов в р. Оби колебалось в пределах 1,0-20,0 мкг/дм3. Максимальные количества, как правило, фиксируются в осенний период.
Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) в значительных количествах поступают с хозяйственно-бытовыми и промышленными стоками. В слабозагрязненных речных водах концентрация СПАВ колеблется обычно в пределах тысячных и сотых долей миллиграмма в 1 дм3. В р. Оби содержание СПАВ в 1998 г. не превышало ПДК (0,1 мг/дм3), локальные загрязнения фиксировались обычно ниже городов Нижневартовска, Сургута в 1996-1997 гг. (2-5 ПДК).
Значительная часть нефтяных углеводородов находится во взвешенной фракции и рано или поздно поступает на дно, где их биохимический распад резко замедляется и они накапливаются в осадках. Исследования показывают, что содержание нефтепродуктов в донных отложениях Оби зависит от гранулометрического состава и содержания органических веществ. Распределение нефтяных углеводородов имеет мозаичный характер и изменяется в довольно широком диапазоне — от 0,7 до 12,3 мг на 100 г сухого грунта. На всем протяжении реки от г. Нижневартовска до п. Казым-Мыс донные отложения загрязнены нефтепродуктами: правый берег — в количестве 0,46-12,3 мг на 100 г грунта; левый берег — 0,42-10,1 мг на 100 г грунта. Наиболее грязными грунты были в 1996 г.; в 1997 и 1998 гг. произошло некоторое снижение содержания нефтепродуктов (табл. 3). Для р. Оби характерно локальное загрязнение донных отложений нефтепродуктами: в районах стоянок судов, сброса сточных вод, нефтебаз и т. д.
Для морских донных отложений количество нефтепродуктов в пределах 1,0-10,0 мг на 100 г грунта является минимальным, при котором биологические эффекты отсутствуют или проявляются в виде обратимых реакций морских организмов. По классификации СибрыбНИИпроекта, донные отложения р. Оби относились к «слабо загрязненным» в 1994-1995 гг.; к «умеренно загрязненным» в последующие 1996-1998 гг. (см. табл. 3) [Уварова, 1988].
Содержание тяжелых металлов в воде и донных отложениях является приоритетным при контроле антропогенного загрязнения в Западно-Сибирском регионе. К ним относятся: кадмий, ртуть, свинец, цинк (1-й класс опасности); никель, хром, медь (2-й класс); марганец (3-й класс).
За время наблюдений (табл. 4) содержание ртути в воде р. Оби в основном не превышало 0,1 мкг/дм3. Повышенные количества отмечались в единичных случаях (1,274 мкг/дм3 в районе п. Перегребное — май 1997 г.; 2,548 мкг/дм3 в районе п. Казым-Мыс — июль 1997 г.).
Количество меди колебалось в пределах 0,006-16,0 мкг/дм3. Повышенные количества отмечались в 1994 г. В 1998 г. содержание меди колебалось от 1,0 до 6,0 мкг/дм3.
Содержание алюминия в воде реки обычно превышало ПДК для рыбохо-зяйственных водоемов (40,0 мкг/дм ).
Для водоемов Обь-Иртышского бассейна характерно повышенное количество железа. В период наблюдений оно изменялось в пределах 554-3900 мкг/дм3, максимум отмечался в 1996 г.
Таблица 3
Среднегодовое содержание нефтепродуктов в донных отложениях р. Оби, мг/100 г сухого грунта
| Район | Год | Правый берег | Левый берег | Среднее |
| Выше г. Нижневартовска | 1995 | 4,8 | 0,78 | 2,8 |
| 1996 | 1,63 | 3,5 | 2,56 | |
| 1997 | 1,2 | 2,28 | 2,74 | |
| 1998 | 2,81 | 1 | 1,9 | |
| Ниже г.Нижневартовска | 1995 | 6,2 | 3,3 | 4,7 |
| 1996 | 1,9 | 3,23 | 2,56 | |
| 1997 | 1,2 | 2,2 | 1,7 | |
| 1998 | 2,84 | 3,4 | 3,15 | |
| Выше г. Сургута | 1995 | 1,1 | 5,1 | 3,1 |
| 1996 | 12,3 | 2,4 | 7,3 | |
| 1997 | 1,2 | 1,58 | 1,39 | |
| 1998 | 2,25 | 1,02 | 1,62 | |
| Ниже г. Сургута | 1995 | 1,73 | 4,1 | 2,89 |
| 1996 | 5,43 | 4,9 | 5,18 | |
| 1997 | 2,11 | 4 | 3,1 | |
| 1998 | 1,72 | 1,25 | 1,48 | |
| п. Кабель | 1994 | 2,75 | 1,8 | 2,75 |
| 1995 | 0,3 | 7,7 | 1,1 | |
| 1996 | 1,9 | 3,8 | 4,8 | |
| 1997 | 1,5 | 1,56 | 2,6 | |
| 1998 | 1,26 | - | 1,41 | |
| п.Белогорье | 1994 | 4 | - | 4 |
| 1995 | 0,63 | 0,42 | 0,53 | |
| 1996 | 3,43 | 8,1 | 5,7 | |
| 1997 | 2,9 | 3,3 | 3,1 | |
| 1998 | 6,2 | 10,1 | 8,15 | |
| п. Елизарово | 1994 | 1,87 | - | 1,87 |
| 1995 | 1,46 | 0,61 | 1 | |
| 1996 | 4,85 | 1,75 | 3,3 | |
| 1997 | 3,16 | 1,7 | 2,43 | |
| 1998 | 1,12 | 2,35 | 1,7 | |
| п. Перегребное | 1994 | 1,2 | - | 1,87 |
| 1995 | 0,73 | 0,8 | 1 | |
| 1996 | 3,3 | 2,2 | 3,3 | |
| 1997 | 1,63 | 1,13 | 2,43 | |
| 1998 | 1,1 | 2,59 | 1,7 |
Таблица 4
Содержание тяжелых металлов в воде р. Оби, 1995-1998 г., мкг/дм3
| Год отбора пробы | Hg | Cd | Mn | Al | Zn | Cr | Pb | Cu | Fe | Ni |
| 1995 | 0,034 | 0,17 | 129,4 | 407,3 | 13,2 | 70,5 | 4,3 | 5,9 | 729 | 15,7 |
| 1996 | 0,019 | 1,27 | 85,6 | 343 | 11,3 | 1 | 10,7 | 0,22 | 1650 | 6,6 |
| 1997 | 0,35 | 0 | 32,3 | 251,3 | 19,4 | 3,4 | О | 1 | 1269,6 | 2,6 |
| 1998 | 0,02 | 0 | 91 | 82,7 | 17,1 | 1,6 | 0,7 | 3 | 1093 | 16 |
| ПДК для рыбохозяйственных водоемов | Отсут. 1,0 | 5 | 10 | 40 | 10 | 70 | 100 | 1 | 100 | 10 |
Содержание марганца в воде р. Оби в 100 % случаев определения превышало ПДК (10 мкг/дм3) и изменялось в широком диапазоне — 14-487 мкг/дм3. Максимальные количества отмечались весной 1995 и 1998 гг., летом и осенью содержание марганца снижалось. Марганец в обской воде в основном естественного происхождения.
Таким образом, вода р. Оби с 1995 по 1998 г. на всем протяжении от границы Тюменской области до п. Перегребное по содержанию ртути, кадмия является «чистой»; по содержанию свинца, марганца, цинка — «умеренно загрязненной»; по содержанию меди и никеля в 1995 г. — «умеренно загрязненной», в 1996-1998 гг. — «слабо загрязненной» [Оксикж и др., 1993].
Донные отложения водоемов являются активными накопителями тяжелых металлов, вследствие чего содержание в них микроэлементов на несколько порядков превышает концентрацию в воде. Благодаря сорбционным процессам происходит очищение воды от соединений тяжелых металлов. Однако в определенных условиях (изменение рН и Eh, наличие разнообразных комплексо-образующих веществ) происходит десорбция металлов и их переход в растворенном состоянии в толщу воды, т. е. донные отложения превращаются в источники вторичного загрязнения водных объектов [Тяжелые металлы..., 1980].
Содержание тяжелых металлов в донных отложениях в 1995-1998 гг. колебалось в довольно широком диапазоне. Оно зависело от гранулометрического состава грунтов, количества органических веществ в донных отложениях, величины рН и др. Кроме того, это связано со временем отбора проб. Весной, в период половодья, пробы донных отложений отбирались у берегов, где летом нет воды. В летний период донные отложения речные. Осенью, в октябре, уровень воды на р. Оби высокий, как правило, в связи со спуском воды из Новосибирского водохранилища, и пробы донных отложений отбирались у берегов, затопленных водой.
Обычно на правом берегу р. Оби донные отложения содержали большее количество тяжелых металлов, чем на левом. По-видимому, это связано с попаданием сточных вод предприятий городов, расположенных на правом берегу. Ниже населенных пунктов содержание тяжелых металлов в донных отложениях увеличивается.
Содержание в донных отложениях цинка колебалось в пределах 21,0-342 мг/кг, максимальные концентрации отмечались в 1996 г.; содержание меди — 2,33-17,92 мг/кг, наиболее высоким было в 1996 г., максимальное количество отмечено в районе п. Белогорье, минимальное — в районе п. Казым-Мыс. Содержание никеля колебалось в пределах 9,36-34,0 мг/кг. Донные отложения р. Оби содержат ртуть и свинец в количествах значительно меньших предельно допустимых концентраций. По содержанию меди, цинка, хрома, никеля донные отложения относятся к «слабо загрязненным». Высокое содержание железа в донных отложениях отмечалось на всем исследованном участке реки и во все сезоны отбора, что вызвано природными причинами.
Совокупность полученных гидрохимических характеристик р. Оби, согласно В. П. Емельяновой с соавт. [1983], показывает ее «неустойчивую загрязненность фенолами среднего и высокого уровня»; «устойчивую загрязненность» среднего и высокого уровня железом, марганцем, алюминием; «неустойчивую загрязненность» медью, никелем, цинком.
Согласно классификации О. П. Оксиюк с соавт. [1993], в зимний период 1995-1997 гг. вода р. Оби относилась к категории «сильно загрязненной»; в открытый период 1995-1996 гг. — «умеренно загрязненной» и в 1998 г. — «слабо загрязненной».
Список литературы
Алехин О. А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 344 с.
Емельянова В. П., Данилова Г. H., Колесникова T. X. Оценка качества поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям // Гидрохимические материалы. 1983. T. 88. С. 119-129.
Оксиюк О. П. и др. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши // Гидробиол. журн. 1993. T. 29, No 4. С. 62-91.
Патин С. А. Экологические проблемы освоения нефтегазовых ресурсов морского шельфа. M.: Изд-во ВНИРО, 1997. 348 с.
Ресурсы поверхностных вод СССР. Средняя Обь. M.: Гидрометеоиздат, 1967. T. 15, вып. 2. 406 с.
Тяжелые металлы в окружающей среде. M.: Изд-во МГУ, 1980.130 с.
Уварова В. И. Современное состояние уровня загрязнения воды и грунтов некоторых водоемов Обь-Иртышского бассейна // Сб. науч. тр. ГосНИОРХ. Л., 1988. Вып. 305.
Экология Ханты-Мансийского автономного округа / Под ред. В. В. Плотникова. Тюмень: СофтДизайн, 1997. 288 с.
СибрыбНИИпроект, г. Тюмень
