Геохимическая оценка загрязнения малых рек : На примере реки Сестра Московской области

• Автор: Моржухина, Светлана Владимировна
• Шифр специальности: 04.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 108 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ИЗУЧАЕМОГО РАЙОНА

1.1 Рельеф
1.2 Климат
1.3 Гидрологические особенности региона
1.4 Схема протекания реки Сестра
ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГОРОДА КЛИН
2.1 Городские очистные сооружения
2.2 Очистные сооружения АО “Клинволокно”
2.3 Оценка эффективности работы очистных сооружений г. Клина и АО»Клинволокно»
ГЛАВА 3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ РЕКИ СЕСТРА
3.1 Методы пробоотбора, пробоподготовки и химического анализа
3.2 Результаты определения загрязнения воды
3.3 Результаты определения загрязнения донных отложений рек Сестра и Дубна
ГЛАВА 4 ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ПРОЦЕССОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РЕКИ СЕСТРА

4.1 Структура базы данных
4.2 Загрязнение воды реки Сестра
Оценка качества воды реки Сестра в черте г. Клина различными методами
4.2.1 Единые критерии качества вод
4.2.2 Формализованная комплексная оценка качества поверхностных вод по гидрохимическим показателям
Загрязнение донных отложений
Корреляционная зависимость между содержанием загрязняющих веществ в донных отложениях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
В России более 2 млн. малых рек [1]. К малым рекам относят водотоки длиной 60-200км и с площадью водосбора от 1000 до .7000 км2 [2]. На их берегах проживает большая часть населения страны. Экологическое состояние многих малых рек нередко является угрожающим [3]. Многие из них испытывают высокую антропогенную нагрузку, особенно в регионах с высокой плотностью населения [4]. Примером такого региона является Московская область, где сосредоточено большое количество химических предприятий [5].
За последнее столетие малые реки Московской области значительно изменились: только за годы войны была потеряна пятая часть лесов, оберегающих малые реки от высыхания. А при значительной и продолжительной перегрузке рек сточными водами промышленных предприятий в них прекращаются нормальные процессы жизнедеятельности организмов, снижается количество растворенного кислорода, и водотоки превращаются в канализационные коллекторы [6]. Сточные воды, загрязняющие реки, несут с собой разнообразные химические вещества, так как Московский регион является старейшим ядром химической промышленности Советского Союза. Например, до 80 % химического волокна России производится в Подмосковье [7].
В качестве примера в решении научной проблемы - геохимической оценки загрязнения малых рек - была выбрана река Сестра. Она берет начало из оз. Сенежского и протекает по Солнечногорскому, Клиискому и Талдомскому районам -территориям Верхневолжского региона с различной степенью развития
промышленного и сельскохозяйственного производства.
На реке Сестра расположен город Клин, в котором с 1956 года начал действовать один из самых крупных в России комбинат по производству вискозного и капронового волокон (АО "Клинволокно") и, соответственно, трикотажных изделий из этих волокон. Производство вискозных волокон относится к числу экологически опасных, если не соблюдаются определенные санитарно-гигиенические и природоохранные мероприятия.
Город Клин, (100 тыс. жителей (1987)) является районным центром Московской области, впервые упоминаемый в 1317 году. В нем кроме АО "Клинволокно" функционируют промышленные предприятия различных отраслей народного хозяйства, существенно загрязняющие окружающую среду. К ним относятся: п/о "Термоприбор", "Химлаборприбор", стекольный завод, предприятия пищевой промышленности и др. На химических предприятиях в основном используют технологии, разработанные более тридцати лет назад. Они не вполне соответствуют современным экологическим требованиям.
Цель и задачи работы
Настоящая работа является частью исследований, проводимых Эколого-Аналитическим Центром и кафедрой химии Международного университета природы, общества и человека «Дубна» и направлена на решение ряда экологических проблем северо-западной части Московской области. Ее выполнение ограничивалось сроками обучения автора в очной аспирантуре Университета "Дубна" с 1997 по 2000 год.
Целью настоящей работы являлось выявление основных загрязнителей и определение уровня их концентраций в воде и донных отложениях реки Сестра в связи с загрязнением ее сточными водами г. Клин.
Основные задачи работы.
• анализ литературных данных по химическому составу сточных вод, загрязнению поверхностных вод и донных отложений; разработка структуры компьютерной базы данных;
• расширение списка вероятных загрязнителей на основе описания технологии производства;
• освоение аналитических методов определения загрязнителей в поверхностных водах и донных отложениях;
• определение макрокомпонентного состава поверхностных вод, содержания кислорода, показателей БПК, XI1К и концентраций загрязнителей: органических веществ (фенолы, СПАВ и др.), тяжелых металлов, различных форм азота и др.);
• установление корреляций между содержанием загрязнителей в донных отложениях;
• определение токсичности воды с применением биологических тест-объектов (дафния);
• выявление зависимости уровня загрязнения от климатических характеристик;
• проведение физико-химического анализа основных форм нахождения химических элементов в природных водах и донных отложениях.
Актуальность темы
Вплоть до настоящего времени не была дана детальная, комплексная оценка влияния деятельности промышленных предприятий города Клин на речную
экосистему. Содержание многих токсичных веществ, которые присутствуют в сточных водах, в изучаемой экосистеме не определялось. Кроме того, задачи изучения химического состава поверхностных вод особенно актуальны в связи с реализацией Федеральных экологических программ: Федеральной целевой программы
"Оздоровление экологической обстановки на реке Волге и ее притоках, восстановление и предотвращение деградации природных комплексов Волжского бассейна ("Возрождение Волги") [23]; Федеральной целевой программы "Обеспечение населения России питьевой водой"; Федеральной целевой программы "Создание единой государственной системы экологического мониторинга Российской Федерации";
государственной научно-технической программы "Экологическая безопасность России".
Научная новизна
работы состоит в том, что при ее выполнении:
• впервые определены содержания ряда органических веществ (фенолы, нефтепродукты, СПАВ) и тяжелых металлов (Ъп, Сс1, Си, РЬ) в воде и донных отложениях изучаемых водных объектов:
• впервые определена токсичность воды реки Сестра с применением биологических тест-объектов;
• впервые был определен полный макрокомпонентный состав поверхностных вод рек Сестра и Дубна и выяснено его влияние на формы нахождения тяжелых металлов.

Поэтому мы решили подробнее посмотреть качество воды и донных отложений на этом промежутке (створы 7, 8 ,9, 10, 11 ,12)
Также нами был проведен межлабораторный сличительнный эксперимент, который подтвердил достоверность наших данных. Нами были определены фториды ион-селективным методом и сульфаты турбидиметрическим метом. В ГЕОХИ РАН в тех же самых пробах были определены эти анионы при помощи ионной хроматографии
Таблица 18. Оперативный контроль воспроизводимости результатов измерений
Дата Ф.И.О. Дата Ф.И.О. Контроли- руемый Показатель Результат Измерений Расчет |С-Ск| Норматив Оператив- ного Контроля .. д Оценка результатов оперативно го контроля
Ск С1
5 июля ЭАЦ 5 июля ГЕОХИ РАН Р 0,12 1,17 1,05 1,10 удовлетв.
5 июля ЭАЦ 5 июля ГЕОХИ РАН Р 0,11 0,1 0,01 0.01 удовлетв.
5 июля ЭАЦ 5 июля ГЕОХИ РАН БОД2' 16 14,4 1,60 3,68 удовлетв.
Таблица 19. Уровень загрязнения рек Сестра и Дубна летом 1999 года
1 4 5 7 8 9 10 11 12 14 16 18 19 20
Содержание Кислорода, Мг Оч/ л 7,2 9,8 8,4 0 0 0,9 1,2 13 1,9 2,6 3.4 8,9 4,8 5,0 5,4 8,7 7
ВПК 5. МгОч/л 3,6 3,4 3,5 53,8 51,4 48,9 45,6 41,2 36,4 27,5 21,4 4,2 18,3 14,8 10,7 3,2 3
ХПК, Мг О/л 27 30 33 174 158 (57 147 124 121 97 87 54 77 41
СПАВ, мкг/л 17 0 330 4» 460 290 250 250 30
МОГ, мг/л 0,1 0.2 0.5 0.9 0.8 0,6 1,2 1,5 1,2 0,7 0,7 0,04 0,2 0,2 0.2 0,7 0
ИН/, мг/л 0,2 0,1 0,2 9,3 4,7 3,2 5,9 6,1 6,2 4,2 1,1 0,3 1,2 0,5 0,4 0,5 0
N0;", МГ/Л 0,5 8,7 4,4 32 35 22 25 30 32 27 28 1 16 13 6,5 0
БСД2*, мг/л 50 25 32 154 149 І 46 144 140 134 86 60 27 67 61
В 2000 году аварийный режим работы очистных сооружений продолжается.
Нами при этом выявлено, что по уровню воздействия на экосистему реки Сестра источник загрязнения в точке 4 (около дер. Борозда) второй после городских очистных сооружений. У нас нет сведений о происхождении этого источника. Мы приняли решение на промежутке от озера Сенежского до точки 4 добавить два створа (точки 2 иЗ) с тем, чтобы понять, где локализуется этот источник загрязнения.