Влияние природных факторов и хозяйственного освоения территории на формирование качества речных вод республики марий эл
| Вид материала | Автореферат |
- В марий Эл вводится особый противопожарный режим, 23.06kb.
- Отчет о деятельности Комитета ветеринарии Республики Марий Эл за 2010 год, 108.66kb.
- Задачи и функции отдела методологии реформирования и анализа исполнения бюджета Министерства, 35.15kb.
- Указ президента республики марий эл о совете при президенте республики марий, 10.84kb.
- Удк 553. 3/9 (571. 61) Стратегические направления рационального использования природно-ресурсного, 135.68kb.
- О мерах по обеспечению пожарной безопасности, 115.69kb.
- Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Анализ и улучшение качества, 1934.58kb.
- «Городской округ «Город Козьмодемьянск», 80.27kb.
- Перед Вами информационно-справочная брошюра, посвященная культовым памятникам Марийской, 1151.87kb.
- Постановлений Правительства Республики Марий Эл от 13. 12. 2007 n 293, от 30. 01. 2008, 1702.12kb.
Таблица 2 - Шкала загрязнённости речных вод РМЭ основными поллютантами
| Показатель | ПДК, мг/дм3 | Значения показателей при различных уровнях загрязнения | ||||
| I | II | III | IV | V | ||
| Аммиак | 0,50 | < 0,58 | 0,59-1,92 | 1,93-3,70 | 3,71-8,50 | > 8,5 |
| Нитриты | 0,02 | < 0,02 | 0,03-0,07 | 0,08-0,10 | 0,11-0,24 | > 0, 24 |
| Нитраты | 9,10 | < 0,93 | 0,94-2,73 | 2,74-3,80 | 3,81-6,25 | > 6,25 |
| Фосфаты | 0,20 | < 0,10 | 0,11-0,40 | 0,41-0,77 | 0,78-2,40 | > 2,4 |
| БПК | 2,00 | < 3,40 | 3,41-6,30 | 6,31-8,69 | 8,70-25,00 | > 25,0 |
| Окончание таблицы 2 | ||||||
| Показатель | ПДК, мг/дм3 | Значения показателей при различных уровнях загрязнения | ||||
| I | II | III | IV | V | ||
| Взвешенные вещества | - | < 23,0 | 23,1-48,3 | 48,4-67,4 | 67,5-113,0 | > 113 |
| Нефтепро-дукты | 0,05 | < 0,06 | 0,06-0,01 | 0,02-0,22 | 0,23-0,650 | > 0,65 |
| Фенолы | 0,001 | < 0,001 | 0,002-0,004 | 0,005-0,006 | 0,006-0,014 | > 0,014 |
| Железо | 0,100 | < 0,77 | 0,78-1,47 | 1,48-2,10 | 2,11-3,60 | > 3,6 |
| Медь | 0,001 | < 0,001 | 0,002-0,004 | 0,005-0,007 | 0,008-0,470 | > 0,47 |
| Сульфаты | 100,0 | < 36,0 | 36,1-107,7 | 107,8-210,0 | 210,1-540,9 | > 540 |
| Хлориды | 300,0 | < 18,3 | 18,3-39,0 | 39,1-48,0 | 48,1-78,2 | > 78,0 |
| Марганец | 0,010 | < 0,11 | 0,11-0,95 | 0,96-0,32 | 0,33-0,51 | > 0,51 |
^ 4. Закономерности пространственного распределения показателей загрязнения поверхностных вод республики
В Республике Марий Эл выделено 489 элементарных водосборных бассейнов, являющихся составными частями 15 малых рек. Площадь элементарных бассейнов варьирует от 9,7 до 120,1 км2. Средняя площадь элементарного бассейна составляет 46,5 км2. Из физико-географических показателей элементарных бассейнов наиболее сильная изменчивость характерна для коэффициентов лесистости (от 0% на востоке до 100% на западе республики) и овражности (от 0 до 2 км/км2).
Речные системы республики, как показал кластерный анализ по физико-географическим показателям и гидрологическим особенностям, разбиваются на две большие группы, которые в свою очередь разделяются на четыре подгруппы (рис. 1). По интенсивности и характеру антропогенной нагрузки выделяется пять групп водосборных бассейнов (рис. 2), для каждой из которых характерен свой набор приоритетных загрязнителей и пределы их фоновых концентраций (табл. 3), сопоставимые или же превышающие существующий уровень ПДК, особенно по железу и марганцу.
Различия в качестве вод проявляются не только между различными бассейнами республики, но и в рамках одного бассейна. Пробы, отобранные на всем протяжении реки Малой Кокшаги от ее истока до устья, показали высокую изменчивость показателей. Наиболее сильно изменялись показатели содержания марганца, нефтепродуктов, нитритов, фосфатов, а наименее – железа и индекса Вудивисса. Для веществ антропогенного происхождения характерно скачкообразное увеличение концентрации за очистными сооружениями и постепенное снижение их к устью вследствие происходящих процессов самоочищения вод. Исключение составляют вещества природного происхождения (марганец, железо), содержание которых в воде реки Малая Кокшага неуклонно увеличивается по направлению к устью. Метод биоиндикации Вудивисса показал меньшую разрешающую способность, особенно в устьевом участке реки, при оценке качества вод по сравнению с методом химического анализа, что связано с адаптацией организмов к высокому содержанию естественных загрязнителей.
Рис. 1. Дендрограмма сходства бассейнов рек, оценённая методом Уорда по степени скоррелированности физико-географических параметров гидрологической сети: 1 – Ветлуга, 2 - Дорогуча, 3 – Сумка, 4 - Большая Юнга, 5 – Малая Юнга, 6 – Сундырь, 7 – Рутка, 8 – Арда, 9 – Большой Кундыш, 10 – Большая Кокшага, 11 – Большая Ошла, 12 – Малая Ошла, 13 – Манага, 14 – Малая Кокшага, 15 – Малый Кундыш, 16 – Илеть, 17 – Юшут, 18 – Немда, 19 – Лаж, 20 – Буй, 21 – Ноля, 22 – Уржумка
Рис. 2. Группы водосборных бассейнов рек Республики Марий Эл по интенсивности антропогенной нагрузки на них.
^ Таблица 3 - Значения верхнего предела фоновых концентраций основных загрязняющих веществ для групп бассейнов рек Республики Марий Эл
| Показатель | ПДК, мг/дм3 | Значения показателей для различных групп бассейнов | ||||
| I | II | III | IV | V | ||
| Аммиак | 0,50 | 0,31 | 0,44 | 0,51 | 0,56 | 0,74 |
| Нитриты | 0,02 | 0,03 | 0,01 | 0,02 | 0,04 | 0,03 |
| Нитраты | 9,10 | 0,69 | 0,48 | 0,50 | 1,52 | 1,15 |
| Фосфаты | 0,20 | 0,04 | 0,06 | 0,09 | 0,15 | 0,10 |
| БПК | 2,00 | 2,59 | 2,30 | 2,61 | 3,40 | 4,60 |
| Взвешенные в-ва | - | 33,88 | 16,60 | 14,88 | 21,05 | 29,41 |
| Нефтепродукты | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,04 | 0,05 | 0,06 |
| Фенолы | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
| Железо | 0,10 | 0,37 | 1,27 | 0,80 | 0,73 | 0,60 |
| Медь | 0,001 | 0,002 | 0,001 | 0,001 | 0,002 | 0,001 |
| Сульфаты | 100 | 23,3 | 24,1 | 16,5 | 31,9 | 96,8 |
| Хлориды | 300 | 10,7 | 6,3 | 18,2 | 23,2 | 16,0 |
| Марганец | 0,01 | 0,04 | 0,01 | 0,09 | 0,09 | 0,11 |
^ 5 Закономерности временной динамики показателей
качества поверхностных вод
На основании результатов исследований нами выделены три группы показателей качества вод, различающихся по характеру их сезонной динамики. К первой группе относятся хлориды, имеющие один максимум значений, отмечающийся в зимний период, что связано с источником их поступления, которым является коммунальное хозяйство. Ко второй группе относятся биогенные элементы (аммиак, нитриты, нитраты, фосфаты) и нефтепродукты, наиболее высокая концентрация которых наблюдается в речных водах в период половодья (апрель, май) и осенью, что связано с увеличением поверхностного стока в это время. Для третьей группы загрязнителей характерна слабо выраженная сезонная изменчивость. Сюда можно отнести железо и марганец, высокое содержание которых в речных водах обусловлено действием природных факторов.
Загрязнение поверхностных вод республики нефтепродуктами, легкоокисляемыми органическими веществами и хлоридами, как показали исследования, неуклонно год от года увеличивается, несмотря на значительное снижение в последнее десятилетие сельско-хозяйственной нагрузки. Содержание же биогенных элементов и загрязняющих веществ природного происхождения практически не изменилось.
Многолетняя динамика качества поверхностных вод для каждого из речных бассейнов имеет свои особенности, детально раскрытые в диссертации. В целом, в водах малолесных речных бассейнов в последнее десятилетие отмечается увеличение содержания биогенных элементов, взвешенных веществ и нефтепродуктов за счет поверхностного стока с сельскохозяйственных и селитебных территорий.
^ 6. Роль природных факторов и сельскохозяйственного производства в формировании качественного состава поверхностных вод Республики Марий Эл
На качество поверхностных вод республики, как показали исследования, оказывают влияние, прежде всего, физико-географические условия водосборных бассейнов, особенно уровень лесистости и овражности территории, что связано с изменением объемов поверхностного стока. В диссертационной работе приведены уравнения множественной нелинейной регрессии, количественно отражающие эту зависимость. Большая часть загрязняющих веществ, как показали расчёты, поступает в речные воды с поверхностным стоком с прилегающих территорий, что особенно характерно для малолесных речных бассейнов восточной части республики с высокой сельскохозяйственной нагрузкой. При этом на долю сельско-хозяйственных земель приходится около половины всей массы загрязняющих веществ, поступающих в речные воды из неточечных источников загрязнения (табл. 4).
^ Таблица 4 - Сведения о среднегодовом поступлении основных загрязняющих веществ в реки Республики Марий Эл
| Вещества | Сброс в реки, т | Вынос реками, т | Поступает из неточечных источников | |||
| Всего | в том числе с сельхоз. земель | |||||
| т | % | т | %* | |||
| Нефтепродукты | 4,2 | 250,3 | 246,1 | 98,3 | 111,8 | 45,4 |
| Взвешенные в-ва | 1731,2 | 72773,3 | 71042,1 | 97,6 | 33261,7 | 46,8 |
| Аммиак | 240,4 | 2991,3 | 2750,9 | 92,0 | 1320,1 | 48,0 |
| Нитриты | 12,4 | 129,0 | 116,6 | 90,4 | 45,9 | 39,4 |
| Нитраты | 346,4 | 3409,8 | 3063,4 | 89,8 | 1304,5 | 42,6 |
| Железо | 30,8 | 2978,3 | 2947,5 | 99,0 | 1326,4 | 45,0 |
| Медь | 0,6 | 29,0 | 28,6 | 98,1 | 25,3 | 88,6 |
| СПАВ | 4,6 | 336,3 | 331,8 | 98,6 | 153,1 | 46,1 |
| Фенолы | 0,2 | 35,6 | 25,4 | 99,1 | 11,1 | 43,7 |
| Сульфаты | 5090,7 | 216522,0 | 211431,7 | 97,6 | 55111,4 | 26,1 |
| Хлориды | 6388,6 | 48511,6 | 42123,0 | 86,8 | 20936,0 | 49,7 |
| Окончание таблицы 4 | ||||||
| Вещества | Сброс в реки, т | Вынос реками, т | Поступает из неточечных источников | |||
| всего | в том числе с сельхоз. земель | |||||
| т | % | т | %* | |||
| Нефтепродукты | 4,2 | 250,3 | 246,1 | 98,3 | 111,8 | 45,4 |
| Цинк | 1,0 | 16,9 | 15,9 | 94,1 | 5,9 | 37,4 |
| Фосфаты | 95,9 | 657,3 | 561,4 | 85,4 | 263,0 | 46,8 |
| Марганец | 1,9 | 433,6 | 431,7 | 99,6 | 263,4 | 61,0 |
| Свинец | 0,03 | 4,18 | 4,15 | 99,3 | 1,70 | 41,1 |
*Примечание: в % от общего поверхностного стока
Ведущим фактором сельскохозяйственной нагрузки на территорию является, как показали расчёты, площадь посевных земель, определяющая как все прочие факторы этого вида деятельности (количество внесённых удобрений, ядохимикатов и поголовья КРС), так и поступление в речные воды биогенных элементов (табл. 5).
^ Таблица 5 - Значения параметров математической модели зависимости содержания биогенных элементов (Y) от площади посевных земель (X)
| Зависимая переменная | Значения параметров математической модели y=axb+c | ||||
| а | b | с | R2 | Fфакт | |
| Концентрация аммиака, г/дм3 | 6,959 | 2,367 | 0,567 | 0,652 | 22,483 |
| Концентрация нитритов, г/дм3 | 0,832 | 23,856 | 0,028 | 0,972 | 416,571 |
| Концентрация нитратов, г/дм3 | 621694 | 31,105 | 1,038 | 0,588 | 17,126 |
| Концентрация фосфатов, г/дм3 | 1,059 | 1,012 | -0,006 | 0,508 | 12,390 |
*Примечание: N=14; F0,05=4,67