Состояние поверхностных вод бассейна реки Селенги

Река Селенга является самым крупным притоком оз. Байкал — объекта Всемирного природного наследия ЮНЕСКО. Селенга образуется слиянием рек Идэр и Мурэн на территории Монголии, где протекает в восточном и северо-восточном направлении, в пределах России она меняет направление на северное, а в самом низовье — на западное. На территории Монголии горы отличаются сглаженными формами рельефа, принимая вид почти равнин, расчлененными речными долинами. В Республике Бурятия р. Селенга пересекает горную область Селенгинской Даурии (Селенгинское среднегорье), характеризующуюся чередованием хребтов с отметками 1300–1800 м и межгорных впадин (550–1000 м). Понижения между хребтами простираются преимущественно в северовосточном направлении и являются долинами наиболее крупных притоков Селенги — Джиды, Хилка, Уды, протекающих по днищам межгорных впадин, имеют слаборазвитые поймы. При впадении в озеро Байкал р. Селенга образует обширную дельту площадью около 700 км2, которая представляет собой многокилометровую толщу рыхлых осадков, вынесенных рекой на крутой склон Байкальского рифта. Дельта р. Селенга играет роль природного фильтра [Национальный атлас… 1990]. Общая площадь бассейна составляет 447 тыс. км2, или 82% площади водосборного бассейна озера Байкал. Из них на Монголию приходится 67% площади бассейна Селенги, однако больше половины общего годового стока реки (15,4 км3 из 30 км3) формируется в российской части бассейна.

Бассейн Селенги на территории Монголии проходит через три провинции (Тув, Булган и Селенга), несколько городов — Улан-Батор, Эрдэ-нэт, Булган и Дархан и включает такие крупные реки, как Туул, Орхон, Хараа, а также их притоки.

Основными притоками Селенги в пределах России являются реки Джида, Темник, Чикой, Хилок, Уда. В бассейнах рек проживает 84% населения, сосредоточено промышленное и сельскохозяйственное производство Республики Бурятия. Основными водопотребителями в бассейне р. Селенга являются предприятия энергетики, промышленные организации и предприятия жилищно-коммунального хозяйства [Гомбоев и др., 2012].

Цель данной работы — оценка современного состояния поверхностных вод бассейна реки Селенга и ее основных притоков на всем протяжении от Монголии до впадения в озеро Байкал.

Методы исследований

Вся процедура отбора проб и их анализа основывалась на стандартных методиках [Алекин, 1970; Никаноров, 1989]. Такие показатели, как pH, окислительно-восстановительный потенциал, температура, электрическая проводимость, растворенный кислород, были измерены портативными приборами непосредственно на месте. Проводимость и температура определялись многопараметровым прибором ModelOrion 130А, для измерения pH прибор был градуирован с использованием нескольких стандартных буферных растворов. Eh (mV) и содержание DO (mg/L) были измерены ModelOrion 1230. Для определения физико-химических показателей использованы иономер «Эксперт-001», кондуктометр «Эксперт-002». Отобранные образцы отфильтровывали на 0.45 µm целлюлозно-мембранном фильтре. Образцы для анализа были в дальнейшем окислены до уровня pH<2 посредством добавления ультрачистой азотной кислоты из расчета 3–5 мл на 1 л пробы. Все образцы хранились при температуре 4 ºС.

Для определения металлов использовали отфильтрованные законсервированные пробы воды. Методом ICP MS (квадрупольный масс-спектрометр Agilent 7500ce) проведено определение 62 элементов. Для получения достоверных сведений проводился необходимый контроль за качеством с балансом ошибки менее чем 6%. Для получения точных и достоверных аналитических сведений использовались копии, слепой опыт и стандарты. Значения процентного относительного стандартного отклонения (RSD) при анализе двойной и тройной пробы составили менее, чем 5%. Аналитическая точность для каждого измерения основана на стандартном отклонении, полученном при повторных анализах стандартов внутренней лаборатории, и ошибках, связанных с подготовкой образцов.

Результаты и их обсуждение

Формирование химического состава воды и гидрохимического режима р. Селенгам завершается в основном еще в пределах Монголии. На территории РФ существенных изменений не отмечается, так как по химическому составу и гидрохимическому режиму воды рек бассейна Селенги близки между собой [Гидрохимия рек… 1984]. Оценка состояния поверхностных вод исследованных объектов проводилась по отношению содержания веществ в воде к предельно допустимым концентрациям (ПДК) для рыбохозяйственных водоемов [Нормативы качества… 2010].

Вода Селенги имеет слабощелочную реакцию, значение рН изменяется в пределах 7,85–8,39. По химическому составу вода относится к гидрокарбонатному классу кальциевой группы первого типа — состав воды не является постоянным и определяется различными факторами. Среди катионов в ионном составе ведущая роль принадлежит кальцию (14,0–32,0 мг/дм3), в анионном составе преобладают гидрокарбонаты, значение которых варьируется от 90 до 110 мг/дм3, сульфатов — 6,0–27,9 мг/дм3, хлоридов — 0,3–1,6 мг/дм3. Уменьшение концентраций главных макрокомпонентов вниз по течению реки связано с эффектом разбавления воды впадающими притоками. Кислородный режим в период исследований 2010–2014 гг. во всех поверхностных водах был удовлетворительным, в пределах 6–20 мг/дм3. В пробах воды р. Туул, взятых в районе Сонгино в 100 м после сброса, в 2012–2014 гг. содержание кислорода значительно снизилось по сравнению с 2010–2011 гг. — с 8,23 до 3,3

[Ульзетуева и др., 2009; Тулохонов и др., 2011; Тулохонов и др., 2011]. Одной из причин этого может быть сброс со сточными водами большого количества органических веществ. Поступление биогенных веществ связано с влиянием промышленных и населенных пунктов, расположенных на берегах рек.

На формирование состава вод значительное воздействие оказывают тяжелые металлы, соединения которых не подвергаются деструкции в природных водах, а лишь изменяют формы существования в зависимости от рН. Контроль содержания металлов в объектах окружающей среды является одной из основных целей экологического мониторинга, в первую очередь Cd, Cr, Ni, Cu, Pb и др., обладающих высокой токсичностью для живых организмов в относительно низких концентрациях, имеющих способность к биоаккумуляции и активно участвующих в биологических процессах. Повышенное содержание таких тяжелых металлов в исследуемых водах определяется хозяйственной деятельностью человека. Их концентрирование происходит в основном в районе источников загрязнения, не удаляясь от них на значительные расстояния.

Загрязненность Селенги на территории Монголии связана в основном с тем, что тяжелые металлы поступают через притоки с производственными отходами и сточными водами промышленных предприятий. Слабощелочная среда ограничивает миграцию химических элементов и обогащение вод солями тяжелых металлов, тем не менее, отмечается аномально высокое содержание металлов в пробах воды рек Олегол, Орхон и их притоков, превышено значение ПДК по таким элементам, как железо, марганец, никель, алюминий, литий, хром, кобальт, цинк, медь.

В формировании гидрохимического режима Селенги на территории России большое участие принимают впадающие в нее притоки, в число которых входит р. Джида. Значения минерализации, зафиксированные в контрольных створах на Джиде и в водах Селенги, которые поступают из Монголии, выше значений, полученных в контрольных створах на р. Селенге после Улан-Удэ. Кислородный режим в период исследования на всем протяжении реки от контрольного створа Улан-Удэ до контрольного створа с. Мурзино в целом был удовлетворительным. Исследование показало, что основными элементами, загрязняющими воды, содержание которых превышает значения ПДК, являются марганец, железо, медь и цинк. Основными источниками поступления тяжелых металлов являются как природные, так и антропогенные факторы (производственные отходы, сточные воды промышленных предприятий).

Сброс недостаточно очищенных либо загрязненных сточных вод является одной из причин ухудшения экологического состояния водных объектов. В зависимости от количества и качества сточных вод, ассимилирующей способности водотоков и водоемов формируется уровень нагрузки сточных вод на водные объекты, во многом определяющий их современное экологическое состояние. Анализ факторов прямого (непосредственного) воздействия учитывал объемы водозабора для использо- вания воды на хозяйственно-питьевые, производственные, сельскохозяйственные и другие нужды и их сброс в водные объекты. Результаты проведенного исследования показали, что относительно высокую антропогенную нагрузку испытывают водные объекты наиболее экономически развитых участков, расположенных вдоль р. Селенги и оз. Гусиного. Водные объекты других участков испытывают среднюю и низкую антропогенную нагрузку [Гомбоев и др., 2013; Ульзетуева и др., 2015].

Заключение

Результаты исследования показали, что на формирование гидрохимического режима Селенги существенное воздействие оказывают впадающие в нее притоки. Установлено, что большое негативное влияние на качество воды бассейна реки Селенги имеет рассредоточенный сток с водосборных территорий и хозяйственная деятельность человека. Исследование вод на содержание тяжелых металлов показало, что основными загрязняющими элементами являются марганец, железо, медь и цинк. Сравнительные результаты качества вод бассейна р. Селенги (2010 – 2014 гг.) показывают увеличение содержания загрязняющих компонентов. Основными источниками загрязнения поверхностных водных объектов являются городские поселения, энергетические и промышленные объекты, в рамках которых функционируют индустриальные и сельскохозяйственные предприятия, карьеры, рудники, очистные сооружения, железнодорожные станции, нефтебазы, хранилища нефтепродуктов, АЗС, ТЭЦ, ГРЭС, золошлакоотвалы, свалки.

Работа выполнена при частичной поддержке гранта РФФИ

№ 15-45-04291-р_сибирь_а