К вопросу об организации системы гидрохимического мониторинга на реке Суре в Ульяновской области

Введение. Гидрохимический фон водоемов определяется многими факторами. На этот фон накладывается воздействие индустриально-коммунальных центров, сельскохозяйственных комплексов, транспорта, а также выпадение загрязнений из атмосферы. Анализ накопленной информации однозначно показывает, что гидробиоценозы представляют собой наиболее уязвимый элемент биосферы. Они чутко реагируют на различные проявления антропогенного пресса. При этом нарушаются структура и условия функционирования гидробиоценозов, что неизбежно ведет к ухудшению качества воды, снижению биологической продуктивности, конечным звеном которой является рыбопродуктивность [4].

В обзорах Министерства лесного хозяйства, природопользования и экологии Ульяновской области о состоянии окружающей среды Ульяновской области за 2012 г. сообщается, что на территории области функционирует государственная система мониторинга загрязнения окружающей среды. Мониторинг загрязнения поверхностных вод в 2012 г. проводился на 7 реках Ульяновской области (Сура, Гуща, Свияга, Сельдь, Черемшан, Барыш, Сызрань) и Куйбышевском водохранилище. Все реки анализировались по «сокращенной программе»: химический анализ проводился по 15 ингредиентам: хлориды, суль- фаты, БПК5, азот аммонийный, азот нитритный, азот нитратный, фосфаты, железо общее, медь, цинк, марганец, хром общий, летучие фенолы, нефтепродукты, СПАВ [2].

Таким образом, из общего числа рек ульяновского Поволжья в систему экологического мониторинга включены лишь семь. На реке Суре Росгидромет имеет лишь одну точку забора воды – 1 км выше р.п. Сурское по течению реки. Назвать такое положение дел системой экологического мониторинга реки Суры, на наш взгляд, было бы не совсем корректно.

Сура – правый приток Волги, протекает в Ульяновской и Пензенской областях, Республике Мордовия, Чувашской Республике, Нижегородской области. Длина – 841 км, площадь бассейна – 67 500 км2. Берет начало на Приволжской возвышенности. Главные притоки – Уза, Алатырь, Пьяна, Инза, Барыш. В низовьях Сура – сплавная и судоходная. Используется для промышленного водоснабжения.

В пределах водосбора Суры находятся города Пенза, Кузнецк, а также ряд крупных районных центров регионов Приволжского федерального округа. В результате река Сура и ее долина испытывают сильное антропогенное воздействие. Во второй половине XX в. оно привело к деградации экосистем реки и ее долины. Негативное влияние ока- зывает на реку Чебоксарское водохранилище, построенное в 1981 г.: замедлилось течение в Суре, река потеряла способность самоочищаться. Резко сократилась численность рыбы. В воде наблюдаются существенные превышения ПДК по фенолам, железу, меди, марганцу, цинку. Загрязненность окружающей природной среды сказывается на качестве питьевой воды и продуктов питания [5].

В 10 км выше Пензы в 1978 г. на 212 км от истока на Суре было построено водохранилище объемом 560 млн м3, которое изменило гидрологический режим реки. В реку Суру и ее притоки осуществляется сброс сточных вод от 34 предприятий, 18 из которых не имеют очистных сооружений. Среди них: ЗАО «Научно-производственное предприятие «МедИнж», ОАО «Биосинтез», ЗАО «Белинсксельмаш», ЗАО «Никольский завод светотехнического стекла», ОАО «Маяк», ОАО НПП «Химмаш-Старт» и др. [3].

Сокращение производства и уменьшение сброса сточных вод в последние годы не привело к восстановлению водных экосистем. Они продолжают деградировать. На Суре необходимо строительство целого ряда природоохранных и очистных объектов, проведение НИОКР и мероприятий, направленных на экологическую реабилитацию реки [5].

Цель исследования. Определить уровень загрязнения воды в реке Суре в границах Ульяновской области.

Для достижения цели решались следующие задачи:

• 1)    определение гидрохимических показателей воды и их сравнение с ПДК;

• 2)    расчет индекса загрязнения вод (ИЗВ) и определение класса качества вод;

• 3)    анализ распределения химических показателей и ИЗВ по течению реки.

Материалы и методы. В период проведения экспедиции «Сура» в августе 2012 г. было отобрано 8 проб воды по течению реки в границах Ульяновской области. Места пунктов отбора проб приведены в табл. 1. Пробы отбирались по общепринятой методике и анализировались по 23 показателям. Индекс загрязнения вод рассчитывался по стандартной методике [1].

Для определения гидрохимических показателей использовались стандартные методики:

• 1)    методика выполнения измерений содержания растворенного кислорода в пробах природных и очищенных сточных вод йодометрическим методом (ПНД Ф 14, 1:2. 101 – 97);

• 2)    методика выполнения измерений жесткости в пробах природных и очищенных сточных вод титрометрическим методом (ПНД Ф 14, 1:2. 98 – 97);

• 3)    методика выполнения измерений pH в водах потенциометрическим методом (ПНД Ф 14, 1:2:3:4. 121 – 97);

• 4)    методика выполнения измерений массовой концентрации общего железа в природных и сточных водах фотометрическим методом с сульфосалициловой кислотой (ПНД Ф 14, 1:2. 50 – 96);

• 5)    методика выполнения измерений биохимической потребности в кислороде после N дней инкубации в поверхностных пресных, подземных, питьевых, сточных и очищенных водах (ПНД Ф 14, 1:2:3:4);

• 6)    методика выполнения измерений массовой концентрации ионов аммония в очищенных сточных водах фотометрическим методом с реактивом Несслера (ПНД Ф 14. 11 – 95);

• 7)    методика выполнения измерений массовой концентрации нитрат-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с салициловой кислотой (ПНД Ф 14, 1:2. 4 – 95);

• 8)    методика выполнения измерений массовой концентрации никеля в сточных водах фотометрическим методом с диметилг-лиоксимом (ПНД Ф 14.1.46 – 96);

• 9)    методика выполнения измерений массовых концентраций сульфатов в пробах природных и очищенных сточных вод титрованием солью свинца в присутствии дитизона (ПНД Ф 14.1;2.108 – 97);

• 10)    методика выполнения измерений массовых концентраций фосфат-ионов в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом с восстановлением аскорбиновой кислотой (ПНД Ф 14.1;2112 – 97);

• 11)    методика выполнения измерений массовых концентраций хлорид-ионов в пробах природных и очищенных сточных вод меркуриметрическим методом (ПНД Ф 14.1;2.111 – 97);

• 12)    методика выполнения измерений массовых концентраций ионов цинка в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом с сульфарсазеном (ПНД Ф 14.1;2.195 – 03);

• 13)    методика выполнения измерений массовых концентраций СПАВ в пробах природных и сточных вод нефелометрическим методом (ПНД Ф 14. 1;2.247 – 07);

• 14)    методика выполнения измерений массовых концентраций ионов хрома в пробах природных и сточных вод методом с ди-фенилкарбазидом (ПНД Ф 14.1;2.52 – 96);

• 15)    методика выполнения измерений массовых концентраций марганца в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом с формальдегидом (ПНД Ф 14.1;2.103 – 97);

• 16)    методика выполнения измерений массовых концентраций ионов кобальта в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом с нитрозо-R-cолью (ПНД Ф 14.1;2.44 – 96);

• 17)    методика выполнения измерений массовых концентраций ионов кадмия в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом с дитизоном (ПНД Ф 14.1;2.45 – 96);

• 18)    методика выполнения измерений массовых концентраций ионов меди в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом с диэтилдитиокарбаматом свинца (ПНД Ф 14.1;2.48 – 96);

• 19)    методика выполнения измерений массовых концентраций свинца в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом с дитизоном (ПНД Ф 14.1;2.54 – 96);

• 20)    методика выполнения измерений массовых концентраций нефтепродуктов в пробах природных и очищенных сточных вод методом ИК-спектрометрии с использо-

  ванием концентратомера КН-2 (ПНД Ф14.1;2.168 – 2000);

• 21)    методика выполнения измерений массовых концентраций нитрит-ионов в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом реактивом Грисса (ПНД Ф 14.1;2.3 – 95);

• 22)    методика выполнения измерений содержания взвешенных веществ и общего содержания примесей в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом (ПНД Ф 14. 1;2. 110 – 97);

• 23)    методика выполнения измерений массовых концентраций сухого остатка в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом (ПНД Ф 14.1;2.114 – 97).

Результаты и обсуждение. Кислородный режим на всех створах изученного участка – удовлетворительный, среднее содержание растворенного кислорода – 7,8 мг/л (табл. 1).

Содержание фосфатов и основных форм азота – в пределах допустимых нормативов.

Содержание органических веществ по БПК 5 можно охарактеризовать как среднее на всем протяжении изученного участка реки. Превышения ПДК зафиксированы ниже р.п. Сурское (в 1,6 раза) и после впадения реки Барыш (в 2,2 раза).

На всех створах Суры были зафиксированы превышения ПДК по марганцу в 2–4 раза, по хлоридам – в 19–28 раз, по взвешенным веществам – в 3–5 раз, по общему железу – незначительные превышения, кроме 2 и 3 створов (см. табл. 2).

Концентрация нефтепродуктов выходит за пределы допустимых ниже р.п. Сурское (почти в 2 раза) и у с. Сара (незначительно).

Серьезное превышение ПДК по цинку (почти в 10 раз) зафиксировано ниже р.п. Сурское. Здесь же наблюдается двукратное превышение ПДК по свинцу и превышение ПДК по кадмию в 4,4 раза.

У р.п. Сурское и у с. Сара имеют место превышения ПДК по меди в 5 и 3 раза соответственно.

Таблица 1

№ п/п	н ф к	Места отбора проб и полученные значения								в м в
		S § S О Й * « S у В О V	S к s Я ¥ § с В ^	S ¥   8 с « S | I В m В и	в т е ф ф W в Е[	ф V 1 § 56 ф S — ВО.	5 5 Ф о М. и ч а	ф § а * 3 ^!« — во.	§-и О V
1	рН	6,9	6,9	6,6	6,0	6,6	6,4	6,6	6,5	6,5–8,5
2	БПК 5 , мг/л	2,75	3,87	2,47	3,98	5,00	4,26	6,68	3,18	3,00
3	Растворенный кислород, мг/л	7,8	8,4	7,2	6,9	7,9	8,7	8,1	7,6	6,0–4,0
4	Взвешенные вещества, мг/л	2,50	3,70	4,00	3,70	2,50	2,70	3,00	3,00	0,75
5	Сухой остаток, мг/л	190,2	193,0	211,0	217,2	219,5	201,2	195,0	223,7	500,0
6	Хлориды, мг/л	14,0	14,0	14,0	12,6	12,6	9,8	14,0	12,6	0,5
7	Сульфаты, мг/л	32,7	34,0	28,6	36,9	36,2	22,2	27,0	27,2	250,0
8	Азот аммонийный, мг/л	0,242	0,180	0,174	0,302	0,236	0,262	0,488	0,202	2,900
9	Азот нитритный, мг/л	0,013	0,015	0,012	0,005	0,005	0,002	0,005	0,007	0,080
10	Азот нитратный, мг/л	0,27	0,27	0,26	0,22	0,22	0,63	0,21	0,23	40,00
11	Фосфаты, мг/л	0,163	0,134	0,159	0,117	0,118	0,117	0,110	0,114	0,500
12	Железо общее, мг/л	0,155	0,061	0,082	0,122	0,134	0,112	0,146	0,127	0,100
13	Хром 6+, мг/л	н/o	н/o	н/o	н/o	н/o	н/o	н/o	н/o	0,02
14	Хром 3+, мг/л	н/o	н/o	н/o	н/o	0,001	н/o	0,008	н/o	0,070
15	Медь, мг/л	н/o	н/o	0,001	н/o	0,005	н/o	0,001	0,003	0,001
16	Цинк, мг/л	н/o	н/o	н/o	н/o	0,096	н/o	0,001	0,015	0,010
17	Никель, мг/л	0,002	0,001	н/o	н/o	н/o	н/o	н/o	0,003	0,010
18	Свинец, мг/л	н/o	0,004	н/o	0,005	0,012	н/o	н/o	н/o	0,006
19	Кадмий, мг/л	н/o	0,002	н/o	н/o	0,022	н/o	0,001	н/o	0,005
20	Кобальт, мг/л	н/o	н/o	н/o	н/o	н/o	0,001	н/o	н/o	0,010
21	Нефтепродукты, мг/л	н/o	н/o	н/o	0,03	0,09	0,03	0,02	0,07	0,05
22	СПАВ, мг/л	0,018	0,015	0,010	0,010	0,010	0,016	0,014	0,013	0,100
23	Марганец, мг/л	0,024	0,022	0,016	0,024	0,038	0,034	0,034	0,037	0,010

Таблица 2

	s § 1 ’I В O Й * « S у В О -J	S м s в " в § h ^	© ia в . © v 1s 5 * © ©	x т e * © ©	V 1 § S — в a	OS © s 5 5 ©	© el § a * 3 © 9 §!« — s a	О V
Количество показателей, превышающих ПДК	4	3	3	4	9	4	4	7
Показатели с превышением ПДК	Mn, хлориды, взв. вещ., Fe общ	Mn, хлориды, взв. вещ.	Mn, хлориды, взв. вещ.	Mn, хлориды, взв. вещ., Fe общ	Mn, хлориды, взв. вещ., Fe общ , Cu, Zn, Pb, Cd, нефтепродукты	Mn, хлориды взв. вещ.	Mn, хлориды, взв. вещ.	Mn, хлориды, взв. вещ., Cu, Zn, нефтепродукты

Количество и распределение показателей, превышающих ПДК, по створам реки Суры (август 2012 г.)

С учетом полученных значений ИЗВ принадлежностью к VI классу качества вод – (табл. 3) вода на участке реки Суры в грани- «очень грязная вода».

цах Ульяновской области характеризуется

Полученные значения ИЗВ по створам реки Суры в границах

Ульяновской области (август 2012 г.)

В динамике значений ИЗВ по створам реки прослеживаются незначительные максимумы (створы № 2, 5, 7), которые могут быть обусловлены попаданием в Суру за-

грязненных вод с акватории Пензенской области, стоков с предприятий р.п. Сурское, загрязнений, приносимых водами р. Барыш (рис. 1).

Таблица 3

	Месторасположение створов
	S в о в О V	© © © S н © о о m В ч:	© © © Ib © © is s * © © m в в	© x т e ^ © ©	© V 1 § © S — s a	© в 5 5 © “ н q a	© § a * 3 © 9 §!« — s a	l« bW О V
Номер створа	1	2	3	4	5	6	7	8
Значение ИЗВ, баллы	7,1	7,5	7,3	7,2	8,1	6,1	7,4	7,0
Класс качества воды	VI, «очень грязная вода»

Рис. 1. Значения индекса загрязнения вод (баллы) по створам реки Суры в Ульяновской области

Заключение. Таким образом, основными загрязняющими веществами реки Суры на участке Ульяновской области являются: взвешенные вещества, хлориды, общее железо, марганец, медь, цинк, свинец, кобальт, нефтепродукты.

Вода на участке реки Суры в границах Ульяновской области характеризуется принадлежностью к VI классу качества вод – «очень грязная вода».

Проведенное обследование показало, что концентрация многих загрязняющих веществ значительно возрастает в черте крупных населенных пунктов и в местах впадения крупных притоков.

С учетом полученных результатов работы считаем необходимым включение всего ульяновского участка реки Суры в систему гидрохимического мониторинга Ульяновского отделения Росгидромета.

• 1.    Методики оценки качества водоемов по комплексу гидрохимических показателей. Гидрохимический индекс загрязнения воды (ИЗВ). – Режим доступа: http://www.ievbras.ru/ecostat/Kiril/ Library/Book1/Content235/Content235.htm. – Загл. с экрана.

• 2.    Правительство Ульяновской области. Министерство лесного хозяйства, природопользования и экологии. Обзор состояния окружающей среды Ульяновской области за 2012 год. – Режим доступа: http://mpr73.ru/review/ . – Загл. с экрана.

• 3.    Промышленность. Официальный сайт администрации города Пензы. – Режим доступа: http://www.penza-gorod.ru/doc2-13.html . – Загл. с экрана.

• 4.    Розенберг Г. С. Волжский бассейн: экологическая ситуация и пути рационального природопользования / Г. С. Розенберг, Г. П. Краснощеков. – Тольятти : ИЭВБ РАН, 1996. – 249 с.

• 5.    Экологическая обстановка в Пензенской области. Состояние поверхностных водных объектов. Река Сура. – Режим доступа: http://www. mypnz.narod.ru/water.html. – Загл. с экрана.

ORGANIZATION OF HYDROCHEMICAL MONITORING ON THE RIVER SURA IN THE ULYANOVSK REGION

A.U. Umnov, E.V. Rastorgueva, M.V. Odushkina

Ulyanovsk State University