Анализ качества воды и оценка экологического состояния эталонных створов рек бассейна Днепра в пределах Гомельской области

Анализ состояния природной среды Беларуси, выполненные прогнозы воздействий на среду показали [1, 2], что по отношению к различным элементам среды можно ожидать изменения на региональном уровне, а именно обост­рение экологической напряженности в ряде районов. Останется экологически проблемной юго-восточная часть стра­ны — в зоне радиоактивного загрязнения.

Принятие эффективных управленческих решений в области охраны окружающей среды может быть сделано при наличии полной и своевременной информации о состоянии и тенденциях изменения окружающей среды в целом или ее отдельных компонентов (поверхностных вод и др). Системой, обеспечивающей все уровни управления необхо­димой экологической информацией для определения стратегии природопользования, обеспечения радиационной безо­пасности населения и принятия оперативных решений, является мониторинг окружающей среды [3]. Информация, по­лученная в рамках мониторинга, позволяет найти ответы на вопросы о состоянии местной, региональной и националь­ной окружающей среды. Мониторинговые программы позволяют обрисовать картину современного состояния окру­жающей среды, описать изменения качества экологической системы на протяжении длительного периода времени. Данные мониторинга являются незаменимым средством при прогнозировании различных явлений в будущем [3, 4]. Национальная система мониторинга окружающей среды — действенный инструмент предоставления органам управле­ния экологической информации для определения ими стратегии природопользования.

Эффективная государственная политика в области использования, охраны и восстановления бассейна р. Днепр, протекающей по территории трех государств, невозможна без исчерпывающей информации о существующем гидроэкологическом состоянии Днепра и его притоков [5].

В условиях усиления интеграционных процессов в области охраны окружающей среды возрастает необходи — мость приведения национальной экологической нормативно-законодательной базы в соответствие с международными стандартами и нормами.

Все отмеченное и определило проведение данных исследований. Гидрографическая сеть на территории Го­мельской области [6, 7] представлена крупными реками бассейна Днепра, включая его важные притоки — Сож, Берези­ну. На Гомельскую область приходится наибольшее количество ресурсов речного стока Беларуси, в том числе: сред­нее — 31,5 км³/год (всего по республике 57,9), максимальное — 53,7 (92,4) км³/год, минимальное — 17,0 (37,2) км³/год.

В Беларуси наблюдения за состоянием поверхностных вод республики [3, 8-10] осуществляются на стацио­нарной сети мониторинга по значительному количеству показателей и ингредиентов (в 2004 году их было свыше 50). Вместе с тем, имеющиеся стационарные наблюдения недостаточны для оценки этого состояния. Стационарные посты регистрируют ограниченное количество показателей качества воды. Имеется сравнительно немного данных [11], кото­рые получены при одновременном исследовании качества воды, донных отложений и биоты по различным пока­зателям.

Настоящие исследования выполнены совместно с Институтом зоологии НАН Беларуси в рамках научно­исследовательской темы «Создать сеть эталонных (фоновых) створов для мониторинга и оценить качество воды рек Гомельской области в соответствии со стандартами европейского сообщества», выполненной при финансовой под­держке Гомельского областного комитета природных ресурсов и охраны окружающей среды (руководителем общей темы являлся чл.-корр. НАН Беларуси, д.б.н. В. П. Семенченко, в теме участвовали чл.-корр. НАН Беларуси, д.б.н., профессор Г. Г. Гончаренко и сотрудники Института зоологии к.б.н. В. И. Разлуцкий, М. Д. Мороз. Частично отбор гидро­химических и радиологических проб осуществлялся сотрудниками Института зоологии).

Целью исследований являлись анализ качества воды и оценка экологического состояния исследуемых водо­токов.

Объектами исследований были газовый режим рек, радиоактивность, концентрация ингридиентов и показате­лей качества воды, удельная активность ¹³⁷Cs в донных отложених. Исследования проведены в период с мая по сен­тябрь 2005 г. на восьми реках (десяти створах) — Соже (выше и ниже г. Гомеля) и его четырех притоках — Беседи (в рай­оне г.п. Светиловичи), Ипути (п. Приозерный), Узе (д. Уза и Сосновка), Ведерне — притоке второго порядка (Ветковский район), Березине (г. Светлогорск), других притоках Днепра, Припяти — Ведриче (г. Речица) и Иппе (д. Клинск, около г. Калинковичи). Методами исследований были следующие: потенциометрический, электрохимический, йодометриче­ский, фотометрический, титриметрический, полярографический, капиллярный электрофорез, гамма-спектрометрия. Выполнено 670 гидрохимических, 30 радиологических анализов донных отложений и воды. Средства измерений: ионо­мер И-120, полярограф ПУ-1, фотометр КФК-3, ФЭК-56М, система капиллярного электрофореза «Капель-103Р», гамма-бета-спектрометр МКС-АТ1315 — на момент проведения анализов были аттестованы.

Оценка современного состояния качества воды в бассейне Днепра по литературным данным [3, 5, 8-10] сви­детельствует о наличии химического и других видов загрязнения, образующих нагрузку загрязняющих веществ на реки. Наиболее распространенными загрязняющими веществами поверхностных вод являются аммонийный и нитритный азот, соединения металлов, фенолы и нефтепродукты. В целом, качество вод в бассейне Днепра является сравнитель­но удовлетворительным. Однако в донных отложениях зарегистрировано загрязнение тяжелыми металлами и радиоак­тивное загрязнение. Постоянная нагрузка на определенные участки водотоков бассейна Днепра приводит к изменению видовой структуры, других показателей реофильных сообществ [11]. В 2004 году прослеживалась тенденция улучшения состояния водных экосистем бассейна Днепра [4].

В результате проведенных исследований установлено, что в исследуемых участках рек pH изменяется в срав­нительно небольших интервалах — 7,30-7,98 (за исключением пяти наблюдений, когда крайние значения были 6,62 и 8,31). Активная реакция среды является в основном слабощелочной. Более выраженные колебания в величинах рН наблюдаются весной, различия между крайними значениями их в июле и августе равны 1,1. Во все периоды наблюде­ний максимальное значение рН (8,31) отмечено в Соже выше г. Гомеля (д. Хальч). В этой же реке, но ниже г. Гомеля (п. Ченки), наблюдалось и самое низкое его значение (6,62). Величины рН, установленные для всех рек, находятся в пределах норм ЕС, стран Днепровского региона, в т.ч. Республики Беларусь [5].

Кислородный режим рек в целом благоприятный, однако, на некоторых реках в отдельные периоды наблюда­ется пониженное содержание кислорода, имеет место недонасыщение им воды. Наиболее благоприятный кислородный режим в мае характерен для рек — Сож, Березина, Ведерня, в июле — Иппа, Сож, Березина, в августе — Ведрич, Ипуть, Ведерня, Сож. В то же время ухудшение кислородного режима, приходящееся на разное время наблюдений, имело место в реках — Беседь, Ипуть, Березина, Уза.

Пределы колебаний БПК₅ равны 0,77-6,33 мгО₂/дм³, но чаще они находятся в интервале 1,02-2,95. В боль­шинстве случаев величины БПК₅ исследуемых участков рек не превышают норм, принятых в странах ЕС, РБ. Концен­трации фосфатов, аммонийного, нитритного и нитратного азота, обнаруженные в воде рек, имеют порядок величин, которые отмечают в литературных данных. Они в основном меньше ПДК, принятых в странах ЕС и Днепровского бас­сейна.

Несоответствие ПДК из отмеченных гидрохимических показателей зарегистрировано: в реке Беседь (июль) по содержанию кислорода в воде, в реках Уза и Ведерня (май) — по БПК₅.

Обнаруженные с использованием метода капиллярного электрофореза на приборе «Капель — 103Р» концен­трации ионов Na+, CI^–, SO₄^2-, NO₃^–, F^– не превышают ПДК, принятые как в Республике Беларусь, так и в других государ­ствах, в том числе странах ЕС. Содержание в воде таких ионов как K+, Mg²+, Ca²+, Ba²+, Sr²+ не нормируется, но полу­ченные нами результаты согласуются с литературными данными. Следует отметить, что ионы бария и стронция были зафиксированы в единичных пробах. В четырех пробах нами был обнаружен ион аммония в концентрациях от 1,19 до 3,55 мг/л, что превышает предельно допустимые концентрации по аммонийному азоту, принятые в странах ЕС и Бела­руси, но не превышает таковые для России и Украины (за исключением пробы с концентрацией 3,55 мг/л). Концентра­ции фосфат-иона, которые превысили ПДК, принятые в Беларуси и странах ЕС, отмечены в 33 пробах воды, но все они находятся в пределах допустимых концентраций, разрешенных в Российской Федерации и на Украине. Нитрит-ион был обнаружен только в 4 пробах. Концентрация иона в этих пробах составила 1,95-2,81 мг/л, что в пересчете на нитритный азот не превышает ПДК для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения, принятых как в Беларуси, так в России и на Украине, но не соответствует нормам, принятым в ЕС.

В целом, концентрации в воде катионов и анионов различаются во временном аспекте и в разных реках, что показывает на вариабельность среды в них. Концентрация ионов натрия во всех реках во много раз меньше ПДК, при­нятых в странах Днепровского бассейна. Концентрация ионов магния и кальция находится в тех же пределах, которые приводят для рек региона. Концентрация хлорид-, фторид- и сульфат-ионов во всех реках значительно меньше норм, принятых в странах ЕС и Днепровского бассейна.

В исследуемых участках рек наблюдаются повышенные концентрации тяжелых металлов — меди, цинка, кад­мия, свинца по сравнению с фоновым водотоком (расположен на заповедной территории). Интервалы варьирования концентраций указанных элементов составляют (мг/дм³): для меди — 0,0020-0,0075, цинка — 0,010-0,065, кадмия — 0,0001-0,0003, свинца — 0,0015-0,0090. Во всех анализируемых пробах воды были превышены значения рыбохозяйст­венных ПДК меди и цинка — в 2-7,5 раза и 1,5-7 раз соответственно. Однако состояние речной воды полностью удовле­творяет нормативам объектов культурно-бытового водопользования [5].

Сравнительная оценка качества вод по содержанию ионов тяжелых металлов показала, что наибольшие кон­центрации ионов меди наблюдались в реках Березина (до 4 ПДК), Беседь (2-6 ПДК), Сож и Уза (до 7 ПДК), ионов цинка (до 6,5-7 ПДК) — в водах рек Уза и Березина, свинца (без превышения ПДК) — р. Сож, Уза, Березина, кадмия (без пре­вышения ПДК) — р. Уза, Ведрич, Сож. Таким образом, среди изученных нами водотоков наибольшей степенью загряз­нения характеризуются воды р. Сож (п. Ченки, ниже по течению от г. Гомеля), Уза, Березина (под Светлогорском), что является следствием влияния промышленных центров.

По ряду важных показателей и ингредиентов качество воды в Узе является более низким по сравнению с дру­гими реками, поскольку в реку поступают сточные (очищенные) воды Гомеля.

Исследования по изучению радиоактивного загрязнения грунтов ¹³⁷Cs показали на их неоднородность в иссле­дуемых участках рек и определяющую роль в этом расположения водосбора реки и его площади. Наименьшие плотно­сти загрязнения отмечены в реке Иппа, наибольшие — в р.Ведерне и на участке р.Сожа возле д.Хальча (Ветковский р-н), которые расположены в пределах территорий с плотностью загрязнения территории более 1480 кБк/м² (40 Ки/км²). Немаловажную роль в загрязнении грунтов ¹³⁷Cs, по-видимому, играет и скорость течения рек. Так, в р. Беседи, которая протекает по территории со значительным загрязнением и характеризуется быстрым течением, грунты имеют относи­тельно невысокую удельную активность ¹³⁷Cs. Плотность поверхностного загрязнения донных отложений только в Иппе близка к фоновому уровню (0,04 Ки/км²). В воде рек ¹³⁷Cs не обнаружен. Необходимо отметить наличие стабильного изотопа Sr в водах реки Ведерня, в других реках он также не обнаружен.

Результаты исследований с учетом районов, в которых расположены реки, и особенностей их экологического состояния позволяют рекомендовать для мониторинга в качестве фоновых следующие створы рек: Сож (д. Хальч), Ве­дерня (Ветковский район), Ипуть (п. Приозерный) и Иппа (д. Клинск).

Таким образом, полученные данные дают возможность сделать оценку гидрохимического, радиологического состояния в створах рек бассейна Днепра, которые не охвачены стационарными наблюдениями.

Сопоставление гидрохимических и радиологических показателей с гидробиологическими, установленными при выполнении темы [12], показывает на наличие соответствия между абиотическими факторами среды и биотическим индексом, разнообразием сообществ исследуемых створов рек.

Материалы в первую очередь предназначены для местных природоохранных и контролирующих органов, они также могут быть использованы для сравнения с данными других исследований.

Литература

1. Логинов, В. Ф., Струк, М. И. Прогнозирование изменения окружающей природной среды Беларуси на период до 2010-2020 гг. // Природные ресурсы. — 2005. — № 2. — С.115-118.
2. Логинов, В. Ф., Прокопеня, В. А., Хомич, В. С. Анализ состояния природной среды Беларуси // Природные ресурсы. — 2005. — № 2. — С. 118-119.
3. Национальная система мониторинга окружающей среды республики Беларусь: результаты наблюдений, — Мн.: Белниц «Экология», 2005. — 234 с.
4. Ежегодник состояния загрязнения окружающей среды на территории Республики Беларусь за 2004 год. — Мн.: Минсктиппроект, 2005. — 104 с.
5. Трансграничный диагностический анализ бассейна реки Днепр. Программа экологического оздоровления бассейна реки Днепр. — Мн., 2003. — 217 с.
6. Ясовеев, Н. Г., Шершнев, О. В., Кирвель, И. И. Водные ресурсы Республики Беларусь. — Мн.: БГПУ, 2005.­296 с.
7. Калинин, М. Ю., Волчек, А. А. Водные ресурсы Гомельской области. — Мн.: Белсэнс, 2005. — 144 с.
8. Охрана окружающей среды в Беларуси. Статистический сборник / Мин-во статистики и анализа РБ. — Мн., — 197 с.
9. Справочно-статистические материалы по состоянию окружающей среды и природоохранной деятельности в Республике Беларусь (на 1 января 2005 г.) / Мин-во природных ресурсов и охраны окружающей среды РБ. — Мн.: Белниц «Экология», 2005. — 60 с.
10. Водные ресурсы Республики Беларусь, их использование и охрана. — Мн.: ИИС «Арт-Пресс», 2003. — 24 с.
11. Колобаев, А. Н., Скрипниченко, Л. Н., Тищиков, Г. М. Результаты специализированных экспедиционных ис­следований качества поверхностных вод в бассейне Днепра (в пределах Республики Беларусь): программа экологиче­ского оздоровления бассейна р. Днепр. — Мн.: БЕЛСЭНС, 2004. — 80 с.
12. Рассашко, И. Ф., Ковалева, О. В. Коловратки (Rotifers) водоемов и водотоков Белорусского Полесья // ма­териалы межд. науч. конф. по коловраткам. — Борок: Институт биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина РАН, 2005. — С.255-270.

Авторы: И.Ф. Рассашко, В.А. Собченко, Н.И. Дроздова, А.А. Горнасталев, В.А.  Степанова
Источник: Сахаровские чтения 2006 года: Материалы 6-й Международной научной конференции, 18 – 19 мая 2006 года, г. Минск, Республика Беларусь. – Мн.: МГЭУ им. А.Д. Сахарова, 2006. – Ч. 2. – с. 108-110.