Проведена оценка степени загрязнения водной среды в нескольких пунктах реки Волги в пределах Саратовской области методами фитоиндикации и гидрохимического анализа. Определены индексы загрязнения воды и установлены классы качества водной среды.
В условиях неблагоприятной окружающей среды, роста городов и развития промышленности важной задачей современности является сохранение здоровья населения и своевременное оповещение о состоянии окружающей среды с целью выявления причин различных патологий и хронических заболеваний. Решение задач здравоохранения невозможно без объективной информации о состоянии окружающей среды и без оценки ее качества. Особую актуальность приобретает проблема адекватной оценки качества водной среды, без решения которой невозможно эффективно управлять водными экосистемами [1], так как в настоящее время воды практически всех крупных и мелких водных экосистем претерпели в той или иной степени трансформацию [2].
Целью настоящей работы являлась оценка степени загрязнения водной среды реки Волги на основе гидрохимических и биоиндикационных наблюдений. Исследования проводились в 2010-2012 гг. по общепринятым методикам [3,4] в двух пунктах: 1 — выше Саратова в районе села Пристанное и 2 — ниже Саратова вблизи промышленного комплекса, рядом с железнодорожным мостом.
Река Волга на своем протяжении несет воды загрязненные различными веществами и огромный вклад в ее загрязнение вносит инфраструктура города Саратова. Водохозяйственную обстановку в городе определяет деятельность предприятий: ОАО «Саратовский нефтеперерабатывающий завод», МУПП «Саратовводоканал», ООО «Саратоворгсинтез», ОАО «Саратовский подшипниковый завод», филиалы ОАО «Волжская ТГК» СарГРЭС — ТЭЦ-1, Саратовская ТЭЦ-2. Качество сточных вод, сбрасываемых в реку, из года в год не улучшается. Лишь единичные предприятия сбрасывают стоки без нарушения установленных нормативов, значительное количество сточных вод продолжает сбрасываться в водоемы без очистки [5].
По результатам органолептического анализа, цвет воды в пункте 1 во все годы наблюдения, кроме 2012 года, когда вода приобретает зеленый цвет, отсутствует. Вода пункта 2 имеет желто-зеленый цвет, обусловленный как бурным развитием сине-зеленых водорослей, так и загрязнением сточными водами. Прозрачность воды выше в пункте 1, по мере удаления от берега прозрачность воды увеличивается. Запах воды в пункте 1 изменяется от неопределенного до рыбного и интенсивность его 3 балла, что превышает ПДК. В пункте 2 интенсивность увеличивается до 4 баллов и имеет плесневый, гнилостный запах с резко выраженным запахом нефтепродуктов.
Сведения о гидрохимических показателях воды исследуемых участков приведены в таблице.
Активная реакция среды находится в пределах допустимых значений. Жесткость воды, превышающая ПДК, наблюдается в пункте 2 только в 2012 г. Нитраты, нитриты, хлориды и сульфаты присутствуют в незначительном количестве. Биохимическое потребление кислорода (БПК) исследованной воды не превышает ПДК, а химическое потребление кислорода (ХПК) превышает и со временем наблюдается его рост. Содержание нефтепродуктов и железа не превышает ПДК в обоих пунктах только в 2010 г. В остальные годы наблюдается превышение ПДК этих показателей. Максимальная концентрация нефтепродуктов характерна для пункта 2 в 2011 г. Наибольшая концентрация железа характерна для пункта 1. Фенолы, медь, свинец превышают ПДК в 2011-2012 гг. Содержание взвешенных частиц во все годы наблюдений в обоих пунктах не превышает ПДК.
Оценка качества воды природных водоемов проводилась также с помощью биологических методов, которые дают возможность для объективного заключения о качестве водной среды. Достоверным индикатором опасных загрязнений является также прибрежное обрастание. В чистых водоемах (пункт 1) эти обрастания ярко-зеленого цвета или имеют буроватый оттенок. Для загрязненных водоемов (пункт 2) характерны белые хлопьевидные образования и обрастания сине-зеленого цвета, так как состоят в основном из цианофитов, что происходит при избытке в воде органических веществ и повышении общей минерализации.
Увеличение антропогенной нагрузки на Волгу отражается на состоянии и развитии сообществ макрофитов, которые накапливая поллютанты, информируют о загрязнении водной среды и служат индикатором ее долгосрочных изменений [7]. Для многих макрофитов характерны определенные особенности, которые индицируют изменения параметров среды. Видами, индицирующими загрязнение водоема тяжелыми металлами, являются роголистник темно-зеленый, рдесты блестящий, курчавый и пронзеннолистный, значительное количество которых встречается в воде обоих пунктов. На загрязнение органическими веществами и эвтрофирование указывают такие виды, как уруть колосистая, рдест курчавый, камыш озерный и роголистник темно-зеленый.
По общей суммарной степени загрязнения (ОССЗ) вода пункта 1 относится ко второй степени загрязненности — слабо загрязненная, вода пункта 2 имеет четвертую степень загрязненности — сильно загрязненная (рис.А).
По комбинаторному индексу загрязнения (КИЗ) в пункте 1 наблюдается снижение качества воды с 4 до 5 класса загрязненности, а пункте 2 — с 3 по 5. В 2011 году отмечена максимальная величина КИЗ, и ингредиенты (нефтепродукты, свинец, медь и др.), в связи со значительной величиной общего оценочного балла (выше 16), выделяются как лимитирующие показатели загрязненности (рис.Б).
Таким образом, характерно снижение качества водной среды по критерию органолептических показателей, а также наблюдается тенденция к превышению ПДК по ряду ингредиентов. Отмечается увеличение степени загрязнения в разные с 3 по 5 классы качества, т. е. от экологически полноценных водоемов к экологически неблагополучным. Биоиндикационный анализ подтвердил ухудшение экологического состояния водной среды исследованных пунктов, о чем свидетельствует видовой состав гидрофитов и их обилие.
1. Забурдаева Е.А. Биоиндикация, диагностика и нормирование качества пресных вод с учетом природных особенностей и назначения водных объектов: Автореф. дисс…. канд. биол. наук. — Москва, 2008. — 26 с.
2. Костылева Л.А. Оценка экологического состояния устья реки Дон по стабильности развития позвоночных гидробионтов: Автореф. дис. …канд. биол. наук. — Саратов, 2012. — 18 с.
3. РД 52.24.643—2002 Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. — СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. — 54 с.
4. СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. — 2001. — № 24. — 99 с.
5. Доклада об экологической ситуации в Саратовской области в 2010 году. —Саратов, 2011. —39 с.
6. Доклада о состоянии и об охране окружающей среды Саратовской области в 2011 году. — Саратов, 2012. — 236 с.
7. Балашов Л. С., Зуб Л. Н., Савицкий А. Л. Типы водоемов Киева по флористическому составу высшей водной растительности // Биология внутренних вод. — 2000. — № 1. — С. 5 - 11.
Гидрохимические показатели качества воды изученных участков
Показатели |
ПДК |
Пункт 1 |
Пункт 2 |
||||||
2010 |
2011 |
2012 |
2010 |
2011 |
2012 |
||||
рН |
6,500- 8,500 |
7,600 |
6,630 |
6,850 |
7,800 |
6,750 |
6,600 |
||
Кислород растворенный, мг/л |
4,000-6,000 |
10,480 |
11,400 |
10,600 |
10,000 |
9,500 |
8,100 |
||
Жесткость воды, мг-экв/л |
7,000 |
0,750 |
1,500 |
1,004 |
2,500 |
3,490 |
7,490 |
||
Нитраты и нитриты, мг/л |
3,000-45,000 |
присутствуют в малых концентрациях |
|||||||
БПК5, мг/л |
2,000 |
1,890 |
1,570 |
1,500 |
1,750 |
2,300 |
1,550 |
||
ХПК, мг/л |
15,000-30,000 |
31,000 |
40,000 |
35,000 |
27,000 |
42,000 |
36,000 |
||
СПАВ, мг/л |
0,500 |
0,000* |
< 0,015* |
0,014 |
0,000* |
< 0,015* |
0,013 |
||
Нефтепродукты, мг/л |
0,050 |
0,020* |
0,093* |
0,060 |
0,050* |
0,085* |
0,055 |
||
Железо общее, мг/л |
0,100 |
0,050* |
0,320* |
0,290 |
0,050* |
0,270* |
0,080 |
||
Фенолы, мг/л |
0,001 |
0,000 |
0,002 |
0,001 |
0,000 |
0,002 |
0,002 |
||
Медь, мг/л |
0,001 |
0,001 |
0,004 |
0,002 |
0,001 |
0,003 |
0,002 |
||
Свинец, мг/л |
0,006 |
0,001 |
0,007 |
0,006 |
0,001 |
0,008 |
0,007 |
||
Хлориды, мг/л |
350,000 |
10,000 |
10,000 |
10,000 |
30,000 |
10,000 |
10,000 |
||
Сульфаты, мг/л |
500,000 |
10,000 |
10,000 |
10,000 |
15,000 |
<5,000 |
>100,000 |
||
Взвешенные частицы, мг/л |
10,000 |
6,500 |
3,400 |
3,800 |
4,000 |
6,000 |
3,400 |
* - использованы данные Доклада об экологической ситуации в Саратовской области в 2010 году [5] и Доклада о состоянии и об охране окружающей среды Саратовской области в 2011 году [6].