Мониторинг водных объектов в некоторых населенных пунктах Высокогорского района

Важность воды трудно переоценить. Жизнь возникла в воде, человек на 80 процентов состоит из воды, растения и животные не могут существовать без воды. Вода - основа всего живого на земле [2]. Защита окружающей среды от негативных последствий антропогенной деятельности является одной из актуальных проблем в земледелии. Загрязнение окружающей среды происходит в результате неправильного использования пестицидов, внесения сверхнормативных доз минеральных и органических удобрений, поступления отходов и стоков животноводческих ферм и т.д.

В мире ежегодно теряется с грунтовыми и поверхностными водами 18 млн. т азота. Уменьшение мощности гумусового горизонта, а также ухудшение обеспеченности растений влагой в результате большого стока и обесструктуривания почв ведет к снижению урожайности на слабоэродированных почвах на 10-20 %, на среднеэродированных – на 20-50 и сильноэродированных – на 50-80 %.

В мире ежегодно производят около 100 млн. т действующего вещества удобрений. При внесении удобрений требуются точные расчеты доз, строгое соблюдение техники и последовательности их применения, в частности, нежелательны высокие дозы азота – более 100-150 кг/га [4].

Так, наблюдается проникновение нитратов, нитритов, аммония в подземные воды на десятки метров водоносных горизонтов. Повышается содержание нитратов, аммония в речных, озерных водах, в эстуариях.

Потери азотных удобрений в результате вымывания могут быть также очень большими, достигая 15-20 % внесенного количества. Вместе с нитратами городских нечистот, стоков навозной жижи, продуктами выхлопных газов и других отходов нитраты удобрений могут достигать опасных концентраций (более 40 мг/л) в овощах, питьевой воде, становясь канцерогенами [6].

Внесение минеральных удобрений, использование пестицидов, мелиорантов ведет к загрязнению почв тяжелыми металлами и другими химическими элементами. В связи с этим особенно важно научно обоснованное применение химических средств в сельском хозяйстве и экологическая их оценка.

В современном мире ежегодно на каждого человека в среднем приходится до 5 т органических и минеральных отбросов и отходов. Эти вещества загрязняют почвенный покров, воду и воздух, причем, из водной и воздушной среды прямыми или косвенными путями попадают в почву [5].

Целый ряд регионов характеризуется низкой водообеспеченностью, обусловленной как физико-географическими факторами, так и спецификой расселения и хозяйственного освоения территории [3]. Поволжье является одним из крупнейших административных сельскохозяйственных регионов России. На его долю приходится 21,8 % сельскохозяйственных угодий и 22,4 % пашни, которые в большой степени подвержены эрозионным процессам. Смытых земель здесь насчитывается свыше 12,2 млн. га, сенокосов и пастбищ 3,6 млн. га. Широко распространены также различные формы линейной эрозии. Оврагами, промоинами и обрывами выведено из оборота 379,1 тыс. га сельскохозяйственных угодий [4].

Овражная эрозия повреждает земельные угодья экономического района весьма неравномерно. При средней плотности оврагов в регионе 0,8 га на 1 км2 сельскохозяйственных угодий в Татарстане она достигает 1,5 га. Талыми и ливневыми водами, например, не только уничтожаются посевы сельскохозяйственных культур, но и нарушается почвенный покров. Последствия этого могут сказываться долгие годы.

Целью данных исследований являлась оценка качества природной воды водных объектов у населенных пунктов Большие Ковали (родники, плотина) и Айбаш (плотина) Высокогорского района.

Материал и методы исследований.

При анализе почвенно-грунтовых вод первостепенное значение с позиций охраны почв от химического загрязнения имеют следующие показатели: величина рН, общая щелочность или кислотность, мутность воды, перманганатная окисляемость, а также содержание в водах тяжелых металлов, фторидов, соединений серы, нитратов и фосфатов.

Вода-универсальный растворитель питательных веществ и среда, в которой протекают физико-химические реакции. Недоброкачественная вода может быть источником и распространителем возбудителей инфекционных и инвазионных заболеваний, причиной возникновения биогеохимических энзоотий и отравлений. Определяли органолептические, физические и химические свойства воды согласно общепринятым методикам [1]. Для исследования качества были отобраны пробы воды в объеме 2 л. Содержание биогенных элементов в водных источниках определялось путем отбора проб воды из различных прудов на глубине 0,5-1,0 м и расстоянии 1-2 м от берега и родников в течение вегетационного периода.

Результат исследований. Нами были проведены исследования по определению уровня загрязнения почвы, прудов, водоемов и грунтовых вод биогенными элементами. Исследования по данной теме проводились на территории населенных пунктов сел Большие Ковали и Айбаш Высокогорского района, расположенных в зоне Предкамья РТ. Наблюдения проводились на ключевых полевых водосборах с учетом выполненных и выполняемых почвоводоохранных мероприятий (село Большие Ковали) и без осуществления почвозащитных мер (село Айбаш). В настоящей статье приведены результаты анализов проб воды, отобранных в родниках села Большие Ковали Высокогорского района.

Для землепользований исследуемых хозяйств характерны высокая деградация почвенного покрова под действием водной эрозии (в населенном пункте Большие Ковали эродировано 82 % пашни, рост оврагов приостановлен).

Исследования объектов на территории населенного пункта Большие Ковали показали, что содержание взвешенных веществ в родниках, прудах и водоемах колеблется от 0,0366 мг/л до 0,4674 мг/л.

Минимальное количество взвешенных веществ наблюдается в воде родников – 0,0001-0,0003 мг/л (в селе Большие Ковали), максимальное в прудах, вокруг которых отсутствуют защитные лесные насаждения (пруд №5 в селе Айбаш), где содержание взвешенных веществ составляет 0,0919…2,2312 г/л при предельно допустимой концентрации для хозяйственно-питьевых целей – 0,25 мг/л, для купания и спорта – 0,75 мг/л.

Реакция воды во всех водоисточниках была благоприятной и находилась в пределах нормы (рН – 6,98,5).

Высокое содержание нитратного азота – 24,6 мг/л установлено в родниках, расположенных в селе Большие Ковали и служащих для питьевых целей населения. Весной, во время весеннего стока с более высоких участков местности нитратный азот вымывается в нижележащие слои почвы и переходит в грунтовые воды и водоемы.

Нитраты опасны тем, что они относительно легко трансформируются в нитриты, которые обладают токсическими свойствами и являются предшественниками нитрозосоединений, оказывающих канцерогенное, мутагенное и тератогенное действие. Доказано, что нитрозосоединения могут переходить из воды и почвы в растения. При длительном употреблении питьевой воды и пищевых продуктов, содержащих значительные количества нитратов, резко возрастает концентрация метгемоглобина в крови. Крайне тяжело протекают метгемоглобинемии у грудных детей и у людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Особенно опасны грунтовые воды, поскольку в открытых водоемах нитраты частично потребляются водными растениями [6].

Наблюдается также загрязнение водоемов и родников фосфором. В основном зафиксировано загрязнение открытых водоемов, где превышение ПДК оказывается более 5-10 раз. Фосфор стимулирует активное развитие синезелёных водорослей, которые, отмирая, поглощают кислород.

Обнаружено высокое содержание в открытых водоемах микроэлементов, особенно Cu и Zn, представляющее опасность для гидробионтов, особенно при использовании водоемов для рыбохозяйственных целей. Загрязнение микроэлементами носит техногенный характер.

Заключение . Исходя из этих данных, можно утверждать, что защита открытых водоемов земляными валами и лесополосами в 10 раз снижает загрязнение водных объектов коллоидной фракцией, поступающей с пашни поверхностными водами. Большую роль здесь играет лесомелиорация. Даже при частичном облесении противоэрозионных прудов количество смываемых веществ уменьшается в 2-3 раза.

В результате исследований выявлено, что противоэрозионные мероприятия, снижая эрозионные процессы, соответственно уменьшают и загрязнение различных водных источников биогенными элементами. Облесенность водоемов снижает загрязненность по некоторым параметрам в несколько раз.

Гидротехнические сооружения типа водозадерживающих валов-канав и валов являются эффективным средством предотвращения оврагообразования и загрязнения. Наблюдениями установлено, что в ложе водозадерживающего вала за 8 лет эксплуатации отложилось 2627 т почвы, причем содержание гумуса и элементов питания в наносах было выше в 1,5-2,0 раза по сравнению с их содержанием на пашне.

Проведённые исследования показали, что загрязнение прудов и водоемов, в первую очередь определяется интенсивностью эрозионных процессов и дозами внесения удобрений. В отдельных случаях загрязнение достигло уровня, опасного для здоровья людей и животных, все изменения в почве неизбежно сказываются на состоянии растений, животных и человека.

С учётом этого в перспективе планируется разработать экологические тесты по оценке внедряемых систем земледелия с установлением фонового запаса питательных веществ из почвы при наложении противоэрозионных комплексов, с учетом проектируемой системы земледелия и применяемых удобрений.

Такую работу необходимо проводить в каждой зоне для создания банка нормативных показателей. Исследования по данной проблеме должны способствовать оздоровлению экологической ситуации в земледелии республики.

Неблагоприятная экологическая обстановка, сложившаяся в земледелии Татарстана, требует проведения экологической экспертизы внедряемых систем земледелия. Современная деятельность человека стала одним из решающих факторов в изменении природной среды. В земледелии это часто проявляется в нарушении экосистем, наносится ущерб природным ресурсам, в том числе водным объектам и почве. Современный агроландшафт этому негативному явлению в земледелии не может противостоять, так как стабилизирующих природных факторов, оказывающих буферное противодействие стоку атмосферных осадков и дефляции на обрабатываемых землях, практически не осталось.

Исследования водных объектов проводились на территории населенных пунктов Большие Ковали и Айбаш Высокогорского района. Определялись уровень загрязнения почвы, водоемов и грунтовых вод биогенными элементами. Наблюдения были проведены на ключевых водосборах, с учетом выполненных и выполняемых почвоводоохранных мероприятий и без осуществления почвозащитных мер.

MONITORING OF WATER BODIES IN SOME SETTLEMENTS OF VYSOKOGORSKY