Современное состояние качества воды рек Сурхандарья и Кашкадарья

Введение. На сегодняшний день одной из актуальных экологических проблем является возрастание масштаба негативных изменений качественного состояния поверхностных вод. Такие изменения происходят как под антропогенными, так и природными факторами. Важнейшими задачами, направленными на устранение возникающих проблем, являются мониторинг и своевременная оценка качества вод водотоков.

Реки Сурхандарья и Кашкадарья обеспечивают водными ресурсами две крупные области Республики Узбекистан [1]. Водные ресурсы этих рек широко используются в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства и хозяйственно-бытового водоснабжения. Для всех этих видов использования воды необходимо знать её качество и химический состав. Поэтому изучение современного гидрохимического состояния и оценка качества воды рек Сурхандарья и Кашкадарья является актуальной задачей.

Объект и предмет исследования, исходные данные и методы исследования. Целью этой работы была изучения гидрохимического состава воды и оценка качества воды рек Сурхандарья и Кашкадарья.

В данной работе были рассмотрены средние годовые значения и концентрации основных гидрохимических показателей: минерализации, содержания растворенного кислорода, органических веществ (по химическому потреблению кислорода - ХПК и по биохимическому потреблению кислорода за 5 суток – БПК5), фенолов, азотсодержащих ионов, фтора и тяжелых металлов за 1990-2019 гг. [2]. По совокупности гидрохимических показателей класс качества вод оценивали в соответствии с «Методическими рекомендациями по формализованной комплексной оценке качества поверхностных и морских вод по гидрохимическим показателям» [3].

Согласно этому документу формула для расчета ИЗВ поверхностных вод имеет вид:

ИЗВ = 1^ C^— 6 П1 ПДКi

, где: Ci – концентрация компонента или значение параметра; ПДКi – установленная величина для соответствующего типа водного объекта; 6 – число показателей, используемых для расчета индекса.

В расчет включались следующие загрязняющие вещества: растворенный кислород, БПК 5 и четыре вещества, имеющие наиболее высокое наблюдаемое значение относительно их ПДК.

Основные результаты и обсуждение. Река Сурхандарья является одним из крупных притоков р. Амударья. Она образуется при слиянии рек Тупалангдарья и Каратаг, стекающих с южного склона Гиссарского хребта. Река Сурхандарья относится к снеговому типу питанию, половодье наблюдается с мая по июнь [4]. Она используется для орошения, а также для питьевого, хозяйственного, промышленного водоснабжения таких крупных городов как Денау, Термез и Шурчи [5].

Река Кашкадарья расположена на юге Узбекистана и является основной водообразующей рекой Кашкадарьинской области. Река Кашкадарья относится к рекам снегового питания, очень близко приближаясь к рекам снегово-дождевого питания [6]. Речной сток реки формируется между западными оконечностями Зеравшанского и Гиссарского хребтов. При выходе из гор в долину, р. Кашкадарья принимает слева ряд притоков, большинство из которых по водности превышают Кашкадарью: Джинидарья, Аксу, Яккабаг, Гузардарья, Лянгар, Кызылдарья. На реке Кашкадарье сооружено Чимкурганское водохранилище. Многие из притоков и сама Кашкадарья в значительной мере разбираются на орошение, в итоге река теряется на западе области в Каршинской степи, не доходя до песков Сундукли [7]. Химический состав воды реки крайне зависим от сточных вод, поступающих в реку от промышленных и коммунально-бытовых предприятий городов Шахрисябз, Карши и в основном с сельскохозяйственных угодий [8].

В настоящее время мониторинг качества воды р. Сурхандарья проводится на 2 пунктах и р. Кашкадарья на 3 пунктах (табл. 1).

Таблица 1 – Пункты мониторинга качества воды на реках Сурхандарья и Кашкадарья

№	Пункты наблюдения	Местоположения пунктов наблюдения
1.	р. Сурхандарья, кишлак Шурчи	4 км к ЮВ от кишлака Шурчи, 17 км выше Южносурханского водохранилища, 0,5 км выше автодорожного моста
2.	р. Сурхандарья, г. Термез	В черте г. Термез, 5,5 км ниже кишлака Мангузар
3.	р.Кашкадарья, кишлак Варганза	2,5 км выше кишлака Варганза, 0,6 км ниже кишлака Бешкаль
4.	р. Кашкадарья, кишлак Чиракчи	В черте кишлака Чиракчи, 6,5 км ниже устья р. Танхизыдарья
5.	р. Кашкадарья, поселок Чимкурган	0,7 км к СВ от поселка Чимкурган, 1 км ниже плотины

В период 1990 – 2019 гг. по длине рек Сурхандарья и Кашкадарья наблюдались увеличения всех средних годовых значения концентрации основных гидрохимических показателей. И в верхнем и в нижнем течении рек средние годовые величины ХПК, БПК5, концентрации азота аммония, азота нитратного и фторидов во всех годах не превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК). Содержание растворенного кислорода находится в пределах благоприятной величины для растительности и фауны водной среды. Наблюдались превышения ПДК средних годовых значения минерализации и средних годовых концентрации азота нитритного и фенолов. Средние годовые концентрации ионов тяжелых металлов (меди, цинка и хрома (VI)) почти во все годы превышают ПДК. В таблице 2 приведены пределы изменения средних годовых значение и концентрации основных гидрохимических показателей в воде рек Сурхандарья и Кашкадарья за период 1990-2019 гг.

Таблица 2 – Пределы изменения средних годовых значения концентрации основных гидрохимических показателей в воде рек Сурхандарья и Кашкадарья (1990-2019 гг.)

Наименование компонентов	р. Сурхандарья		р. Кашкадарья		ПДК, мг/дм3 (мкг/дм3)
	min	max	min	max
Минерализация, мг/дм3	467,7	1425,0	796,0	1088,4	1000
Кислород, мгО 2 /дм3	7,3	11,03	6,69	25,05	выше 6
ХПК, мгО/дм3	3,50	28,94	1,7	16,54	30
БПК 5 , мгО/дм3	0,79	2,07	0,267	2,73	3
Азот аммонийный, мг/дм3	0,01	0,07	0	0,09	0,39
Азот нитритный, мг/дм3	0,001	0,041	0,001	0,068	0,02
Азот нитратный, мг/дм3	0,20	2,98	0,12	2,33	9,0
Фенолы, мг/дм3	0	0,006	0	0,006	0,001
Фториды, мг/дм3	0,12	0,55	0,043	0,43	0,75
Медь, мкг/дм3	0,1	5,0	0	6,0	1
Цинк, мкг/дм3	1,1	15,1	0,8	17,7	10
Хром (VI), мкг/дм3	0,1	2,1	0	1,8	1

За период 1990-2019 гг. в пункте кишлак Шурчи средние годовые величины минерализации наблюдались в пределах 467,7-823,1 мг/дм3 и не превышали предельно допустимую концентрацию (ПДК), в пункте г. Термез – 651,1-1425 мг/дм3, существенно выше во всех годах, кроме 1992, 1998, 2002, 2003 гг. и превышают ПДК.

В пункте кишлак Варганза средние годовые величины минерализации колебались от 196 мг/дм3 до 526,5 мг/дм3, в пункте кишлак Чиракчи от 272,8 мг/дм3 до 651,3 мг/дм3 и не превышали ПДК, в пункте поселок Чимкурган от 732,8 мг/дм3 до 1088,4 мг/дм3 и только в 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2008 гг. превышали ПДК (рис. 1).

1600,0                                                                                    1600

400,0

200,0

0,0

Ф — РЧт^Ш^Г-ОО^© — ГЧП Ф|С'|С'|ФФФФФФФФФФФ О\О\О\С'С'С'С'С'С'С'ФФФФ ^^^^^^^^^^(ЦГЦГЦГЦ

Tt К, \Ф Г- X S' О — 'М ^ Tt Т, \Ф Г- X S' ФФФФФФ^^^^^^^^^-н ФФФФФФФФФФФФФФФФ ГЧГЧГЧГЧГЧГЧГЧ^ГЧГЧГЧГЧГЧГЧГЧГЧ

кишл. Шурчи ■ г. Термез

кишл. Варганза кишл. Чиракчи пос. Чимкурган

Рисунок 1 – Среднегодовые значения минерализации воды в реках Сурхандарья и Кашкадарья (1990-2019 гг.)

Средние годовые величины растворенного кислорода в пункте кишлак Шурчи составили в пределах 8,44-10,99 мгО2/дм3, в пункте г. Термез –7,32-11,03 мгО2/дм3 (рис.2).

кишл. Варганза кишл. Чиракчи пос. Чимкурган

Рисунок 2 – Среднегодовые значения растворенного кислорода в

♦кишл. Шурчи ■ г. Термез воде рек Сурхандарья и Кашкадарья (1990-2019 гг.)

В пункте кишлак Варганза средние годовые величины растворенного кислорода наблюдались в преледах – 8,04-10,46 мгО 2 /дм³, в пункте кишлак Чиракчи – 8-11,19 мгО₂/дм³, в пункте поселок Чимкурган – 6,69-11,05 мгО 2 /дм³.

Средние годовые величины ХПК в пункте кишлак Шурчи наблюдались в пределах от 3,50 до 11,64 мгО/дм3, в пункте г. Термез – 5,0-31,58 мгО/дм3 (рис. 3).

s

0 s a c X

♦кишл. Шурчи ■ г. Термез

♦кишл. Варганза  кишл. Чиракчи *пос. Чимкурган

Рисунок 3 – Среднегодовые величины ХПК в воде рек

Сурхандарья и Кашкадарья (1990-2019 гг.)

В пункте кишлак Варганза средние годовые величины ХПК наблюдались в пределах – 1,70-6,40 мгО/дм3, в пункте кишлак Чиракчи – 2,90-7,49 мгО/дм3, в пункте поселок Чимкурган – 4,21-16,54 мгО/дм3.

Средние годовые величины БПК 5 в пункте кишлак Шурчи наблюдались в пределах – 0,82-2,07 мгО/дм³, в пункте г. Термез – 0,79-1,95 мгО/дм³, в пункте кишлак Варганза – 0,28-1,49 мгО/дм³, в пункте кишлак Чиракчи – 0,27-1,32 мгО/дм³, в пункте поселок Чимкурган – 0,62-2,73 мгО/дм³ (рис. 4).

2,5

2,5

1,5

0,5

0,5

в\0\0\0\в\в\0\0\0\0\00000000000000000000

0\0\С'0\С'0\0\0\0\С'00000000000000000000

♦кишл. Варганза ■кишл. Чиракчи *пос. Чимкурган

♦кишл. Шурчи ■ г. Термез

Рисунок 4 – Среднегодовые величины БПК 5 в воде рек

Сурхандарья и Кашкадарья (1990-2019 гг.)

Средние годовые концентрации фенолов в пункте кишлак Шурчи наблюдались в пределах от 0 до 0,005 мг/дм3, в пункте г. Термез от 0 до 0,006 мг/дм3, в пункте кишлак Варганза от 0 до 0,006 мг/дм3, в пункте кишлак Чиракчи от 0 до 0,006 мг/дм3, в пункте поселок Чимкурган от 0 до 0,005 мг/дм3 (рис. 5). Концентрации фенолов существенно превышают ПДК, что обусловлено природными процессами жизнедеятельности и отмирания растительности.

■ кишл. Шурчи ■ г. Термез

■ кишл. Варганза ■ кишл. Чиракчи ■ пос. Чимкурган

Рисунок 5 – Среднегодовые концентрации фенолов в воде рек Сурхандарья и Кашкадарья (1990-2019 гг.)

Средние годовые концентрации фторидов в пункте кишлак Шурчи наблюдались в пределах – 0,12-0,38 мг/дм3, в пункте г. Термез – 0,18-0,55 мг/дм3, в пункте кишлак Варганза – 0,043-0,34 мг/дм3, в пункте кишлак Чиракчи – 0,08-0,43 мг/дм3 и в пункте поселок Чимкурган – 0,12-0,39 мг/дм3 (рис. 6).

■ кишл. Шурчи ■ г. Термез

I кишл. Варганза I кишл. Чиракчи пос. Чимкурган

Рисунок 6 – Среднегодовые концентрации фторидов в воде рек

Сурхандарья и Кашкадарья (1990-2019 гг.)

Средние годовые концентрации аммонийного азота в пункте кишлак Шурчи наблюдались в пределах – 0,01-0,07 мг/дм3, в пункте г. Термез – 0-0,06 мг/дм3, в пункте кишлак Варганза – 0-0,09 мг/дм3, в пункте кишлак Чиракчи – 0-0,08 мг/дм3 и в пункте поселок Чимкурган – 0-0,09 мг/дм3

(рис. 7).

■ кишл. Шурчи ■ г. Термез

Рисунок 7 – Среднегодовые концентрации аммонийного азота в воде

■ кишл. Варганза ■ кишл. Чиракчи пос. Чимкурган

рек Сурхандарья и Кашкадарья (1990-2019 гг.)

Средние годовые концентрации нитритного азота в пункте кишлак

Шурчи наблюдались в пределах – 0,002-0,041 мг/дм3, в пункте г. Термез –

0,001-0,037 мг/дм3 (рис. 8).

0,08

= а h s X

■ кишл. Шурчи ■ г. Термез

Рисунок 8 – Среднегодовые концентрации нитритного азота

■ кишл. Варганза ■ кишл. Чиракчи пос. Чимкурган

в воде рек Сурхандарья и Кашкадарья (1990-2019 гг.)

В пункте кишлак Варганза средние годовые концентрации нитритного азота наблюдались в пределах– 0,001-0,022 мг/дм3, в пункте кишлак Чиракчи – 0,001-0,061 мг/дм3 и в пункте поселок Чимкурган – 0,001-0,068 мг/дм3.

Средние годовые концентрации нитратного азота в пункте кишлак Шурчи изменялись в пределах – 0,59-2,98 мг/дм3, в пункте г. Термез – 0,20-1,94 мг/дм3, в пункте кишлак Варганза – 0,12-1,42 мг/дм3, в пункте кишлак Чиракчи – 0,41-2,33 мг/дм3 и в пункте поселок Чимкурган – 0,12-2,12 мг/дм3 (рис. 9).

3,5

3,5

s

3 - я a

2,5

1,5

0,5

2,5

■ кишл. Варганза ■ кишл. Чиракчи пос. Чимкурган

■ кишл. Шурчи ■ г. Термез

Рисунок 9 – Среднегодовые концентрации нитратного азота в воде рек Сурхандарья и Кашкадарья (1990-2019 гг.)

Средние годовые концентрации меди в пункте кишлак Шурчи наблюдались в пределах – 0,1-4,0 мкг/дм3, в пункте г. Термез – 0,15-5,0 мкг/дм3, в пункте кишлак Варганза – 0-4,2 мкг/дм3, в пункте кишлак Чиракчи – 0,3-5,1 мкг/дм3 и в пункте поселок Чимкурган – 0-6,0 мкг/дм3 (рис. 10).

■ кишл. Варганза ■ кишл. Чиракчи пос. Чимкурган ■ кишл. Шурчи ■ г. Термез

Рисунок 10 – Среднегодовые концентрации меди в воде рек

Сурхандарья и Кашкадарья (1990-2019 гг.)

Средние годовые концентрации цинка в пункте кишлак Шурчи наблюдались в пределах – 1,7-15,1 мкг/дм3, в пункте г. Термез – 1,1-12,2 мкг/дм3, в пункте кишлак Варганза – 1,1-14,3 мкг/дм3, в пункте кишлак Чиракчи – 1,2-17,7 мкг/дм3 и в пункте поселок Чимкурган – 0,8-16,7 мкг/дм3 (рис. 11).

■ кишл. Варганза ■ кишл. Чиракчи пос. Чимкурган ■ кишл. Шурчи ■ г. Термез

Рисунок 11 – Среднегодовые концентрации цинка в воде рек Сурхандарья и Кашкадарья (1990-2019 гг.)

Средние годовые концентрации хрома(VI) в пункте кишлак Шурчи наблюдались в пределах – 0,1-2,1 мкг/дм3, в пункте г. Термез – 0,1-1,9 мкг/дм3, в пункте кишлак Варганза – 0-1,0 мкг/дм3, в пункте кишлак Чиракчи – 0,1-1,8 мкг/дм3 и в пункте поселок Чимкурган – 0-1,7 мкг/дм3 (рис. 12).

■ кишл. Шурчи ■ г. Термез

■ кишл. Варганза ■ кишл. Чиракчи пос. Чимкурган

Рисунок 12 – Среднегодовые концентрации хрома (VI) в воде рек Сурхандарья и Кашкадарья (1990-2019 гг.)

За период 1990-2019 гг. по величине индекса загрязнения воды (ИЗВ) качество воды рек Сурхандарья и Кашкадарья от истока к устью меняется от II класса – чистых вод к III классу – умеренно загрязненных.

За этот период в пункте кишлак Шурчи ИЗВ изменялись от 0,59 до 1,98, в пункте г. Термез от 0,83 до 2,03, в пункте кишлак Варганза от 0,46 до 1,73, в пункте кишлак Чиракчи от 0,67 до 2,28, в пункте поселок Чимкурган от 0,52 до 2,06. По всем исследованным постам наблюдается пониженный тренд в динамике ИЗВ от года к году (рис, 13).

2,5

2,5

■ кишл. Шурчи ■ г. Термез

■ кишл. Варганза ■ кишл. Чиракчи ■ пос. Чимкурган

Рисунок 13 – Динамика изменения ИЗВ рек Сурхандарья и Кашкадарья (1990-2019 гг.)

Выводы. Полученные результаты показывают, что качество воды рек Сурхандарья и Кашкадарья по течению подвержена антропогенному воздействию и ухудшается от истока к устью. На качества воды оказывают влияния сбросы сточных вод промышленных и коммунальных объектов городов Денау, Термез, Шурчи, Шахрисябз, Карши и сельскохозяйственные стоки.

В период 1990-2019 гг. и в верхнем и в нижнем течении рек средние годовые велечины ХПК, БПК 5 , концентрации азота аммония, азота нитратного и фторидов во всех годах не превышает ПДК. Содержание растворенного кислорода находится в пределах благоприятной величины для растительности и фауны водной среды. Наблюдались превышения концентрации ПДК нитритногоазота и фенолов. Концентрации ионов тяжелых металлов – меди, цинка и хрома (VI) почти во все годы превышают ПДК.

По величине ИЗВ качество воды рек относится к II классу – чистых вод и к III классу – умеренно загрязненных.Величины ИЗВ в р. Сурхандарья колебались от 0,59 до 2,03, р. Кашкадарья от 0,46 до 2,28.