Об эффективности применения биологических методов для оптимизации эколого-гидрохимического состояния Матырского водохранилища

Искусственные водоемы являются весьма уязвимой природно-технической системой. Это связано с формированием общего дисбаланса гидросферы при их строительстве, который проявляется в нарушении целого ряда показателей: общего и сезонного режима реки, ее гидрологии и гидрохимии, уровней и химического состава подземных вод, береговых склоновых и иных экзогенных процессов и т. п. Данные обстоятельства практически не учитывались в период бума строительства водохранилищ в России и за рубежом, который соответствует 70-м гг. прошлого столетия. Цель их создания во всех регионах достаточно близка – обеспечение водой различных промышленных комплексов. В настоящее время в России функционируют более 300 крупных водохранилищ. Экологические проблемы, которые сформировались в среднем за сорокалетний период их эксплуатации, поставили ряд новых задач, связанных с высоким уровнем загрязнения поверхностных и подземных вод в районах водохранилищ, их зарастанием, формированием неблагоприятной гидробиологической обстановки [1–4]. Особую опасность представляет собой проникновение загрязнения в подземные водоносные горизонты, используемые в хозяйственно-питьевых целях. В этой связи актуальной стала задача разработки инновационных методов очистки водоемов, максимально приближенных к природным процессам. Одним из таких методов является альголизация. Она представляет собой введение в поверхностный водоем культуры Сhlorella vulgaris с целью уменьшения в воде концентраций химических и органических загрязнителей, которое происходит в результате гидробиохимических взаимодействий. Данный метод находится в стадии эксперимента на ряде крупных водохранилищ России: Ижевском, Матырском, Белоярском и Нижнетагильском.

Нами представляются материалы первых исследований, проведенных совместно с ООО «Альгобиотехнологии» на Матырском водохранилище. Его особенностью является размещение в пределах весьма техногенно нагруженного Липецкого промрайона. В настоящее время его левобережье активно застраивается промышленными предприятиями.

В ходе проводимых исследований ежемесячно в период апрель–август 2010 г. отбирались пробы воды из семи наблюдаемых точек. Места и номер отбора проб указаны на карте-схеме (рис. 1). При этом пробоотбор воды производился одновременно с проведением альголизации водоема в его приповерхностной части непосредственно в месте введения культуры. Уровень загрязнения водоема оценивался в сравнении с СанПиН для рыбохозяйственных водоемов.

Как известно, химический состав замкнутых поверхностных водоемов зависит от множества факторов природного и техногенного происхождения, таких как климато-метеорологические условия, геологическое строение территории, наличие сбросов промышленных вод и т. д. Процессы формирования химического состава природных вод чрезвычайно сложны, соответственно, для того чтобы объяснить состав того или иного водного объекта, необходимо обладать полным спектром информации по природным и техногенным условиям изучаемой территории [2; 3]. Особенностью летнего периода 2010 г. являлась аномально высокая температура воздуха и воды. В некоторых точках в водоеме она превышала 30 градусов. Проведение эксперимента в данных условиях априорно выводит его за рамки средних показателей, однако полученная информация является уникальной по той же причине высоких температур природной среды.

В результате исследований было установлено, что солевой состав водоема достаточно четко подвержен сезонным колебаниям (рис. 2). Так, максимальные концентрации загрязняющих веществ отмечаются в первые две-три послепаводковые недели, затем ситуация стабилизируется, и после ледостава концентрации возвращаются к природному фону. Ярко выраженными сезонными колебаниями концентраций характеризуется содержание растворенных газов и органических веществ.

В ходе работ были выявлены основные тенденции изменения химического состава вод в пространстве (по акватории водохранилищ) и во времени (с апреля по август). Анализ полученной информации показывает превышения относительно ПДК по ряду гидрохимических показателей. Наиболее значимые превышения характерны для тяжелых металлов – концентрации меди варьируют от 0, 003 до 0, 007 мг/дм3 (при ПДК = 0, 001 мг/дм3), цинка от 0, 005 до 0, 02 мг/дм3 (при ПДК = 0, 01 мг/дм3). Содержание железа и марганца достигает по ряду проб 0, 19 и 0, 016 мг/дм3 соответсвенно, превышая величины ПДК в 1–2 раза.

Перейти на страницу: 1 2 3

Еще статьи

Энергетические ресурсы мирового океана
Проблема обеспечения электрической энергией многих отраслей мирового хозяйства, постоянно растущих потребностей более чем пятимиллиардного населения Земли становится сейчас все более насущной. Основу современной мировой энергетики составляют тепло- и гидроэлектростанции. Одн ...