Динамика загрязнения водных объектов промышленными стоками на примере Р. Свияга, г. Ульяновск

ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ

УДК 504.4.06

ДИНАМИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ПРОМЫШЛЕННЫМИ СТОКАМИ НА ПРИМЕРЕ р. СВИЯГА, г. УЛЬЯНОВСК

© 2009 г. Е.С. Ваганова, О.А. Давыдова, Е.С. Климов

Ульяновский государственный Ulyanovsk State

технический университет Technical University

Исследована динамика загрязнения водных объектов сточными водами машиностроительных предприятий г. Ульяновска. Показано, что наблюдается динамичное загрязнение водоёмов нефтепродуктами и ионами тяжелых металлов с их последующим накоплением в донных отложениях.

Ключевые слова: промышленные сточные воды; загрязнение; водные объекты; нефтепродукты; ионы тяжелых металлов; предприятия машиностроения.

Investigations dynamic pollution of aqua objects by industrial stokes of machine-building plants in Ulyanovsk. Establish facts of pollution aqua objects by oil products, ions heavy metals with their accumulation in silt sediments.

Keywords: industrial stokes; the pollution; the aqua objects; oil products; ions heavy metals; machine-building plants.

Применяемые в отечественном машиностроении и теплоэнергетике водоемкие технологии с использованием нефтепродуктов (индустриальные масла, смазоч-но-охлаждающие жидкости), химических реагентов, содержащих ионы тяжелых металлов (гальванические процессы), несовершенство и неэффективность систем очистки сточных вод, загрязнение водоохранных зон и водосборных бассейнов водных объектов, ряд других антропогенных факторов привели к тому, что практически на всей территории России качество водных ресурсов не соответствует нормативным требованиям.

Данная работа посвящена загрязнению водных объектов на примере г. Ульяновска. Ульяновская область находится в центре Среднего Поволжья и имеет ряд общих для региона экологических проблем. По сбросу загрязненных сточных вод промышленных предприятий на одного жителя Ульяновская область находится среди 20 самых худших регионов России.

Загрязнение воды в Куйбышевском водохранилище значительно превышает предельно допустимые концентрации (ПДК): нефтепродуктами в 5 - 7, фенолом в 4 - 7, ионами меди до 5 ПДК [1, 2].

Предельно допустимые концентрации в воде водных объектов для рыбохозяйственного назначения составляют, мг/л: по нефтепродуктам - 0,3; фенолу - 0,001; меди - 0,001; цинку - 0,01; хрому (+6) - 0,02; железу - 0,1.

Во многих населенных пунктах Ульяновской области и в г. Ульяновске для питьевого водоснабжения используется вода, недостаточно соответствующая нормативным требованиям. В особенности это относится к тем населенным пунктам, где используется вода поверхностных природных источников (реки Волга, Свияга, Сура, Барыш, Черемшан). Наиболее неблагоприятная динамика по загрязнению различными химическими соединениями, в частности нефтепродуктами, наблюдается по водному бассейну р. Свияга.

Река Свияга имеет особо важное значение для Ульяновска и выполняет такие функции, как источник запаса воды для промышленных целей и объект рекреационного назначения. Однако эти функции утрачивают своё значение, т. е. идёт регрессивный процесс [3, 4].

Проведённые за период 2005 - 2007 гг. исследования показали, что наблюдается динамичное загрязнение нефтепродуктами воды р. Свияга с их последующим накоплением в донных отложениях реки.

Анализ на содержание ионов тяжелых металлов проводили на атомно-абсорбционном спектрофотометре С-115-М1 по стандартной методике.

В период 2005 г. максимальное содержание нефтепродуктов в пробах воды составило 150 мг/л (500 ПДК), а в донных отложениях 16750 мг/кг (335 ПДК), в то время как предельно-допустимые концентрации

нефтепродуктов в донных отложениях не должны превышать 50 мг/кг. Такое критическое состояние реки связано, в первую очередь, с аварийным сбросом нефтесодержащих продуктов с очистных сооружений предприятия «Ульяновский автомобильный завод».

Последующая динамика загрязнения воды р. Сви-яга нефтепродуктами составила до 66 ПДК в 2006 г. и до 8 ПДК в 2007 г. В донных отложениях наблюдается превышение нефтепродуктов до 25 ПДК в 2006 г. и до 10 ПДК в 2007 г. Довольно значительное уменьшение содержания нефтепродуктов в донных отложениях Свияги по сравнению с показателями 2005 г. очевидно связано с тем, что идет вымывание нефтепродуктов из них, с последующим переносом нефтепродуктов по течению реки. Вероятность протекания данных процессов подтверждают результаты анализа динамики загрязнения реки нефтепродуктами (рисунок).

Следует отметить, что нефтепродукты относятся к числу трудноокисляемых микроорганизмами веществ, поэтому самоочищение водоемов, загрязненных нефтью, происходит медленно. Следы углеводородов могут быть обнаружены на расстоянии более 500 км от источника загрязнения.

Еще одной особенностью нефтяных загрязнений является способность захватывать и концентрировать другие загрязнения, в частности тяжелые металлы и пестициды. Когда нефтепродукты распределяются на большой площади, то сильно возрастет вероятность протекания различных реакций, так как вещества, растворимые в нефти, получают возможность участвовать в разнообразных химических процессах.

Становится очевидным, что проблемы, возникающие при попадании нефтепродуктов в водные объекты, нередко имеют более долговременный характер, чем это обычно предполагается. Процессы самоочищения поверхностных природных водоемов, загрязненных нефтепродуктами, сложны и неоднозначны. Наряду с конкурирующими процессами накопления и вымывания нефтепродуктов из донных отложений, идут процессы распространения нефтепродуктов по течению реки.

При исследовании динамики загрязнения р. Свияга ионами тяжёлых металлов установлено, что в период 2006 г. концентрация ионов хрома (+6) в воде составила, мг/л: 0,075 (3,7 ПДК); ионов цинка - 0,05 (5 ПДК); ионов железа - 0,9 (9 ПДК). Высокое загрязнение водного объекта ионами тяжёлых металлов в данный период может быть обусловлено поступлением недостаточно очищенных сточных вод с машиностроительных предприятий «Ульяновский автомобильный завод», «Механический завод», «Автодетальсервис» [4, 5].

Многие промышленные предприятия в производственном цикле используют воду р. Свияга. Удобное расположение реки применяется при строительстве новых объектов в данном районе. Эти факторы также являются, в значительной мере, причиной загрязнения бассейна р. Свияга ионами тяжелых металлов.

В целом за последующий период 2007 г. в воде р. Свияга наблюдалось снижение содержания ионов цинка и хрома (+6), что составило, мг/л: 0,03 (3 ПДК) по цинку и 0,01 (ПДК в норме) по хрому. В то же время содержание ионов железа в воде оставалось достаточно высоким 2,2 мг/л (22 ПДК).

Динамика загрязнения нефтепродуктами воды и донных отложений р. Свияга за 2005 - 2007 гг.: 1 - 2005 - 2006 гг.; 2 - 2006 - 2007 гг.; 3 - 2007 - 2008 гг.

Отслеживая динамику, можно отметить, что, с одной стороны, наблюдаются процессы самоочищения поверхностных вод р. Свияга от ионов хрома и цинка, а с другой - эти процессы могут быть вызваны процессами накопления ионов тяжелых металлов в донных отложениях реки. Экосистема р. Свияга -саморегулирующаяся система. Однако при усиливающемся антропогенном вмешательстве необходимо систематическое мониторинговое исследование с целью выяснения возможной способности поддержания гомеостатического состояния данной экосистемы.

Таким образом, динамика загрязнения р. Свияга промышленными сточными водами свидетельствует о том, что загрязнение нефтепродуктами и ионами тяжелых металлов обусловлено, в основном, промышленными предприятиями машиностроения, расположенными вблизи водного объекта. Этот фактор должен учитываться при реконструкции, проектировании

Поступила в редакцию

и строительстве очистных сооружений на предприятиях машиностроения.

Литература

1. Николаев В.М. О постановке и путях решения экологических проблем в Ульяновской области // Проблемы экологии Ульяновской области. Ульяновск, 1997. С. 5-7.

2. Смирнов А.В., Назаренко В.А. К постановке задач экологического исследования водоёмов в Ульяновской области // Проблемы экологии Ульяновской области. Ульяновск, 1997. С. 23-25.

3. Ваганова Е.С., Давыдова О.А. Оценка экологичекого состояния бассейна р. Свияга в пределах г. Ульяновска // Труды молодых ученых УлГУ. Ульяновск, 2007. С. 109-110.

4. Использование и охрана природных ресурсов в России : бюллетень. Ульяновск, 2003. № 6.

5. Системная целевая программа предотвращения загрязнения бассейновых вод технологическими жидкостями и продуктами их разложения / Л.В. Худобин, Е.М. Булыжев, В.Г. Ромашкин, А.Н Литвиненко // Проблемы экологии Ульяновской области. Ульяновск, 1997. С. 160 -164.

12 января 2009 г.

Ваганова Екатерина Сергеевна - аспирант, кафедра «Химия», Ульяновский государственный технический университет. Тел. (842)277-81-32. E-mail: eugen1947@mail.ru

Давыдова Ольга Александровна - д-р хим. наук, профессор, кафедра «Химия», Ульяновский государственный технический университет.

Климов Евгений Семенович - д-р хим. наук, профессор, зав. кафедрой «Химия», Ульяновский государственный технический университет.

Vaganova Ekaterina Sergeevna - post-graduate student, department «Chemistry», Ulyanovsk State Technical University. Ph. (842)277-81-32. E-mail: eugen1947@mail.ru

Davydova Olga Aleksandrovna - Doctor of Chemical Seiences, assistant head of department «Chemistry», Ulyanovsk State Technical University.

Klimov Evgeniy Semenovich - Doctor of Chemical Seiences, head of department «Chemistry», Ulyanovsk State Technical University.