ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОД РЕК БЛИЖНЕГО ПОДВОРОНЕЖЬЯ 

ENVIRONMENTAL QUALITY ASSESSMENT WATER RIVER MIDDLE PODVORONEZHYA

Т.И. Прожорина, С.А. Куролап, Т.В. Нагих

T.I. Prozhorina, S.A. Kurolap, T.V. Nagikh 

Воронежский государственный университет (Россия, 394068, г. Воронеж, ул. Хользунова, 40) 

Voronezh State University (Russia, 394068, Voronezh, Kholzunova Str., 40)

e-mail: coriander@rambler.ru

Возрастающая антропогенная нагрузка сильно влияет на качество поверхностных водных ресурсов. Мониторинг и контроль за состоянием водных объектов поможет выявить источники и причины загрязнения вод, оценить их экологическое состояние на момент исследования и сделать прогноз на будущее. В работе приведены результаты химического анализа различных по протяженности рек: Дон, Воронеж и Усманка, протекающих в пределах 40-км зоны крупного индустриального города Воронежа. Установлена зависимость между химическим составом и качеством речных вод, подвергающихся интенсивной антропогенной нагрузке.

The increasing anthropogenic load strongly influences the quality of surface water resources. Monitoring and control over the condition of water bodies will help to identify the sources and causes of water pollution, assess their ecological status at the time of the study and make a forecast for the future. The results of chemical analysis of various along the length of the rivers are given: Don, Voronezh and Usmanka, flowing within the 40-km zone of the large industrial city of Voronezh. A relationship has been established between the chemical composition and the quality of river waters subjected to intense anthropogenic loads. 

Экологическая ситуация урбанизированных регионов формируется под воздействием комплекса природных и техногенных факторов среды обитания, среди которых ведущее значение имеет водный фактор. Интенсивное воздействие на поверхностные водные ресурсы вблизи крупных промышленных городов приводит к прогрессирующему ухудшению качества воды. Воронежская область характеризуется низкой природной водообеспеченностью, она находится в зоне с недостаточным увлажнением. Осадков выпадает немного и большая их часть испаряется. На каждого жителя Воронежской области приходится примерно 1500 м³ воды. Это один из самых низких показателей в Центрально-Черноземном районе и в целом по стране. В то же время коэффициент использования водных ресурсов Дона – один из самых высоких в стране [1].

Одной из характерных проблем области, как в целом и России, является недостаточная рациональность использования водных ресурсов. Высоким уровнем водоемкости характеризуется экономика области и отдельные предприятия промышленности и коммунального хозяйства. Эффективное использование речных вод без нанесения ущерба и вреда геосистеме реки и ее бассейну должно базироваться на строгом учете водного фонда, количественного и качественного состояния водотоков.

Так, например, река Дон является главной водно-транспортной магистралью области, источником технического водоснабжения промышленных предприятий и сельхозобъектов, используется в рекреационных целях, а так же для рыболовства. При этом р. Дон является приемником сточных вод, сбрасываемых с очистных сооружений ООО «РВК-Воронеж» совместно с неочищенным поверхностным стоком правобережной части города, что оказывает негативное влияние на качество воды [3].

Другим примером водных экосистем, подвергающихся антропогенной нагрузке, может служить р. Усмань, протекающая по Воронежской и Липецкой областям и являющаяся левым притоком реки Воронеж. Реку интенсивно посещают тысячи отдыхающих. К сожалению, ее берега разрушаются, а пойма страдает от вторжения автомобилей. Требуются крайне необходимые меры по спасению реки.

С учетом наиболее интенсивной антропогенной нагрузки на водные ресурсы вблизи областного центра в качестве пригородной зоны нами определена ближайшая 40-км зона, ограничивающая территорию Воронежского городского округа, которую «условно» можно называть как Ближнее Подворонежье. По этой территории протекают такие реки как Дон, Воронеж, Усманка, которые были выбраны в качестве объектов исследования.

Цель работы заключается в эколого-аналитической оценке качества вод рек Ближнего Подворонежья на основании результатов химического состава.

Исследуемые водотоки относятся к разным категориям по протяженности и составляют общую часть гидрологической речной системы: р. Дон – большая река (1967 км); р. Воронеж – средняя река (520 км) – левый приток р. Дон; р. Усмань – носит пограничный характер между средней и малой рекой (151 км) – левый приток р. Воронеж.

Отбор разовых проб воды осуществлялся на расстоянии 1,5–2,0 м от берега реки, с поверхностного слоя 30–50 см с помощью батометра. Работа проводилась в осенний период 2016-2017 гг. Всего было отобрано 27 разовых проб воды, в том числе по 9 проб из р. Дон, р. Воронеж и р. Усманка.

Химический анализ приоритетных загрязняющих веществ в пробах речных вод проводился на базе учебной эколого-аналитической лаборатории факультета географии, геоэкологии и туризма Воронежского госуниверситета с применением следующих методов анализа: органолептический (прозрачность, осадок, цветность, запах), титриметрический (общая жесткость, Са²⁺, Сl^-, SO₄^2-, HCO₃^-); потенциометрический (рН); кондуктометрический (общая минерализация), колориметрический (общее железо, аммонийный азот, нитриты и нитраты) и расчетный (Mg²⁺) [4]. Каждая проба анализировалась в 2-хкратной повторности по 16 показателям. Итого было выполнено 864 анализа.

Первым этапом оценки качества воды является проведение органолептических исследований, к которым относится визуальная оценка интенсивности цветности воды, прозрачности, характера и интенсивности запаха, характера и количества осадка [2].

Согласно результатам органолептических исследований наибольшей цветностью обладают воды р. Воронеж (около 40 град) и несколько проб р. Дон (№ 6, 7 имеют цветность 50 и 40 град соответственно). А также две пробы р. Усманка № 3, 4 имеют повышенную цветность 50 град, а проба № 8 отличается цветностью до 70 град. Цветность вод объясняется наличием в водоеме тонкодисперсных взвесей естественного или антропогенного происхождения. Повышенные значения цветности связаны с закрытым характером данных водных систем, наличием илистого дна, отсутствием течения и процессов интенсивного разбавления. Высокие значения цветности вод отдельных проб объясняются высокой нагрузкой со стороны промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

Наиболее интенсивным запахом обладают по одной пробе воды р. Дон (№ 6) и р. Усманка (№ 8), что связано, в первую очередь, со сбросом недостаточно очищенных вод с правобережных очистных сооружений г. Воронежа и с. Углянец Верхнехавского района.

Органолептические показатели не нормируются для вод рыбохозяйственного назначения, однако их повышенные значения могут косвенно свидетельствовать о загрязнении вод.

Химический анализ вод проводился для ряда наиболее приоритетных компонентов. На основании полученных результатов химического состава водных проб был проведен сравнительный анализ определяемых ингредиентов с предельно-допустимыми концентрациями (ПДК) загрязняющих веществ для водоемов рыбохозяйственного назначения.

В целях обобщения полученных результатов, были подсчитаны усредненные значения всех показателей химического состава исследуемых водотоков (табл. 1), которые показали, что по степени загрязненности исследуемые водотоки можно расположить в следующий убывающий ряд: р. Дон > р. Усманка > р. Воронеж.

Таблица 1 Средние показатели качества вод исследуемых водных объектов

По результатам исследований были получены следующие выводы. 

1. Река Дон – крупная водная артерия области, испытывающая большую антропогенную нагрузку со стороны промышленных и сельскохозяйственных предприятий, сбрасывающих свои сточные воды. В водах р.Дон обнаружены повышенные концентрации сульфат-ионов (1,12-1,93 ПДК), общего железа (1,4-8,7ПДК), нитритов (1,1-6,5 ПДК) и аммонийного азота (3,12-27,92 ПДК). По содержанию аммонийного азота воды оцениваются как «грязные» и относятся к 5 классу качества. Большая часть проб воды р. Дон с повышенными значениями загрязняющих веществ обнаружена на территории г. Воронежа, г. Семилуки и г. Нововоронежа.
2. Для вод р. Воронеж характерны превышения ПДК железа общего (1,1-2,1 ПДК) и нитритов (1,5 ПДК). По содержанию NH₄⁺-иона воды оцениваются как «умеренно загрязненные» и относятся к 3 классу качества. Большая часть проб воды р. Воронеж с высокими значениями загрязняющих веществ обнаружена на территории с. Ступино и с.Чертовицы Рамонского района.
3. Воды р.Усмань испытывают значительную рекреационную нагрузку. Вдоль русла реки расположены многие туристические базы, детские лагеря, базы отдыха, загородные отели. По показателю общей жесткости воды реки относятся к «жестким» на территории г.Воронежа (пос. Сомово и Боровое), с. Новой Усмани и Рамонского района (биосферный заповедник). Превышения ПДК в водах р. Усмань обнаружены для сульфат-ионов (1,26 ПДК), общего железа (1,4-3,6 ПДК), нитритов (7,0-63,8 ПДК), аммонийного азота (1,12-10,2 ПДК). По содержанию NH₄⁺-иона воды оцениваются как «загрязненные» и относятся к 4 классу качества. Большая часть проб воды р. Усманка с повышенными значениями загрязняющих веществ обнаружена на территории г. Воронежа (пос. Сомово), Новая Усмань и с. Углянец Верхнехавского района.
4. Химический анализ проб воды показал, что качество исследуемых рек, протекающих в пределах Ближнего Подворонежья, можно оценить как: река Дон – «грязная»; река Усманка «загрязненная»; река Воронеж «умеренно загрязненная».

Вопрос о сохранении чистоты поверхностных водных объектов стоит достаточно остро, поэтому одной из первоочередных задач природоохранных служб г. Воронежа и Воронежской области является постоянный мониторинг и жесткий контроль за состоянием, использованием и охраной речных вод. 

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ (проект № 17-05-00569). 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Дмитриева В.А. Водные ресурсы Воронежской области в условиях меняющихся климата и хозяйственной деятельности: монография / В.А.Дмитриева. Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2015. 192с.
2. Маслова М.О., Прожорина Т.И., Якунина Н.И. Эколого-аналитическая оценка качества вод рекреационных зон ближнего Подворонежья // Вестн. Воронеж. гос. ун-та. Сер. География и геоэкология. 2014. №4. С.48-56.