Одной из наиболее актуальных экологических проблем в Республике Казахстан является состояние водных ресурсов. Наличие и качественное состояние водных ресурсов жизненно важный фактор, имеющий определяющее влияние на экономическое развитие страны, а также здоровье населения. Общее состояние и качество водных ресурсов в Республике Казахстан значительно ухудшаются, и их интенсивное загрязнение может оказать разрушительное воздействие на окружающую среду[1].
Территория Костанайской области находится в зоне недостаточного увлажнения и поэтому запасы поверхностных вод в её пределах относительно невелики.
В работе про анализированы количественные данные РГП “Казгидромет” о состоянии поверхностных вод в Костанайской области за период с 2009-2014 годы, выявлены основные вещества – загрязнители поверхностных вод в реках Тобол, Тогызак и Аят.
В Костанайской области эксплуатируется 10 водохранилищ для удовлетворения хозяйственно-питьевых нужд городов, крестьянских хозяйств, садовых обществ и использования в промышленных целях. Проектный объём водохранилищ по реке Тобол составляет 1461,68 млн. Самые крупные водохранилища - Верхне- Тобольское (816 млн.м3), Каратомарское - 586 млн.м3. На всем протяжении для реки Тобол характерна высокая минерализация. На подъеме весеннего половодья минерализация воды снижается до 400 мг/л, а в зимнюю межень достигает наибольших значений -1500 мг/л.
Реки Тобольского бассейна имеют преимущественно снеговое питание при незначительной роли грунтовых и дождевых вод и характеризуются большой изменчивостью годового стока, когда наибольшие среднегодовые расходы воды превышают средние многолетние в десять раз.
Река Тобол – левобережный приток реки Ертис, исток реки лежит на границе восточных отрогах Южного Урала и Тургайского плато. Реки Тогызак и Аят являются левобережными притоками реки Тобол.
На территории бассейна реки Тобол действуют 10 гидро постов, Годовой сток рек Тобол-Торгайского бассейна в многолетнем стоке подвержен значительным колебаниям, особенностью которых является чередование групп многоводных и маловодных лет. Водность реки Тоболза 2011 год составила 0,798 км3, за 2012 год 0,970 км3, за 2013 год -1,232 км3 . За период с 2000г. по 2013г. наибольшая водность наблюдалась в 2005г. (1,894км3).
На качество водных объектов по всей территории области оказывают негативное воздействие сбросы промышленных и хозяйственно -бытовых неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод, смывы во время весеннего половодья и летних дождевых паводков с сельскохозяйственных полей и угодий удобрений и других загрязняющих веществ, а также выбросы в атмосферу огромного количества загрязняющих веществ.
Для ориентировочной комплексной оценки состояния водных объектов был использован индекс загрязненности вод (ИЗВ).
Основные положения этого метода заключаются в следующем: расчет ИЗВ проводится по 6 ингредиентам, среди которых обязательными являются растворенный кислород и БПК 5, остальные четыре - специфические загрязняющие вещества с наибольшим превышением нормативных показателей.
ИЗВ определяется по формуле:
∑ С
ИЗВ . ∑ ⅜
6
где Сİ - среднегодовая концентрация i-го вещества.
По значениям ИЗВ устанавливается класс качества воды (таблица 1).
Таблица 1- Критерии классификации качества воды по ИЗВ
|
Класс качества воды |
Характеристика состояния качества воды |
Значение ИЗВ |
|
I |
«очень чистая» |
0,3 ¯ |
|
II |
«чистая» |
0,3-1,0 |
|
III |
«умеренно загрязненная» |
1,0-2,5 |
|
IV |
«загрязненная» |
2,5-4,0 |
|
V |
«грязная» |
4,0-6,0 |
|
VI |
«очень грязная» |
6,0-10,0 |
|
VII |
«чрезвычайно грязная» |
>10 |
Динамика изменения индекса загрязненности воды в реке Тобол и её притоках представлена на рисунке 1.
Индекс загрязненности воды существенно зависит от сезонности, поскольку взависимости от времени года наблюдается разный объем воды, а также разные объемы загрязняющих веществ, попадающих в реку. На рисунке 2 представлена зависимость ИЗВ от месяца его определения в 2014 году.
Анализ динамики изменения индекса загрязненности воды за последние пять лет в разные месяцы показал, что:
- Среднее годовое значение ИЗВ изменялся в пределах от 1.20 до 2,02, что качественно характеризует реку Тобол и её притоки реки Аят и Тогузак как «умеренно загрязненные», которые относятся к 3 классу по качеству воды;
- на протяжении всего года наблюдаются колебания значений ИЗВ, что связано с сезонностью времени года (период активного стояния льда, паводковый период, разлив реки и т.д.);
- максимальное значение ИЗВ в 2014 году наблюдалось в июле, когда уровень воды в реке понизился. Вода в реке Тобол в 2014 году в мае, июле и сентябре характеризуется как «грязная» и «очень грязная» и относится к 5 и 6 классу по качеству воды;
15
- минимальное значение ИЗВ зафиксировано в апреле. Это объясняется увеличением объема воды в реке и водоемах и снижением концентрации вредных загрязняющих веществ.
Значительное увеличение индекса загрязненности воды в реке Тобол связано с аномально высоким содержанием ионов марганца и меди, превышение которых по всей протяженности реки в Костанайской области колеблется от 3 до 85 ПДК. Наиболее высокое содержание ионов марганца зафиксировано в черте села Милютинка в створе гидропоста в 2011 году. Основными загрязняющими веществами реки Тобол являются сульфаты, хлориды, БПК, аммоний солевой, азот нитритный, фенол. В таблице 2 представлены загрязняющие вещества в реке Тобол, их средняя концентрация и кратность превышения ПДК в марте 2011 года.
Таблица 2 - Характеристика загрязняющих веществ в реке Тобол в марте 2011 года
|
Ингредиенты |
Средняя концентрация, мг/л |
Кратность превышения ПДК |
|
Медь |
0,0033 |
3,3 |
|
Сульфаты |
330,7 |
3,3 |
|
Хлориды |
354,8 |
1,2 |
|
Марганец |
0,44 |
44 |
|
Фенол |
0,003 |
3 |
Состояние водных экологических систем в бассейне реки Тобол обусловлено наличием источников природного и антропогенного загрязнения. К природным факторам можно отнести присутствие в геологическом горно -складчатом субстрате и почвах повышенных концентраций металлов. Эти вещества присутствуют и в подземных водах, участвующих в питании реки. Наиболее распространенным фактором ухудшения экологического состояния водных систем (речных, озерных) остается химическое загрязнение вод. Наличие предприятий строительных материалов, горнодобывающей, топливной промышленности, городских агломераций оказывает значительное влияние на качество поверхностных водных объектов. Особый вклад в динамику увеличения содержания фенола в водоеме вносят так называемые сине-зеленые водоросли. Увеличение в водоемах содержания биогенных веществ в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождаемое чрезмерным разви - тием фитопланктона, называют антропогенным эвтрофированием водоемов. При этом водоросли начинают интенсивно размножаться и до определенной степени количественного развития они играют положительную роль в водо - емах, способствуя его самоочищению. Однако при возрастающем поступлении в водоем биогенных и органических веществ и продолжающемся разви - тии водорослей наступает момент, когда развитие приобретает характер «цветения» воды, при котором водоросли становятся фактором самозагряз -нения водоема Массовое развитие водорослей может ухудшить органолеп - тические показатели воды, повысить мутность, изменить химический состав воды, оказать механический вред системам водоочистки, поэтому гидробиологический анализ является важным элементом санитарно -гигиенического обследования водоисточников и систем водоснабжения.
Основными мероприятиями, направленными на улучшение экологической ситуации реки Тобол, являются:
- необходимость проведения исследований по аномальному содержанию ионов марганца, которое впервые обнаружено в марте 2011 года;
- выявления источников увеличения концентрации ионов меди в реке Тобол, (в июле 2014 года превышение концентрации меди со сравнению с ПДК составило 46 раз) и разработка мероприятий по снижению попадания ионов металлов в воду;
- разработка оптимальных и приемлемых способов борьбы с синезелеными водорослями, которые в период мелководья и интенсивного цветения существенно ухудшают качество воды.
Литература
- Панин, М.С. Экология Казахстана: Учеб. Пособие / М.С. Панин. - Семипалатинск: Издательство СПГУ, 2005. – 547 с.
- Информационный бюллетень о состоянии окружающей среды Республики Казахстан: каталог / Министерство охраны окружающей среды РК, РГП «Казгидромет» Департамент экологического мониторинга. – Алматы, 2011. -№ 3 (137), 7 (141), 8 (142), 9 (143), 12 (146).
- Информационный бюллетень о состоянии окружающей среды Республики Казахстан: каталог / Министерство охраны окружающей среды РК, РГП «Казгидромет» Департамент экологического мониторинга. – Алматы, 2009. - № 1 (111), 2 (112), 3(113), 6 (116), 8 (118), 9 (119), 10 (120), 11 (121).
- Информационный бюллетень о состоянии окружающей среды Республики Казахстан: каталог / Министерство охраны окружающей среды РК, РГП «Казгидромет» Департамент экологического мониторинга. – Алматы, 2010. - № 1 (123), 2 (124), 3 (125), 4 (126), 6 (128), 7 (129), 8 (130), 9 (131), 11 (133).
- Информационный бюллетень о состоянии окружающей среды Республики Казахстан: каталог / Министерство охраны окружающей среды РК, РГП «Казгидромет» Департамент экологического мониторинга. – Алматы, 2013. - № 1 (159), 2 (160), 3 (161), 4 (162), 6 (164), 7 (165), 8 (166), 9 (167), 11 (169).
- Информационный бюллетень о состоянии окружающей среды Республики Казахстан: каталог / Министерство охраны окружающей среды РК, РГП «Казгидромет» Департамент экологического мониторинга. – Алматы, 2014. - № 1 (171), 2 (172), 3 (173), 4 (174), 5 (175), 6 (176), 7 (177), 8 (178), 9 (179).