gfrolova 10 декабря 2004 22:10:36

******* Проект Экологическое Содружество: www.ecocoop.ru *******

Высылаем работу на конкурс 6-й Всероссийской телеконференции "Природу России сохранят дети".
С уважекнием Г.И. фролова.

Конов Максим Владимирович, 10 класс многопрофильного лицея № 2, г.Рыбинск
Научные руководители: Фролова Галина Ивановна, к.б.н., Конов Владимир Валентинович, к.б.н.
Детский экологический центр города Рыбинска
ВЛИЯНИЕ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗБАВЛЕНИЯ ПРОМЛИВНЕВЫХ СТОЧНЫХ ВОД И НА КАЧЕСТВО ЛЕДОВОГО ПОКРЫТИЯ РЕКИ ВОЛГА
Введение
Проблема охраны гидросферы от антропогенного загрязнения в последние годы на фоне увеличения объемов промышленного производства становится все более актуальной. Особенно эта проблема важна для промышленных городов, где в водоемы поступает с производственными и поверхностными сточными водами большое количество разнообразнейших химических веществ. Многие из этих веществ обладают высокой токсичностью и, поступая в больших количествах, могут нанести природным водоемам непоправимый вред. Одной из «достопримечательностью» г.Рыбинска является наличие промышленно-ливневых стоков в р.Волгу в центральной части города. Один из таких стоков расположен в районе спортивного комплекса «Полет», напротив стрелки бывшей реки Шексна . Источник поступления стоков – производство и промышленная площадка ОАО «НПО «Сатурн». Средний объем этих стоков – 500-550 тыс. куб.метров в месяц. В период с 2000 по 2002 год проводились работы по изучению влияния этих сточных вод на качество воды реки Волга. Были получены результаты, которые не укладывались в общепринятые схемы. Показано, что большая часть сточных вод ОАО "НПО "Сатурн" не распределяется равномерно по руслу р.Волга и не подвергается быстрому разбавлению и нейтрализации, а распространяется вдоль берега, причем против течения. Все эти работы проводились в летний и осенний период, когда процессы самоочищения в природных водоемах наиболее выражены. Кроме того в летний период на гидрологический режим исследуемого участка оказывали влияние большое количество факторов, которые трудно было учитывать при постановке эксперимента – это периодичность режима работы Рыбинской ГЭС (р.Шексна), периодичность работы шлюзов (р.Волга), ветровой режим и движение пассажирского и грузового водного транспорта. По этой причине в летних экспериментах не всегда выявлялась четкое распределение токсичности в пробах воды р.Волга в районе распространения стоков.
Цель нашей работы – провести исследование распространения сточных вод в зимний период, подтвердить ранее полученные данные и изучить влияние сточных вод на качество льда, образующегося в районе их распространения. В период, когда р.Волга покрыта льдом, на гидрологический режим не влияет ветровой режим, навигация закрыта и шлюзы на Рыбинском водохранилище не работают.
Методы исследования
В зимний период, когда Волга покрывается льдом, распространение сточных вод можно определить даже визуально, по внешнему виду полыньи – полынья распространяется вдоль берега против течения. Причем вид полыньи не изменяется весь зимний период. Наличие полыньи в районе распространения сточных вод объясняется тем, что температура сточных вод выше температуры воды в р.Волга. и достигает 14 Со. Характер распространения полыньи согласуется с данными, полученными в теплые периоды года. Поэтому пробы льда нами отбирались на 50 м выше по течению от места выпуска сточных вод на краю полыньи. Пробы отбирались около береговой линии по всей толщине ледового покрытия. Пробы льда делились на две части – верхняя часть льда толщиной 1,0 – 1,5 см и нижняя часть - толщиной 15-20 см.
Качество размороженного ледового покрытия определяли методом биотестирования. Для контрольных проб и для разбавления проб льда использовали биологизированную воду. При проведении биотестирования в качестве тест-организмов были использованы цериодафнии (Ceriodaphnia affinis Lilljeborg). Работа проводилась на базе лаборатории “Экотест” согласно ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.6-2000 “Методика определения токсичности воды по смертности и изменению плодовитости цериодафний”. Острую и хроническую токсичность проб оценивали только по смертности цериодафний.
Результаты и их обсуждение
После размораживания льда при комнатной температуре даже визуально можно было определить, что верхняя часть льда очень сильно загрязнена нефтепродуктами. По результатам химических анализов, проведенных филиалом «Ярославльгеомониторинг», в пробе содержалось нефтепродуктов 2800 мг/л, что в 56 тысяч раз превышает рыбо-хозяйственные ПДК для нефтепродуктов (0,05 мг/л). Биотестирование этих проб не проводилось.
В экспериментах по биотестированию нами было показано, что размороженная проба нижнего слоя ледового покрытия без разбавления контрольной водой обладала острой токсичностью – 100% гибель тест-объектов за 24 часа. Пробы, разбавленные в 4, 10 и 20 раз также обладали острой токсичностью для тест-объектов – 100% гибель тест-объектов за 48 часов. Только в пробе, разбавленной в 100 раз, не наблюдалась острая токсичность – 100% выживаемость в течение 48 часов. Это свидетельствует о том, что лед, образующийся на р. Волга выше по течению выпуска сточных вод с ОАО "НПО "Сатурн" вокруг полыньи, очень сильно загрязнен нефтепродуктами и другими вредными химическими веществами. Очевидно, что в зимний период, загрязняющие вещества, распространяющиеся против течения, частично не уносятся при кратковременном изменении гидрологического режима, а фиксируются при образовании льда в районе полыньи. В результате этого в течении зимнего периода происходит концентрация вредных загрязняющих веществ в ледовом покрытии. В нижнем слое льда по данным химических анализов содержится 0,05 мг/л нефтепродуктов (уровень рыбо-хозяйственного ПДК). Острая токсичности нижнего слоя льда объясняется наличием в ледовом покрытии каких-то других органических и неорганических вредных веществ.
Эти данные и наблюдения подтверждают выводы, сделанные в предыдущей работе, что сток расположен в районе с неблагоприятным для сброса сточных вод гидрологическим режимом. Мы считаем, что этот режим объясняется сильным течением со стороны ГЭС по руслу бывшей р. Шексны. Волна, образующаяся в результате падения воды на ГЭС, движется по руслу бывшей реки Шексна, достигает русла реки Волга, под углом примерно 600 пересекает его и ударяется в противоположный берег.
По данным Рыбинской гидрометобсерватории скорость течения в русле реки Волга ниже выпуска сточных вод около 0,16 м/с, а скорость течения в русле реки Волга выше выпуска – в четыре раза меньше – 0,04 м/с. Место поступления воды с ГЭС по руслу бывшей реки Шексна расположено между этими точками определения скорости течения. Это свидетельствует о том, что вода, поступающая по руслу бывшей реки Шексны, как бы «запирает» воду в русле реки Волга. Выпуск сточных вод расположен как раз в этой гидрологической зоне, что приводит к тому, что сточные воды не разбавляются во много раз природной водой, а распространяются вдоль берега. Значительная часть загрязняющих веществ, поступающих со сточными водами, фиксируется в ледовом покрытии. Во время оттепели может наблюдаться «залповое» поступление загрязняющих веществ в природный водоем. Эта ситуация в весенний период еще более ухудшается, так как происходит таяние льда и большое количество нефтепродуктов и других загрязняющих веществ поступает в Волгу. Для того, чтобы 1 куб. метр нижнего слоя льда сделать безопасным для водных организмов по результатам биотестирования необходимо в период таяния разбавлять его 99 куб. метрами чистой природной воды. Ниже по течению на расстоянии 500 м от стока расположен городской питьевой водозабор. В период интенсивного таяния и движения ледового покрытия по течению большое количество накопившихся в нем вредных веществ будет поступать в район водозабора. Это может быть причиной заметного ухудшения качества питьевой воды в водопроводе города.
Конструктивно выпуск выполнен как береговой. При таких гидрологических условиях этот выпуск должен быть русловым. Сточные воды должны поступать в район интенсивного перемешивания воды из русла бывшей реки Шексна и реки Волга. Но наличие фарватера для судов класса «река-море», вероятно, не позволяет сделать его русловым. В такой ситуации совершенно необходимо строительство эффективных очистных сооружений и закрытие питьевого водозабора. Этот водозабор снабжает питьевой водой только 10-15% населения г.Рыбинска, мощности второго водозабора и артезианских скважин должно хватить городскому хозяйству при ликвидации этого водозабора.
Выводы
1. Выпуск сточных вод расположен в районе с неблагоприятным гидрологическим режимом, при котором не происходит быстрого и эффективного разбавления стоков водой природного водоема.
2. Концентрация загрязняющих веществ в ледовом покрытии в районе выпуска сточных вод может быть причиной ухудшения качества питьевой воды в некоторых районах г. Рыбинска в период таяния ледового покрытия.
3. Для уменьшения влияния сточных вод на качество воды природного водоема для данного стока не возможно изменить конструкцию выпуска, поэтому необходимо строительство очистных сооружений для этих сточных вод.

• Еще вопросы к Максиму Конову Arthur R.Lyandzberg, Inna A.Novikova 20/12/2004 (1)
  • Ответы Максима Конова кураторам gfrolova 20/12/2004 (0)
• Вопрос к Максиму Конову anna 12/12/2004 (1)
  • „O„„„r„u„„„Ќ „{„…„‚„p„„„Ђ„‚„p„} „Ђ„„ „M„p„{„ѓ„y„}„p „K„Ђ„~„Ђ„r„p gfrolova 20/12/2004 (0)