7327-1 (740823), страница 2
Текст из файла (страница 2)
При подобного рода оценках, как видно, большая роль отводится выбору фонового участка, о котором заведомо можно было бы сказать, что здесь не содержатся СН, связанные с продуктами переработки нефти. Далее можно использовать средние величины по фоновому участку, что в общем случае надежнее, или ограничиться данными по единственной точке, что вполне достаточно для не слишком больших и не очень различающихся по характеристике водных масс водоемов.
Ценность изложенного выше подхода к разделению антропогенной и естественной составляющих СН была нами продемонстрирована на 2-х водоемах, испытывающих постоянное антропогенное давление [1]. Часть этих материалов излагается ниже. Одним из таких водоемов, имеющим большое историческое, культурное и народнохозяйственное значение является жемчужина средней полосы России - оз. Неро Ярославской области, на западном берегу которого стоит древнейших русский город - Ростов Великий. Неро - самое большое озеро в пределах Волжского Поволжья. При среднем многолетнем уровне 93.75м (БС) длина его 13.2 км, максимальная ширина - 8.3 км, площадь зеркала 57.8 км2, объем - 90х106 м3. В него впадает около 20 притоков, наибольший из которых р. Сара имеет длину 93 км. В эту реку сбрасываются коммунальные и промышленные стоки поселка Петровское и села Поречье-Рыбное, где расположен консервный завод. Вытекает из озера р. Векса Ростовская, которая через 5км сливается с р. Устье, образуя сравнительно многоводную р. Ко-торосль. Последняя впадает в р. Волгу в пределах г. Ярославля [18]. Неро - мелководный водоем со средней глубиной 1,6 м. Около 80% акватории занимают участки с глубинами, близкими к 1 м, и только в средней части имеется ложбина с максимальной глубиной 4 м. Дно озера покрыто толстым слоем сапропеля, мощность которого на отдельных участках достигает 20 м, в среднем составляя около 5 м. Обширные пространства (более 20% акватории [6]) заняты высшей водной растительностью. Самые крупные массивы зарослей сосредоточены в юго-восточной части, да и многие другие заливы южного берега сплошь покрыты и пронизаны растениями. Пятнистость растительного покрова и меньшее ценотическое разнообразие характерны для северной части. Полосы растительности на западном и восточном берегах существенно уже, а в пределах городской черты практически отсутствуют [5]. Зимой, из-за создающихся анаэробных условий, часты заморы.
Пробы воды на приведенной схеме станций (Рисунок) отбирали с поверхностного горизонта (0,5 м) металлическим батометром и помещали в склянки с притертыми пробками объемом 1л. Для консервации туда же сразу вносили 25 мл четыреххлористого углерода. По возвращении в береговую лабораторию (спустя 2-4 часа) образцы переносили в большие делительные воронки. Дальнейшую обработку проб и измерения проводили в соответствии с изложенной выше методикой с ИК-спектрофотометрическим окончанием. Содержание органического углерода в отдельной пробе определяли персульфатным методом [3]. За меру битумоидов принимали всю совокупность органических веществ, извлеченных из 1 л воды хлороформом [15], которые взвешивали после удаления растворителя.
Основываясь на всей совокупности гидрохимических и гидробиологических данных для оз. Неро в качестве заведомо незагрязненного был выбран участок в районе заказника - водное пространство, расположенное вдали от городской черты и устьев рек и со всех сторон окруженное густыми зарослями тростника (ст. 12), полагая, что даже при сильном ветровом волнении туда не могут проникать воды, загрязненные нефтепродуктами. Только при характеристике зимней ситуации, в отсутствие необходимых данных по этому участку, использованы материалы по станции №15, куда, по всей вероятности, в подледный период также не могут попадать загрязненные воды.
В соответствии с полученными результатами в подледный период 1990г. в оз. Неро максимальные концентрации СН сосредоточены в северо-западной (ст.5) и центральной (ст.4д, дно) частях озера, откуда они сразу попадают в Вексу (ст. 6), которая, протекая по открытой местности до с. Белогостицы (место отбора проб), еще более обогащается углеводородами (табл.1). Содержание их, в целом невысокое, может доходить до 3% от суммы органических веществ.
Расчеты с использованием приведенной выше формулы показывают, что на станциях №№5,6,4д содержания углеводородов антропогенного происхождения во много раз превышают естественный фон (табл.1). Это дает основание полагать, что на северо-западной окраине оз. Неро (ст.5) имеется, или, по крайней мере, существовал в 1990г. заметный точечный источник нефтяного загрязнения, влияние которого распространялось вплоть до центральной зоны. Загрязнена нефтепродуктами и р. Ишня (ст. 16). На всех указанных станциях содержание углеводородов во много раз превышало санитарные нормы - вплоть до 15 раз на р. Вексе (последний столбец табл.1). Здесь целесообразно еще раз подчеркнуть, что при оценке уровня превышения ПДК не имеет значения источник их происхождения ; как естественные, так и искусственные СН вследствие идентичности их состава и строения воздействуют на биоту одинаковым образом. В придонной воде как зимой, так и летом углеводородов больше, чем на поверхности (ст. 4п и 4д); выше здесь и концентрация органических веществ, но неравенство соотношений СНобщ/OB в указанных точках свидетельствует о серьезных преобразованиях состава ОВ за время продвижения придонных вод к поверхности. Насколько и как это связано с метанообразованием из углеводородного сырья и с другими процессами трансформации ОВ в анаэробных условиях - предстоит выяснить. Неожиданный обратный характер носит вертикальное распределение битумоидов - в поверхностной пробе их почти в 3 раза больше, чем у дна.
Весной, ближе к концу половодья, характер пространственного распределения углеводородов значительно меняется: максимальные концентрации начинают встречаться в притоках (ст.1 и 16) и прилегающих к ним участках (ст. 2 и 9), а также в районах южных плесов, где превышение ПДК достигает 7 и более раз (табл.2). Как и зимой относительно высокие величины присущи северо-восточному участку (ст.3 и 7). На этих же участках, за исключением р. Ишни и ст. 12, выбранной в качестве фоновой, присутствуют в заметных количествах и СН, входящие в состав нефтепродуктов. Почти повсеместное превышение санитарных норм по углеводородам позволяет считать оз. Неро в этот период слабо загрязненным водоемом. В то же время некоторые его участки, такие как северо-восточный и устье р. Сары подвержены более сильному загрязнению.
Летом оз. Неро освобождается от большей части углеводородов. Содержание их во время обильного "цветения" водорослей и параллельно развитых деструкционных процессов, за редчайшим исключением, ни в июне, ни в августе не превышает допустимых норм (табл.3).
Почти на всей акватории естественная природная составляющая преобладает над антропогенной. Только Сара и прилегающий к ее устью небольшой район испытывают заметный антропогенный пресс. По этому показателю лето, пожалуй, наиболее благополучный период в "жизни" водоема.
Осенью ситуация меняется в худшую сторону. Осенние паводочные воды вносят в озеро дополнительные количества углеводородов различного происхождения, которые в условиях пониженной фотосинтетической активности водорослей и снижения интенсивности деструкционных процессов не успевают трансформироваться в другие формы и накапливаются в водоеме. В результате концентрация СН начинает превышать ПДК почти на всей акватории (табл. 4). Санитарное состояние оз. Неро в этот период можно считать не совсем благополучным.
Таким образом, сезонные изменения в жизнедеятельности гидробионтов накладывают существенный отпечаток на рассматриваемые соотношения на любом участке, в том числе и выбранном в качестве фона. Подобный результат был получен и при проведении систематических наблюдений на пруде Кадамовском (Ростовская область) с применением другого подхода к разделению естественной и антропогенной составляющих СН. "Было установлено, что концентрации естественных СН подвержены существенным колебаниям и обусловлены в значительной мере совокупностью протекающих в нем биологических процессов" [13].
Отсутствие необходимых данных по общему содержанию органических веществ при обработке экспериментальных материалов по оз. Плещеево [7] и Рыбинскому водохранилищу [8] вынудило использовать (в качестве меры оценки естественной составляющей) отношение углеводородов к битумоидам СН/БТ. Применение этого критерия к зимним данным по оз. Неро приводит к качественно согласующимся результатам, полученным с помощью основного показателя СН/ОВ. Существенная рассогласованность результатов применения двух индикаторов нефтяного загрязнения (СН/ОВ и СН/БТ) к природным водам как в количественном, так и в качественном отношениях, наглядно проявляется при обработке материалов весенней и более поздних съемок по оз. Неро. (табл. 5). Причины этого очевидны: само содержание гидрофобных компонентов в природных водах, составляющее обычно не более 10-20% от суммы органических веществ, сильно варьирует в пространстве и времени.
В заключение заметим, что аналогичные или близкие подходы применялись и при исследованиях другого важного компонента водных экосистем - донных отложений [7-9]. Однако необходимо иметь в виду, что они еще не прошли широкую апробацию. В частности, разделение на антропогенную и естественную составляющие СН часто проводилось с использованием содержания битумоидов , о недостатках которого было сказано выше.
Суммируя все сказанное можно заключить, что применительно к гидроэкосистемам, надежным индикатором отсутствия нефтяного загрязнения является близость величин отношения общего количества углеводородов к содержанию органического вещества на фоновом и исследуемом участках водоема. Предложенная ранее одним из авторов формула, опирающаяся на этот результат, позволяет избежать неоправданно завышенных оценок степени загрязнения водоемов нефтепродуктами, т.к. устанавливает точную меру естественной и антропогенной компонент. Сезонные изменения в жизнедеятельности гидробионтов на фоновом участке накладывают ощутимый отпечаток на оценку доли СН антропогенного генезиса в общем их содержании и тем самым на оценку степени загрязнения водоемов. Использование битумоидов в качестве одной из составляющих меры техногенной нагрузки водоемов нефтепродуктами вместо валового органического вещества может приводить к ошибочным результатам и неоправданным затратам при проведении конкретных мероприятий по улучшению качества их вод.
Список литературы
1. Бикбулатов Э.С., Бикбулатова Е.., Ершов Ю.В., Степанова Н.Э. Проблемы оценки нефтяного загрязнения в озерах Неро и Плещееве Ярославской обл. Водные ресурсы. 2002. (в печати).
2. Бикбулатов Э.С., Лебедев Ю.М., Литвинов А.С., Бикбулатова Е.М., Рощупко В.Ф., Ершов Ю.В., Цельмович О.Л. Гидрохимическая характеристика верхневолжских водохранилищ в меженный период 1997 г. Водные ресурсы, 2001, т. 28, №5, с. 606-614.
3. Бикбулатов Э.С., Скопинцев Б.А. Метод определения органического углерода в природных водах. Проблемы аналитической химии. Т.5. Методы анализа природных и сточных вод. М., Наука, 1977, с. 171-176.
4. Гапеева М.В., Гребенюк Л.П., Ершов Ю.В., Томилина И.И. Токсикологическая и тератогенная оценка загрязнения донных отложений нефтепродуктами и ртутью на примере водохранилищ Верхней и Средней Волги. Биология внутренних вод, 2001, №3, с. 85-91.
5. Довбня И.В. Высшая водная растительность оз. Неро. Современное состояние экосистемы оз. Неро, Рыбинск, 1991, с. 62-73.
6. Довбня И.В. Продукция гидрофильной растительности озера Неро. Инф. Бюл. ИБВВ РАН. 1995. №98, С. 13-16.
7. Ершов Ю.В. Содержание углеводородов в воде и грунтах оз. Плещеево. Функционирование озерных экосистем. 1983, Рыбинск, с. 27-38.
8. Ершов Ю.В. Оценка загрязненности воды и грунтов Шекснинского плеса Рыбинского водохранилища битумоидами и нефтепродуктами. Влияние стоков Череповецкого промузла на экологическое состояние Рыбинского водохранилища. 1990, Рыбинск, с. 12-19.
9. Ершов Ю.В., Баканов А.И., Бисеров В.И., Бикбулатова Е.М. Органическое вещество, биту-моиды и углеводороды в донных отложениях водохранилищ Волги и их влияние на макро-зообентос. Органическое вещество донных отложений волжских водохранилищ. 1993, С-Пб., Гидрометеоиздат, с. 74-92.
10. Лейте В. Определение органических загрязнений питьевых, природных и сточных вод. 1975, М., Химия, 200с.
11. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. 1975, Л., Химия, 455с.
12. Семенов А.Д. (ред). Руководство по химическому анализу вод суши. 1977, Л., Гидрометеоиздат, 541с.
13. Семенов А.Д., Страдомская А.Г., Павленко Л.Ф. Содержание и критерии идентификации естественных углеводородов в поверхностных водах. Гидрохимические материалы, 1977, т, 66, с. 96-103.
14. Синельников В.Е. Люминесцентный анализ природных и загрязненных вод. Обнинск, 1968, 90с.
15. Синельников В.Е. Люминесцентный анализ вод суши и моря. Обнинск, 1971, 170с.
16. Синельников В.Е., Ершов Ю.В., Ширшова А.И. Выделение органических веществ из пены, образующейся при экстракции 4-хлористым углеродом. Инф. бюл. ИБВВ АН СССР, 1973, №19, с. 63-65.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
