ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРОСФЕРЕ

Часть 1

Состав гидросферы

Уникальные физические и химические свойства воды

а) способность существовать в различных агрегатных состояниях::этому способствует строение молекулы воды, таким образом, вода, при определенных внешних условиях, может наблюдаться в окружающей среде как в жидком, так в газообразном и твердом состояниях. Причем уникальность этих фазовых состояний состоит еще и в способности вод, при определенных условиях, переходить в другие фазовые состояния миную промежуточные фазы.

б) растворитель: молекула воды является диполем, а значит способна образовывать водородные связи, т.е. растворять многих (но не всех) других веществ. Именно это свойство воды обусловило существование соленой и минерализованной воды на планете. это свойство воды имеет значительные экологические следствия, увеличивая количество водных растворов и соединений, переносящих энергию и информацию на большие расстояния;

в) температура максимальной плотности: воды составляет 4 0С:, вода с такой температурой способна «утаскивать» на глубину значительные объемы загрязнений, подхваченных ею, например, у берегов континентов, т.о. создавая условия не только для глобального распространения загрязнений, но и для их перемешивания в водных массах на значительной глубине. Другая сторона этого процесса – притапливание холодными водами потоков теплых течений и изменение климата прибрежных территорий;

г) текучесть вод: способность создавать значительные непрерывные водные пространства, в пределах которых формируются уникальные экосистемы, формируется специфический круговорот воды и других веществ, изменяются свойства ландшафта. Вязкость воды по сравнению с другими жидкостями небольшая и уменьшается с ростом температуры и давления, так, например, на большой глубине воды существуют часто в подогретом состоянии и находятся под большим давлением, поэтому их истечение на поверхность при вскрытии пластовых напорных (артезианских) вод происходит под давлением и фонтанообразно.

Уникальные физические и химические свойства воды

д) оптические свойства вод: свет от поверхности воды и отражается и преломляется, и рассеивается, и поглощается. Это зависит от многих факторов, основными из которых являются интенсивность волнения, цвет водной массы, интенсивность газообмена и течений, от чистоты вод и многих других.

е) акустические свойства вод: звук в воде распространяется в 4-5 раз быстрее, чем в воздухе и достигает колоссальных скоростей до 1400-1600 м/с причем, с увеличением температуры воды, солености и давления скорость звука значительно возрастает.

ж) электропроводность воды возрастает с повышением температуры, давления и минерализации (солесодержания). Т.е., у морской воды этот показатель значительно выше, чем у речной. А вот химически чистая вода (например, дистиллированная) очень плохо проводит электричество, а лед в 10 раз менее активно проводит электричество. Это свойство воды часто используется в лечебных целях при проведении медицинских процедур (электрофорез и другие) и в других целях.

Водообмен и влагооборот

В 1969 г. советским исследователем А.М. Алпатьевым было отмечено, что водообмен в природе носит характер круговых циклов или круговоротов, однако они не являются полностью замкнутыми и их «разомкнутость» заставляет говорить скорее о водообмене, чем о круговороте. Таким образом, были выделены 4 основных типа влагооборота:

Водообмен и влагооборот1) геокосмический – обмен влагой между космическим пространством и Землей, как планетой;

2) атмосферно-океанический – гораздо более значимый, т.к. поверхность Мирового океана покрывает более 70% площади планеты и с нее происходит испарение;

3) атмосферно-континентально-океанический – этот вид влагооборота подключает такое звено, как континенты. Материковое звено этого процесса дает вклад в описываемый процесс не только за счет испарения с поверхности вод суши, но и за счет водообмена океана с материками, т.е. вода, испарившаяся над океаном может выпасть осадами над континентами;

4) атмосферно-литосферно-почвенно-биологический – этот тип влагооборота наиболее полно описывается участие всех видов влаги в процессах обмена веществом и энергией.

Экосистемные функции гидросферы

Это функции среды, поддерживающие на надлежащем уровне параметры функционирования жизненной среды (биотической и абиотической составляющих) для живых организмов.

1. Физические функции воды как жизненного пространства2. Химические и биохимические функции.3. Скорость протекания биохимических и других процессов.4. Физико-химические экологические функции водной среды.

ПРИРОДНЫЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ

Часть 2

Загрязнение водных объектов это привнесение в них чужеродных компонентов в различных агрегатных состояниях, негативно влияющих на экологическое состояние водных объектов и снижающих их экологические, физические и химические функции.

Группы загрязняющих воду веществ Физические Химические Биологические

Органолептические свойства (цвет, запах, внешний вид, пенистость)

Соли Вирусы

Взвешенные вещества Кислоты Бактерии Твердые частицы более крупного размера, песок

Щелочи Простейшие

Шлам Сельскохозяйственные удобрения и пестициды

Грибы

Глина и глиняная взвесь Гербициды Водоросли Ил Соединения тяжелых металлов Лигнин

Тепловое загрязнение Органические соединения (азота, фосфора и др.)

Шумовое загрязнение (аккустическое)

Фенолы

Световое загрязнение Нефтепродукты Радиоактивное загрязнение СПАВ

Природный мусор (ветки, бревна) и антропогенные отходы

Диоксины

Общая характеристика физических загрязнителей

Они изменяют температуру, цвет, вид, запах, параметры течения вод. Со многими из них природным водам помогает справиться такое свойство как буферная емкость вод – способность накапливать, безболезненно преобразовывать или удалять негативные воздействия без последствий.

На буферную ёмкость оказывают существенное

влияние такие факторы как:• - температура вод: чем холоднее водные массы, тем медленнее идут процессы очищения

водоема, но и растворимость загрязнителей в холодное воде ниже, в некоторых ситуациях эти процессы, исключая друг друга, дают положительный эффект, т.е. загрязнитель удаляется из водного объекта не успев нанести существенного вреда;

• - скорость течения: при высоких скоростях течений или интенсивном водообмене в водоемах эта емкость выше, из-за высокой степени изменений, происходящих в водоеме. При низких скоростях течений или замедленном водообмене загрязняющие вещества или отходы успевают вступить в химическую реакцию с водой и микроорганизмами и из физических загрязнителей переходят в химические;

• - размер водного объекта: чем он крупнее, тем большее количество загрязнителей он может безболезненно ассимилировать, преобразовать и обезвредить, также, общий объем водной массы элементарно обеспечивает значительное обезвреживание загрязнителя за счет его разбавления.

• - конфигурация русла и дна водоема или водотока: наличие мелководных и относительно замкнутых заводей, ямы в дне, осерёдки в русле рек, меандры и старицы и другие особенности рельефа дна и берегов приводят к накоплению загрязняющих веществ и-за трудности их удаления оттуда, такие места, как правило, слабо обрабатываются придонными и прибрежными течениями, в них формируются застойные зоны с малым количеством растворенного кислорода.

Тепловое загрязнение Может происходить как по природным причинам, так и в результате антропогенного воздействия. Обратная зависимость установлена между температурой вод и количеством растворенного кислорода. Повышение температуры вод приводит к уменьшению количества растворенного в воде кислорода, формированию анаэробной среды (бескислородной), росту количества ядовитых газов – продуктов жизнедеятельности гидробионтов (сероводорода, метана и других).

Это приводит к «цветению» воды, т.е. к зарастанию поверхности водоема. Дальше развивается патогенная микрофлора и микрофауна, что приводит к разрушению экосистемы. Для водных объектов умеренной климатической зоны допустимым уровнем подъема температуры вод из-за сброса теплых вод относительно естественной температуры является 3-5 0С.

Распределение хлорофилла (показателя биомассы фитопланктона) по акватории Атлантического океана. Усредненная картина для года. Окрашенные в синий цвет центральные части океана наиболее бедны фитопланктоном. Более высокая концентрация показана зеленым цветом, еще более высокая — желтым, а самая высокая — оранжевым. Прибрежные районы всегда богаче биогенными элементами и, соответственно, фитопланктоном. По данным NASA. Часть карты с сайта www.nasa.gov

Радиоактивное загрязнениеАктивно перемещаются в водных массах такие загрязнители, как стронций-90, уран, радий-226, цезий и другие. Атропогенный путь поступления таких загрязнителей известен – это сброс зараженных вод и захоронение радиоактивных материалов на дне водных объектов. Однако существует и естественный источник, например, в районах с выходом коренных скальных пород на поверхность (граниты, гранитоиды, базальт и другие) или при их близком залегании к грунтовым водам.

Для очистки и предотвращения сброса в Японское море радиоактивно зараженных вод со списанных российских подводных лодок Японией был объявлен тендер, по которому строительная фирма из США построила на Амурском судостроительном заводе (г. Комсомольск-на-Амуре, Хабаровский край) специфическое судно «Ландыш» (Фото), используя американские технологии. Строительство судна длилось 7 лет (1994-2001 гг). Оно может утилизировать до 70 тонн отходов в сутки. По сути, судно – это плавучий завод-лаборатория, установленный на барже. Радиоактивная вода подвергается выпариванию на специфических установках, а образовавшийся осадок отвердению, после чего заключается в специальную защитную оболочку и может в таком виде храниться на самом судне некоторое время в специальных трюмах до захоронения в могильник.

Общая характеристика химических загрязнителей

Они вызывают изменение кислотности среды, влияют на количество растворенного кислорода, изменяют ход биологических реакций, меняют условия жизненной среды (экосистемы) вплоть до полного ее разрушения. Химические загрязнители не всегда являются результатом антропогенной промышленной или иной деятельности, часто такое воздействие могут оказывать и процессы природного характера. Например, когда происходит замещение прибрежной растительности, которая может значительно сдвигать кислотно-щелочное равновесие ли происходит массовое размножение микроорганизмов, которое по своей природе может и не быть биологическим загрязнителем (т.к. микроорганизмы могут являться, например, отличной кормовой базой для других гидробионтов), но продукты их жизнедеятельности, растворяясь в воде превращаются в настоящее химическое загрязнение. Подобных примеров может быть множество. Пути поступления в водные объекты химических загрязнителей: с атмосферными осадками, сточными водами, сбрасываются транспортными средствами, смываются с полей поверхностным стоком, а в грунтовые воды просачиваются по порам почвы и трещинам горных пород, чем легче механический состав почв (супесчаные, песчаные, каменистые и т.п. почвы) и чем более трещиноватые породы, тем активнее идет фильтрация и вмывание загрязненных вод в глубинные водные пласты. Фильтрация через такое плотное сложение пластов происходит чрезвычайно медленно. Попутно загрязнители разрушаются, отстаиваются, оседают на почвенных частицах и агрегатах горных пород и в минимальном количестве доходят до бассейнов подземных вод. Однако из-за столь длительной и сложной природной технологии их формирования именно эти, подземные источники вод (особенно артезианских – глубинных, напорных) должны особенно оберегаться от загрязнения и истощения, т.к. начав их эксплуатацию можно израсходовать весь дебит, формировавшийся миллионы или десятки тысяч лет, израсходовать за несколько десятков лет.

Общая характеристика химических

загрязнителейБороться с такими загрязнениями очень тяжело, т.к. это требует применения дражного метода очистки донных грунтов. В настоящее время для очистки донных грунтов от загрязнений применяют следующие методы :

1) Удаление (извлечение) загрязнений из грунта: массив грунта извлекается из-под водной масс порциями и подвергается различным методам очистки (промывке, вакуумированию, экстракции, выщелачиванию, электрохимическому и электрокинетическому удалению, биологической обработке и т.д. При этом, не поддавшиеся очистке грунты подлежат обязательному захоронению на специальных полигонах или отведенных технологических площадках, как представляющие опасность для водного объекта и экосистемы в целом.

2) Локализация грунтовых загрязнений на дне: создаются физические барьеры, защитные экраны, термолокации (например, локальная заморозка), сорбционные и ионообменные экраны, химическая иммобилизация и биологическая защита. Многие из указанных методов применялись при строительстве газопровода «Северный поток» в Балтийском море. Это море мелководное со значительно замедленным водообменом и большим количество рассредоточенных источников загрязнения: после Второй мировой войны страны-союзницы произвели массированный дампинг (утопление) контейнеров с химическим и бактериологическим оружием фашистской Германии. За полвека внешний контур контейнеров пришел в негодность, проржавел от агрессивной морской среды и многие источники уже самотеком стали загрязнять придонные воды, растворяясь небольшими порциями в морской воде. Перед строительством газопроводной системы была проведена огромная исследовательская подготовительная работа по картированию местонахождения всех подобных источников химического загрязнения на дне моря, затем применяли разнообразные технологии их обезвреживания. Такие работы всегда обходятся необыкновенно дорого поэтому в настоящее время международным сообществом привлечено большое внимание к разработке новых технологий дампинга или принципиальной новых технологий без затопления химических отходов, чтобы в будущем не создавать подобных проблем следующим поколениям. В этом проявляется один из видов реализации принципов устойчивого развития человечества в действии.

3) Деструкция загрязнений путем подавления их токсичности в массиве захоронения: химические вещества подвергаются механическому, газовому или термическому разрушению, иногда дезинфекции и гидролитическому разложению, окислению и микробиологической деструкции. Такой вид захоронения требует значительных затрат еще до периода утилизации, поэтому может быть использован только крупными предприятиями, работающими в соответствии со всеми требованиями правил и норм техники безопасности и руководящих документов по утилизации, такие расходы закладываются ими в «жизненный цикл» каждой партии химических веществ.

Общая характеристика биологических загрязнителей

Биологическое загрязнение – вызывается живыми организмами или продуктами их жизнедеятельности. Оно может негативно влиять как на органолептические свойства вод, так и приводить к значительным и более серьезным ухудшениям свойств водной экосистемы вплоть до полного ее разрушения.

На сегодняшний день выделено более 700 видов вирусов и огромное количество патогенных (вызывающих болезни) бактерий. К этой группе загрязнений также относятся грибы, простейшие и другие биологические виды. Микробные контаминации (загрязнения) могут возникать как по естественным (природным) причинам, так и являться результатом антропогенных сбросов сточных и ливневых вод, сброса снега в природные водоемы и в результате многих других воздействий. Такие поступления существенно меняют микробный биоценоз и санитарный режим в водном объекте.

Основными загрязнителями являются представительной и условно патогенной флоры кишечника животных и человека. Но, поскольку вода является неудобной средой для жизненного цикла паразитов, то они нуждаются в переносчике. Поэтому чаще всего о заражении животное или человек узнают не сразу, а только при наступлении заболевания, т.е. на следующем этапе жизненного цикла паразита, когда это сопровождается выделением токсинов в организм носителя.

ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДОЕМОВ

Часть 3

Экологическое состояние водных объектов обусловлено группами

признаков, формирующих их:

• географические условия: широта местности, наличие сезонности, климатическая зона;

• гидрометеорологические признаки: распределение годовых и суточных температур воздуха и воды, глубина отклика на эти параметры, интенсивность ветра и перемешивания водных масс (волнение), интенсивность инсоляции (светимости солнца), перепады атмосферного давления, режим осадков и другие;

• гидрологические и гидрохимические характеристики: распределение течений, глубина и интенсивность перемешивания водных масс, минерализация или соленость вод, наличие плотностных течение, интенсивность изменения уровня вод и береговой линии и другими;

• биологические характеристики: количество и видовой состав гидробионтов, сезонность их развития, заполнение экологических ниш, здоровье гидробионтов и другие.

Экологическое состояние водоемов характеризуют двумя видами

оценок: трофность и сапробность Трофность, как правило отражает биотический статус, в большей мере, как совокупность абиотических характеристик. Сапробность – это вся совокупность биотических процессов, происходящих в водоеме.

Трофность - это биологическая продуктивность водоемов или степень его кормности. Обычно уровень трофии определяется по уровню первичной продукции, т.е. приростом массы продуцентов, притоком тепла, поступлением питательных веществ и интенсивностью процесса водообмена в водоеме. Принято выделять:

олиготрофный водоем – как правило чистый, холодноводный, зачастую крупный водоем с очень незначительным количеством гидробионтов с большим количеством растворенного кислорода. Разложение отмершей органики идет очень медленно;

эвтрофный водоем – большая минерализация, высокое содержание биогенных элементов, активный рост фитопланктона. Происходит расслоение на поверхностные (насыщенные кислородом) воды и глубинные (обедненные кислородом). Формируется большое количество органических осадков. Преобладают процессы разложения, которые в еще большей степени начинают отбирать кислород из окружающих вод;

дистрофный водоем – это водоем после полного протекания процесса эвтрофикации, в котором уже почти отсутствует растительность, гидробионты находятся в угнетенном состоянии или их жизненный цикл нарушен, преобладают процессы разложения;

мезотрофный водоем – водоем с умеренным развитием процессов роста и размножения микрофлоры и микрофауны, достаточным количеством питательных веществ, в котором относительно нормальное содержание растворенного кислорода (5-9 мгО 2/л) и преобладают процессы синтеза органического вещества, а не его деструкции, по крайней мере, эти процессы находятся в балансе.

Эти состояния водоема зависят от его морфологических характеристик (объем водных масс, глубина, площадь поверхности), от гидрологических характеристик (интенсивность водообмена, степень минерализации и др.), а также от сезонности и метеорологических условий. Часто бывает так, что все указанные стадии трофности водоема представлены в одном водоеме, но в разных его частях. Так, например, центральная глубокая, плохо перемешанная холодноводная часть олиготрофна, основная часть акватории мезотрофна, а мелководные заливы и бухты эвтрофны.

Экологическое состояние водоемов характеризуют двумя видами

оценок: трофность и сапробность

Сапробность – это биолого-экологический показатель, отражающий количественное и качественное соотношение микробов в биоценозе, а также соотношение органических и неорганических веществ в водном объекте; в совокупности эти показатели отражают степень загрязненности водного объекта или отдельных его зон. Принято различать:

полисапробные – сильно загрязненные водные объекты, в которых органическое вещество разлагается, окисляется, количество растворенного в воде кислорода минимально, микробные сообщества обильны, но их видовой состав ограничен анаэробными бактериями (предпочитающими бескислородные условия среды); в 1 мл такой воды из природного водоема содержится более миллиона бактерий;

мезосапробные – умеренно загрязненные водные объекты или части их акваторий, в которых преобладают процессы окисления и нитрификации; в видовом составе преобладают Клостридии, Псевдомонады, Микобактерии, Стрептомицеи, Кандида и другие. В 1 мл такой воды содержатся сотни тысяч микроорганизмов;

олигосапробные - чистые водные объекты, либо не загрязненные ранее, либо в них происходят процессы самоочищения. В них высокое содержание растворенного кислорода 8-12 мгО2/л. Гидробионты ведут нормальный образ жизни и имеют здоровый вид, растут до значительных размеров, но общее их количество часто бывает небольшим из-за незначительного количества питательных веществ. В 1 мл такой воды содержится от 10 до 1000 бактерий.

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ И ИХ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ

Часть 4

Общий анализ причин дестабилизации гидроэкологической ситуации

• Основной принцип благополучия природных объектов – это соблюдение балансов. Баланс поступающих и удаляющихся веществ, баланс прихода и оттока тепла, баланс количества и качества гидробионтов и многие другие виды балансов – вот залог длительного и успешного функционирования водных объектов. Однако интенсивность воздействий, отнюдь не природного характера, на них уже многие десятилетия сдвигает эти балансы, т.е. провоцирует разбалансировку систему. Разбалансировка природного равновесия сдвигает все процессы в водных объектах и приводит к угнетению природных функций таких как, например, насыщение и равномерное распределение растворенного кислорода, потенциал самоочищения, гомеостаз водных экосистем и т.п. Но современные воздействия могут оказывать гораздо более тонкие, сложные, многопараметрические и многоступенчатые воздействия на гидроэкосистемы и результаты таких воздействий совсем не очевидны и могут проявляться с годами и даже десятилетиями. Ниже рассматривается несколько примеров таких сложных и серьезных воздействий, иногда, коренным образом меняющих состояние водоема. К сожалению, иногда этот процесс становится необратим.

Закисление водоёмов (ацидификация)Закисление – снижение величины рН природных вод до 5, 4, 2 по сравнению с рН=7, значением, означающим нейтральную среду. Этот процесс происходит и в естественных условиях, однако в последние 30-40 лет интенсивность закисления поверхностных водных объектов чрезвычайно ускорилась, усилилась и распространилась по всей их акватории. Такое тотальное распространение процесса заставило ученых заняться изучение причинно-следственных связей, приведших к столь резкому ухудшению. Обстановки в природных водоемах. Выяснено, что закисление водоем является следствием высокой концентрации в атмосфере кислотообразующих веществ, количество которых с каждым десятилетием возрастает в разы. Причиной тому является чрезвычайно возросшее количество потребляемого и сжигаемого ископаемого топлива. Основными закислителями атмосферы являются соединения серы и азота, именно они, вступая в реакцию с каплями воды облаков и туманов, образуют кислотные осадки. Развитые государства мира, являясь основными эмитентами этих газов, первыми забили тревогу по поводу существенно ухудшающегося здоровья пресноводных экосистем, взяли курс на изменение технологий и переход от использования ископаемого топлива к использованию возобновимых и вторичных ресурсов.

Закисление водоёмов (ацидификация)Острейшим образом описываемая проблема встала перед Норвегией в 40-50- егг. Прошлого века, когда кислотные выпадения на ее территорию приносились трансграничным переносом из Средней Европы и Англии. В 1985 г. заработала международная кооперативная программа “Assessment and monitoring of acidification of rivers and lakes” (ICP-Water), заработала она под эгидой Конвенции по трансграничным воздушным переносам загрзняющих веществ LRTAP, на ее третьей сессии в Хельсинки. Цели программы:

а) оценка степени закисленности вод и географическое распространение процесса закисления водоемов;

б) выявление научной основы доза-эффективных зависимостей между кислотностью вод и наступающими экологическими последствиями;

г) выявление и моделирование долговременных трендов химического состава вод и состояния биосистем.

Эвтрофикация водоёмовЭвтрофикация – процесс увеличения кормности водоема вследствие поступления в него увеличенного количества питательных элементов с водосбора. Вследствие процесса эвтрофикации возрастает трофический статус водоема по следующей цепочке: олиготрофия – мезотрофия – эвтрофия – дистрофия – гипертрофия. Питательными биогенными (животного происхождения) элементами для водных объектов являются соединения азота и фосфора. В естественных условиях процесс эвтрофирования в природных водоемах также происходит, но его скорость зависит от многих факторов: чем крупнее водоем, чем он холодноводнее, чем интенсивнее в нем происходят процессы перемешивания водных масс, тем медленнее эти процессы происходят.

Процесс развития антропогенной эвтрофикации водного объекта:

1. Поступление с водосбора (с поверхностным стоком и с притоками, с просачиванием через грунтовые воды и почвенный раствор) растущего количества биогенных (питательных) элементов, которые ведут себя в водоеме, как удобрения.2. Увеличение количества водной растительности, которая является хорошей кормовой базой для гидробионтов, размеры и количество которых в начале процесса значительно увеличиваются.3. Гидробионты становятся крупнее и их количество неуклонно возрастает, они производят растущее количество биологических отходов, которые, в свою очередь, также ведут себя в водоеме как удобрения.4. Общее количество питательных веществ возрастает многократно, значительно превосходя потребности гидробионтов. Водные растения дорастают до поверхности, закрывая нижние части водоема от солнечного света. Фотосинтез там прекращается и начинают преобладать процессы гниения и разложения.5. На поверхности водной массы практически отсутствует волнение (из-за высокой и обильной водной растительности), в результате начинается сильный прогрев воды и значительно уменьшается количество растворенного кислорода.6. Усиливаются процессы гниения, так как они также сопровождаются отбором растворенного в воде кислорода.7. Количество биогенные элементов продолжает поступать с водосбора в большом количестве, начинается зарастание водной поверхности, к середине и концу лета температура сильно возрастает и химический состав вод начинает действовать как отравляющая среда.8. В донном грунте и в органических осадках значительно возрастает количество ядовитых веществ (фенолов, сероводорода, метана и других), они действуют, как отравляющие вещества на гидробионтов.9. Видовой состав гидробионтов меняется в сторону ухудшения, количество особей уменьшается, общее здоровье популяций значительно ухудшается вплоть до появления на свет нежизнеспособного или мутировавшего потомства.10. Водный объект, или его часть, постепенно превращается в заболоченную стоячую воду. Экосистема меняется, например, с озерной на болотную. Гиперэвтрофные водоемы

Изменение структуры водообменаАнализ известного человечеству с древних времен круговорота воды в природе показывает неразрывную связь всех составных частей гидросферы посредством глобального водообмена. В различных частях гидросферы он происходит с различной интенсивностью. Например, в среднем воды в реках должны возобновляться (проходить полный водообмен) в течение примерно 19 суток, воды в различных частях Мирового океана от нескольких столетий до нескольких тысячелетий, а воды в ледниковых щитах проходят полный водообмен за 20-24 тыс. лет.

В последние 200-300 лет в различных региона мира значительно возросло влияние антропогенной деятельности и ее последствия на круговорот воды. Происходит это из-за увеличения масштабов хозяйственной деятельности, расширения отраслей хозяйства, в которых многообразно используется вода. Поэтому резко возросли безвозвратные потери воды. Это почти не сдвигает глобальный водный баланс, ведь общее количество воды на земном шаре остается неизменным, но значительно перераспределяет водные массы и гидрологические циклы регионально. Например, в практике современного промышленного производства принят единовременный безвозвратный водозабор на нужды технологических циклов производства. Для этого создаются специальные бетонные бассейны, которые единовременно заполняются большим (максимальным) объемом воды и в дальнейшем ежегодно пополняется лишь очень незначительная часть водного запаса, утраченная в результате испарения с поверхности бассейнов или испарившаяся в процессе технологического использования.

Проекты переброски стока из-за неравномерности

распределения пресноводных объектов по

территории суши

Ярким примером такого неравномерного распределения вод по территории может служить гидрологическая сеть России. Сравнение экономических и географических факторов показывает, что наибольшая численность населения сосредоточена в нашей стране (в Сибирской ее части) вдоль южной границы, там же располагаются основные крупные города, осваиваемые месторождения полезных ископаемых, крупные центры промышленной переработки, транспортные пути, т.е. все объекты экономического и инфраструктурного характера вытянуты субширотно, т.е. по широте.

Проекты переброски стока из-за неравномерности распределения пресноводных

объектов по территории сушиОдин из таких методов – переброска части стока северных рек вспять. Этот проект был предложен в конце 60-х начале 70-ых гг. прошлого века. Гидрологам страны была поставлена задача просчитать возможные объемы переброски стока, чтобы это нанесло незначительный урон «здоровью» рек. Проект прорабатывали около 10 лет. Он был разработан в проектах до мельчайших деталей. Были спроектированы специальные переходы для мигрирующих животных, специальные рыбоходы для нерестящихся рыб, рассчитаны все возможные изменения в структуре водного баланса обводняемых территорий. Но общенародное внимание к этому проекту в первые в СССР показало неравнодушность людей к состоянию природы и к возможным последствиям. Волна народного гнева заставила партийных руководителей и научное руководство страны приостановить реализацию проекта, а в конце 80-ых гг. ХХ в проект был лишен финансирования и дальнейшие исследования в его рамках не велись. Целью этого проекты было не столько увеличение гидроэнергетического потенциала более южных территорий, сколько расширение их сельскохозяйственных и промышленных возможностей

Канадский проект по переброске стока Плотина на р. Руперт

Канада, страна схожая по природно-климатическим условиям с нашей. На некоторых пространствах правительство Канады приняло решение повысить энергетический потенциал территорий за счет строительства новых крупных гидроузлов. Первая фаза строительства, переброски и появления первого нового гидроузла производилась с 1974 по 1996 г. Проект чрезвычайно дорог, т.к. велся с соблюдением многочисленных экологических ограничений. Дальнейшее строительство и реализация проекта потребовала провести консультации и длительные сложные переговоры с местным населением, индейцами кри, т.к. реализация проекта затрагивала территории их расселения. Такое мировое соглашение было достигнуто в 2002 г., а дальнейшее строительство началось только 2006 г. из-за чрезвычайной технической сложности, моделирования ситуации и дороговизны. Были построены 74 дамбы, тоннель для переброски вод из одного речного бассейна в другой (расход воды 800 м3/с, длина 2,9 км, высота 18,6 м, ширина 12,7 м.), и еще две ГЭС. В результате реализации столь сложного, долгого и дорогостоящего проекта 8,7 млрд кВт.ч дополнительной электроэнергии в год (Бурейская ГЭС в России дает 7,1 млрд кВт.ч). Проект был завершен в 2012 году.

Экологические последствия создания и функционирования водохранилищ

В настоящее время площадь водохранилищ в мире составляет 0,3% земельных угодий мира, но при этом речной сток увеличивается на 27%. В целом водохранилища отрицательно влияют на реки и ландшафты. Основные пути их влияния следующие.

1. Регрессивная аккумуляция – из-за созданного плотиной подпора воды течение замедляется и донные осадки откладываются вверх по течению, что уже вторично замедляет течение, причем количество этих осадков практически равно количеству в чаше водохранилища.

2. Глубинная эрозия – возникает из-за частых перепадов уровня воды в чаше водохранилища, когда граница воды мигрирует вверх-вниз, причем эта эрозия перекидывается даже в пойменные рукава.

3. Подтопление – ему подвергаются низкие части дна долины из-за повышения уровня воды в реке, может активизироваться карст, суффозия, оползание и другие процессы.

4. Эвтрофирование – в чаше водохранилища концентрируется аномальное содержание биогенных элементы (от сельского хозяйства, животноводства и др.). Соединения азота поступают в водохранилища из воздуха с грозовыми осадками в результате азотфиксации (2-10 кг/га в год!).

5. Всплывание торфяников – наблюдается при затоплении болот (в России, Канаде, Швеции, Финляндии). Обычно это активно происходит в первые 2-5 лет. Торф обладает малой плотностью и в нем растет внутреннее давление газов из-за гумификации мертвой растительной массы анаэробными бактериями. При всплывании торфяной материал загрязняет акваторию детритом, гуминовыми кислотами и соединениями азота и фосфора.

Экологические последствия создания и функционирования водохранилищ

6. Переработка берегов – подмываются уступы террас, коренные склоны и даже дамбы. Факторы, способствующие разрушению берегов:- их сложение рыхлыми породами

- крутые склоны- развитие оползней

- отсутствие или подавление водной и наземной растительности- ветровое волнение (особенно на равнинах)

- удаление продуктов разрушения вдоль берега сильными течениями- перемещение контакта вода-берег в течение года (до 100-170 м по вертикали и 5-15 км по горизонтали!).

7. Заиливание - в состав донных отложений входят:

- автохтонное органическое вещество (осадки, образовавшиеся на дне данного водоема)- речные наносы (до 85% всего объема осадков)

- продукты разрушения берегов и мелководий и выносы временных водотоков

- эоловый материал- антропогенные сбросы.

8. Аккумуляция подземных вод – водохранилища увеличивают запас подземных вод на ~ 1 км по ширине вокруг всей чаши водохранилища и уровень грунтовых вод поднимается на ~ 100м.

Экологические последствия создания и функционирования водохранилищ

9. Активизации подземных процессов – повышение уровня грунтовых вод вызывает подтопление низинных участков, примыкающих к водохранилищу. В зоне сильного подтопления (с глубиной залегания грунтовых вод менее 1 м) во влажных районах происходит заболачивание, в сухих – вторичное засоление почв. Активизируется карст, а также происходит загипсование пород. На каждую тысячу гектаров земель, занятых под водохранилищами, в России приходится 100-270 га подтопленных угодий (из них 70-150 га используемых в с/х).

10. Катастрофическое затопление побережья – края водохранилища покрыты льдом, а притоки вскрываются раньше и в устьях рек формируются громадные ледяные заторы, а поздней весной это приводит к повышению уровня резервуара.

11. Трансгрессивная эрозия – в нижнем бьефе водохранилища ускоряется глубинная эрозия. Сначала они сильнее всего проявляется в приплотинном участке, а потом трансгрессивно распространяется вниз по течению. Скорость распространения ее вниз по руслу до нескольких км в год! Енисей ниже Красноярского водохранилища выпахан на более чем 1000 км.

12. Осуходоливание поймы – понижение уровня грунтовых вод на пойме в связи с опусканием уреза воды в русле реки. Меняется состав растительности (луговая замещается степной), теряется биологическая продуктивность. Очень быстро теряется кормовая ценность.

13. Зимняя полынья – возникает ниже каждой крупной плотины зимой, это непреодолимая преграда для миграции животных и для поддержания хозяйственных связей. На Енисее зимняя полынья составляет 280 м до 50 км.

14. Подтопление земель – возникает при формировании заторов из шуги в нижнем бьефе (в незамерзающей части реки).

Экологические последствия создания и функционирования

водохранилищ

15. Ледовая «каша» вместо ледостава – зимний расход реки намного выше периода зимней межени. В многоводные периоды вода обычно прорывается из-подо льда у берегов и превращается в наледи и так всю зиму, в результате лед покрывается кашеобразной массой слоем 0,5 м и более. Река Вилюй стала абсолютно непроходимой для любого транспорта на 1000 км (от плотины до устья), это еще и опасный барьер для мигрирующих животных.

16. Избыточная аккумуляция наносов – ниже плотины водохранилище теряет свою водорегулирующую функцию из-за заполнения значительной части объема донными отложениями. Иногда река даже развивается на рукава и блуждает в наращиваемой кверху толще аллювия. Подтапливаются низменные берега. Долина реки постепенно повышается, перепад уровней сокращается, пропускная способность плотины падает и возникает необходимость реконструкции гидроузла!

17. Потеря потока биогенов – например, Асуанская плотина на р.Нил, орошение стало производиться его осветленными водами и содержание биогенов в почвах резко упало, следовательно, уменьшился и вынос биогенов в моря, упали уловы рыбы.18. Катастрофическое переливание через плотину – если водохранилище переполняется происходит, например, формирование и схождение крупных оползней. Например, оползень в Италии в 1963 г. или запруживание и создание природного, без участия человека) горного озера в Швейцарии, его чаша создалась завалом деревьев и камней и заполнялась в течение нескольких лет. В итоге, на рубеже 90-2000-ых гг. создалось озеро и его чаша была практически полностью заполнена, а его недавний внезапный спуск из-за переполнения, привел к тому, что вода перелилась через плотину, разрушив ее, было размыто русло и произошел резкий выходит огромной массы воды на окружающий ландшафт.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ МОРСКОЙ СРЕДЫЧасть 5

Разлив нефти в Мексиканском заливе

Взрыв нефтяной платформы Deepwater Horizon — авария, произошедшая 20 апреля 2010 года в 80  километрах от побережья штата Луизиана в Мексиканском  заливена  нефтяной платформе Deepwater Horizon на месторождении Макондо.

Последовавший  после  аварии разлив  нефти стал  крупнейшим  в истории  США  и  превратил  аварию  в  одну  из  крупнейших техногенных  катастроф по негативному  влиянию на  экологическую обстановку.

В  момент  взрыва  на  платформе Deepwater  Horizon погибло  11 человек  и  пострадало  17  из  126  человек,  находившихся  на платформе[1].  В  конце  июня  2010  года  появились  сообщения  о гибели ещё 2 человек при ликвидации последствий катастрофы.

Через  повреждения  труб  скважины  на  глубине  1500  метров  в Мексиканский  залив  за  152  дня  вылилось  около5 миллионов баррелей нефти, нефтяное пятно достигло площади 75 тысяч квадратных километров.

Разлив нефти в Мексиканском заливеОбъём разлива нефти

Разлив нефти продолжался 152 дня с 20 апреля по 19 сентября 2010 г.,  за  это  время  из  скважины  в Мексиканский  залив вытекло около 5 миллионов баррелей нефти.

По  первоначальным  оценкам,  в  воды  Мексиканского  залива попадало 1000  баррелейнефти  в  сутки,  позже,  к  концу  апреля  2010 года, объём утечки нефти оценивался в5000 баррелей нефти в сутки.

По  данным геологической  службы  США,  обнародованным  10  июня 2010 года, количество вытекавшей до 3 июня нефти составляло от 20 000 до 40 000 баррелей нефти.

20 июня 2010 года сенатор от Демократической партии США Эд Марки (Ed Markey) обнародовал внутренний документ компании ВР, согласно которому объём ежедневно вытекающей из скважины нефти достигает объёма 100 000  баррелей,  к  этому  времени  правительство  США оценивало  объём  выброса  нефти  в 60 000  баррелей в  сутки.  После обнародования  этих  данных  официальный  представитель  BP  Тоби Одоун  выступил  с  заявлением  о  том,  что  что  объёмы  утечки  нефти могут  составлять до 100 000 баррелей  заявлял ещё 2 мая 2010  года Министр внутренних дел США.

К  началу  августа  2010  года  объём  утечки  нефти  составлял 80 000 баррелей нефти  в  сутки,  но  она  почти  полностью  собиралась специальными куполами (заглушка) и судами.

Нефтяное пятно движется к дельте Миссисипи

Фото с сайта submit.nytimes.com

Экологические последствия

аварии в Мексиканском заливеВ результате разлива нефти было загрязнено 1770 километров побережья, был 

введён запрет на рыбную ловлю, для промысла были закрыты более трети всей акватории  Мексиканского  залива.  От  нефти  пострадали  все  штаты  США, имеющие  выход  к  Мексиканскому  заливу,  сильнее  всего  пострадали  штаты Луизиана, Алабама, Миссисипи и Флорида.

По  данным  на  25  мая  2010  года  на  побережье  Мексиканского  залива  было обнаружено  189  мёртвых  морских  черепах,  птиц  и  других  животных,  на  тот момент разлив нефти угрожал более 400 видам животных, в том числе китам и дельфинам.

В 2010  г.  было  собрано 6814 мёртвых животных,  в  том числе  6104  птицы,  609 морских  черепах,  100  дельфинов  и  других млекопитающих,  и одна рептилия другого вида.

По  данным  Управления  особо  охраняемых  ресурсов  и Национального управления  океанических  и  атмосферных  управлений в  2010—2011  годы зафиксировано  повышение  смертности  китообразных  на  севере Мексиканского залива в несколько раз по сравнению с предыдущими годами (2002—2009 годы).

Широкое использование (объём используемых диспергентов к 24 маю 2010 года превысил 800 000 галлонов  компанией  BP  диспергентов  семейства корексит (Corexit  9500  и  Corexit  9527)  вызвало  критику,  так  как  по  данным Агентства защиты  окружающей  среды  США данные  виды  диспергентов  являются  более токсичными и менее эффективными по сравнению с аналогами.

Сбор  нефти  осуществлялся  как  в  открытом  море  с  помощью  специальных кораблей-скиммеров,  так  и  на побережье,  где  значительная  часть  работ выполнялась  вручную  добровольцами  и  собственниками  очищаемых  участков. Особую  сложность  для  очистки  представляли  песчаные  пляжи,  где  нефть смешивалась  с  песком  и  работы  осуществлялись  вручную,  и  болота,  откуда нефть приходилось выкачивать.

Загрязнённые нефтью пеликаны

Авария на АЭС Фукусима-1

Аварии, по заявлению японских официальных лиц, присвоен 7-й уровень по шкале INES), произошла 11 марта 2011 г. в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами. Землетрясение и удар цунами вывели из строя внешние средства электроснабжения и резервные дизельные генераторы, что явилось причиной неработоспособности всех систем нормального и аварийного охлаждения и привело к расплавлению активной зоны реакторов на энергоблоках 1, 2 и 3 в первые дни развития аварии.

Уровни радиации после аварии на АЭС Фукусима-1

Карта распространения радиации из. Японии Направления воздушных

потоков

Карта радиационного загрязнения Японии Уровни радиации в Японии

Экологические последствия аварии на АЭС Фукусима-1

Пока в атмосфере доминировал зимний муссон и движение воздушных масс происходило с континента на океан. Радиационные облака идут сейчас в Тихого океан. Летом, после мая, направление движения воздушных масс меняется на противоположное, летние муссоны несут влажные воздушные массы с океана на континент. Сезон дождей, радиационные дожди на густонаселенные территории Азии…Уровни  ионизирующего  излучения,  зафиксированные  при облёте окрестностей станции в течение 40 часов 17, 18 и 19 марта

Движение радиационного облака из. Японии Побережье Америки

Большое тихоокеанское мусорное пятно (The Great Pacific Garbage Patch)

Представляет собой водоворот антропогенного мусора в центральной и северной частях Тихого океана. Открытие произошло в 1997 году капитаном и океанологом Чарльзом Дж. Муром, возвращавшимся после регаты в Калифорнию. Еще совсем недавно считалось, что мусорное пятно имеет размеры в два раза превышающие площадь американского штата Техас и выглядит как огромный остров посреди океана. Последние исследования показали, что большая часть мусора состоит из небольших пластиковых частиц, около 5×5 мм, которые распределены на поверхности и в средних слоях воды. Это не позволяет определить истинные масштабы загрязнения, поскольку размеры его не определяются с самолета или со спутника. Площадь мусорного пятна варьируется от 700 тыс. до 15 млн. км2, что в общей сложности может достигать 8% от общей площади Тихого океана.

Загрязнение поверхностных вод РоссииЧасть 6

Российская Федерация – 31,877 м3/чел.

Озера и ледникиСредний многолетний объем воды в озерах России находится в пределах 26,5-26,7 тыс. км3

озеро Байкал — 23,615 км3

Онежское озеро — 285 км3

Ладожское озеро — 908 км3

Объем воды в ледниках России — 15148 км3

Показатели водопотребления и водоотведения в Российской Федерации в 2007 г., млн. м3

Использование воды на нужды, млн. м3

Водопотребление и водоотведение

Сброс в поверхностные водныеобъекты, млн. м3

Всего51422

Водопользование по разделам ОКВЭД, млн. м3

Динамика загрязняющих веществ в сточных водах (тыс. т)

Северо-Запад и Калининградская областьВодный объект Степень загрязнения Основные загрязняющие компоненты

Бассейн р. Неман (Калининградская обл.)

загрязненная Сточные воды целлюлозно-бумажных предприятий

Бассейн р. Преголя (Калининградская обл.)

грязная, экстремально грязная (особенно летом)

Активизация летом анаэробных процессов (H2S) вследствие нагонных явлений со стороны Вислинского залива

Бассейн р. Нева(Санкт-Петербург и Ленинградская обл.)

очень загрязненная • превышение нормативов по 9 из 17 учитываемых показателей• превышение нормативов по ХПК (1,6 раза), NO2 (1,5 раза), Fe (1,1 раза),Zn (2,3 раза), Cu (6,7 раза)• в мае обнаружены значащие концентрации a-ГХЦГ (0,002 мкг/л)• наибольшие из максимальных концентраций Zn и Cu– 15 ПДК

Бассейн р. Свирь (Ленинградская обл.)

загрязненная • превышение нормативов по 6 из 16 учитываемых показателей• в октябре обнаружена значащая концентрация a-ГХЦГ (0,002 мкг/л)• кислородный режим удовлетворительный• превышение нормативов по ХПК (2,6 раза), БПК5(1,1 раза), Fe (4,2 раза) и Cu (5,3 раза).• наибольшая максимальная концентрация Cu превысила ПДК в 8,8 раза.

Бассейн р. Великая (Псковская обл.)

очень загрязненная • превышение нормативов обнаружено по 9 показателям: ХПК, БПК5, нефтепродуктам, Fe, Mn, Cu, Zn, NH4, Pb

Бассейн р. Волхов (Ленинградская обл.)

загрязненная • в июле обнаружена значащая концентрация a-ГХЦГ (0,005 мкг/л)• кислородный режим удовлетворительный• превышение нормативов по ХПК (3,5 раза), БПК5(1,3 раза), Fe (2,4 раза) и Cu (6,6 раза)• максимальные значения: ХПК – 6,7 ПДК, Cu – 12,0 ПДК, Pb – 1,1 ПДК,Cd – 1,2 ПДК и Mn – 3,5 ПДК.

Бассейн р. Луга (Ленинградская обл.)

загрязненная • нарушение нормативов по 9 из 17 учитываемых показателей• август - значащие концентрации a-ГХЦГ (0,005 мкг/л), g-ГХЦГ (0,008 мкг/л)• превышение нормативов по ХПК (2,8 раза), Fe (1,5 раза), Cu (4,1 раза),Mn (1,2 раза).• Максимальные значения: ХПК – 3,5 ПДК, NO2 – 4,6 ПДК, Fe – 3,1 ПДК,Cu – 8,1 ПДК, Zn – 1,9 ПДК, Ni – 1,1 ПДК, Cd – 1,2 ПДК, Mn – 8,0 ПДК.

Европейский СеверВодный объект Степень загрязнения Основные загрязняющие компоненты

Малые реки Кольского п-ова (Мурманская обл. и республика Карелия)

загрязненные (20),очень грязные (3)

• повышенное содержание соединений металлов: Cu, Mn, Fe, Mo за счет фильтрации из хвостохранилищ горно-металлургических предприятий,• NO2, NH4, SO4, флотореагенты и нефтепродукты• на 23 водных объектах зарегистрировано 99 случаев высокого загрязнения и 86 – экстремально высокого загрязнения по характерным показателям

Бассейн р. Северная Двина

Верховья: очень загрязненная,

Среднее течение: грязная,Устье: очень загрязненная

• Верхнее течение: концентрации трудноокисляемых органических веществ по ХПК изменялись от 2 до 4 ПДК, легкоокисляемых по БПК5 – от 1 до 3 ПДК. среднее за год (максимальное) содержание фенолов составило 2 (3) ПДК.

• Среднее течение: среднегодовое содержание трудноокисляемых органических веществ по ХПК составило 3 ПДК. содержание лигносульфонатов повсеместно изменялось от 2 до 3 ПДК. средняя (максимальная) концентрация фенолов составила 4 (6) ПДК, соединений алюминия 2 (5) ПДК и марганца 2 (3) ПДК.

• Устье: среднегодовое содержание большинства загрязняющих веществ колебалось в пределах 2–3 ПДК, кроме фенолов и Fe – 4–5 ПДК. максимальная концентрация нефтепродуктов достигала 40 ПДК в дельте Северной Двины уровень загрязненности составлял:Cu 1–2 ПДК, Fe 5–6 ПДК, трудноокисляемых органических веществ (по ХПК) и Zn 2–3 ПДК, соединений Al и Mn 2 ПДК.

Бассейн р. Печора грязная,очень загрязненная (устье)

• соединения Fe, Cu, Zn• трудноокисляемые органические вещества по ХПК• легкоокисляемые органические вещества по БПК5 и лигносульфонаты.

Бассейн р. Вологда очень загрязненная • увеличение содержания NO2, NH4

• легкоокисляемые органические вещества по БПК5

Река Северная Двина

Водный объект Степень загрязнения Основные загрязняющие компоненты

Бассейн р. Волга в основном, загрязненная и грязная:

• Рыбинское вдхр.: загрязненное• Шекснинское вдхр.: загрязненное• Иваньковское и Угличское вдхр.: загрязненные• Горьковское вдхр.: загрязненное• Чебоксарское вдхр.: грязное и загрязненное• Куйбышевское вдхр.: грязное и загрязненное• Саратовское вдхр.: загрязненное

Рыбинское водохранилище:• трудноокисляемые органические вещества (по ХПК), соединения Cu, Fe, Zn, и соответственно составляли 1,5–2 ПДК, 2–4 ПДК, 1–2 ПДК и 1 ПДК. Иваньковское и Угличское водохранилища:• уровень загрязненности соединениями Cu колебался в пределах 3–9 ПДК, остальными загрязняющими веществами – 1–2 ПДК. • превышение ПДК: нефтепродукты (2,6 ПДК), железо общее (8,7 ПДК), марганец (21 ПДК).• качество воды притоков - очень загрязненные и грязныеГорьковское водохранилище:• соединения Cu, Fe и трудноокисляемые органические вещества, среднегодовое содержание которых соответственно составляло 2–3 ПДК,1-2 ПДК и 27,9–33,8 мг/л.• нефтепродукты - в районе Рыбинска, Чкаловска и Тутаева (в среднем 1–2 ПДК, максимум 5–7 ПДК).• качество воды притоков - очень загрязненные и грязные.Чебоксарское водохранилище:• соединения Cu, среднегодовые концентрации 1-14 ПДК• соединения Fe (2 ПДК)• нефтепродукты, среднегодовые конц. 1-3 ПДК, максимальные до 10-14 ПДК• максимальные концентрации NO2 (8 ПДК) и NH4 (5 ПДК)• качество воды притоков в диапазоне “загрязненная” – “грязная”. Куйбышевское водохранилище:• соединения Cu, среднегодовые конц.1-9ПДК, максимальные – 13 и 14 ПДК• соединения Fe (до 3–4 ПДК)• среднегодовые концентрации фенолов – 1–2 ПДК, максимальные 4–7 ПДК• качество воды притоков в диапазоне “загрязненная” – “грязная”. Саратовское водохранилище:• соединения Cu: среднегодовые конц.1–3 ПДК, максимальные 3–11 ПДК.• фенолы - 1–2 ПДК, трудноокисляемые органические вещества (по ХПК) 17,5–26,1 мг/л.• качество воды притоков - “загрязненная”

Центральная Россия

Куйбышевское водохранилище

Центральная РоссияВодный объект Степень загрязнения Основные загрязняющие компоненты

Бассейн р. Волга (продолжение)

в основном, загрязненная и грязная:

• Волгоградское вдхр.: загрязненное• р. Ахтуба: грязная• в районе г. Астрахани: грязная• р. Ока:

верхнее течение – загрязненная среднее течение – грязная граница с Тульской обл. – слабо загрязненная нижнее течение – загрязненная

• р. Москва: грязная, вниз по течению от г. Москвы – очень грязная• р. Клязьма: грязная• р. Цна: очень грязная

Волгоградское водохранилище:• соединения Cu (3,1 ПДК), Zn (1,8 ПДК)• фенолы (1,8 ПДК) и БПК5 (1,6 ПДК)рук. Ахтуба (от г. Волгограда до г. Астрахани)• фенолы (2,3 ПДК), NO2 (1,5 ПДК) и БПК5 (1,3 ПДК)• соединения Cu (3,9 ПДК), Zn (2,0 ПДК)• легко- и трудноокисляемые органические вещества• сернистый ангидрид SO2

Река Ока:• соединения Fe (11,2 ПДК), Mn (6,8 ПДК)• Тульская область:БПК5 (1–1,5 ПДК), NO2(1–4 ПДК), нефтепродукты (до 2 ПДК).• Рязанская область:соединения Fe, Mn, Cu, органические вещества (по БПК5 и ХПК), NO2, взвешенные вещества.• Качество воды притоков - “грязная”Река Москва:• Максимальные концентрации составляли: NH4 - 41 ПДК, NO2 - 45 ПДК,NO3 - 3 ПДК, соединений Cu -14 ПДК, легкоокисляемых органических веществ (по БПК5) 11,0 мг/л. • среднегодовые концентрации соединений Cu (3–4 ПДК), NH4 (6–11 ПДК) и NO2 (5–16 ПДК), фенолов (7–9 ПДК), Fe (2–5 ПДК), нефтепродуктов(2–2,4 ПДК), легкоокисляемых органических веществ по БПК5 (до 4 ПДК), органических веществ по ХПК (2,6 ПДК), Zn (1,1–1,2 ПДК), фосфатов (до 2 ПДК). р. Клязьма:• легкоокисляемые органические вещества (по БПК5), NH4 и NO2. р. Цна:• соединения Fe (1,8–1,9 ПДК), Mn (4,7–9,3 ПДК), Cu (1,2–1,5 ПДК)• величина БПК5 (1,1–1,3 ПДК).

Река Ахтуба

Водный объект Степень загрязнения Основные загрязняющие компоненты

Бассейн р. Кама В диапазоне «умеренно загрязненная - загрязненная»

• На границе Пермского края и Кировской области: грязная• Реки Башкирского Зауралья: грязные и очень грязные• Нижнекамское вдхр.: грязное

Верховья рек Кама и Вятка: • уменьшение содержания Fe, Mn, Cu с 6–9 до 2–6 ПДККамское и Воткинское водохранилища:• увеличение среднегодового содержания Fe, Mn, Cu с 2–4 до 4–7 ПДК.Притоки р. Кама:• р. Кизел: максимальная концентрация Fe составила 2500 ПДК, содержание Mn достигало 160 ПДК• р. Вильва: концентрации Fe до 175 ПДК, Mn до 73 ПДК• р. Северная Вильва: концентрации Fe до 305 ПДК, Mn до 160 ПДК.• р. Худолаз среднегодовое содержание Zn - 242 ПДК, Cu - 48 ПДК• р. Кидыш среднегодовое содержание Mn составило 80 ПДК.Нижнекамское водохранилище:• среднегодовая концентрация соединений Mn - 8,2 ПДК, Cu– 2,3 ПДК, Al – 1,9 ПДК, Fe– 1,4 ПДК, фенолов – 1,9 ПДК, нефтепродуктов – 1,2 ПДКр. Чусовая:• соединения CrO4, Cu, Mn, NO2, фосфаты.

Центральная Россия и Урал

Река Кама Река Чусовая

Юг России и КавказВодный объект Степень загрязнения Основные загрязняющие компоненты

Бассейн р. Дон умеренно загрязненная • концентрация нефтепродуктов 1,2–1,9 ПДК, соединений Cu 1,3–2,4 ПДК, Fe 1,5–2,5 ПДК, NO2 1,1–1,2 ПДК, Mn 3,7–14,1 ПДК• Цимлянское водохранилище: превышение ПДК по нефтепродуктам• в створе р. Дон – г. Калач-на-Дону содержание Mn – 14,1 ПДК, Cu – 2,4 ПДК, нефтепродуктов – 1,9 ПДК, БПК5 – 1,5 ПДК.• Манычская водная система (Пролетарское, Веселовское водохранилища, реки Западный Маныч, Большой Егорлык, Средний Егорлык): повышенное содержание минеральных солей (геологическиое происхождение и расположение этих водных объектов в зоне солонцеватых почв).

Бассейн р. Кубань загрязненная • концентрации соединений Mn (1,23–9,2 ПДК – р. Кубань), Cu (до 42 ПДК – р. Уруп и до 8,3 ПДК – р. Пшиш), Fe (до 3,7 ПДК – р. Марта), Zn (до 7,5 ПДК – р. Уруп).• устойчивое загрязнение по органическим веществам (по БПК), NO2,, Fe.• ниже по течению реки в воде уменьшается содержание фенолов, нефтепродуктов, ионов Cu за счет Краснодарского водохранилища, которое выполняет роль естественного отстойника.• при впадении р. Кубань в Азовское море фиксировалось превышение норм на содержание в воде Fe – 2,2 ПДК, Mn – 8,3 ПДК, органических веществ (по БПК5) – 1,6 ПДК.

Бассейн р. Терек В диапазоне «умеренно загрязненная – грязная»

• наиболее загрязнен Терек на участке ниже г. Владикавказ – с. Хамидие. • среднегодовые концентрации: БПК5 – 16,0 ПДК, ион NH4 – 2,0 ПДК, фосфаты – 1,9 ПДК, Cu – 3,4 ПДК, Mn – 10,7 ПДК, Zn – 2,1 ПДК, нефтепродукты – 6,5 ПДК.• содержание фенилэтилового спирта превышает уровень ПДК в 4–5 раз, максимальная концентрация – 22 ПДК• ниже впадения р. Малка концентрация Mo - 2,7 ПДК, появляется W.

Река Кубань

Река Дон

Река Терек

Западная СибирьВодный объект Степень загрязнения Основные загрязняющие компоненты

Бассейн р. Обь • Верхнее течение: загрязненная• Среднее течение: грязная• районы нефтедобычи: экстремально грязная

• Нижнее течение: экстремально высокая концентрация соединений Fe, Zn, Mn, нефтепродуктов, растворенного в воде кислорода.• Вода рек и озер Алтайского края, загрязненных сточными водами предприятий пищевой промышленности, оборонного комплекса, энергетики, ЖКХ, в 2007 г. характеризовалась как “загрязненная”.• У ряда пунктов на р. Обь (города Сургут и Нефтеюганск, с. Сытомино), а также на притоках Оби (р. Вах, с. Ларьяк; р. Назым, пос. Кышик; р. Омь, г. Калачинск, г. Омск; р. Шиш, с. Васисс; р. Северная Сосьва, пос. Сосьва; р. Кызым, г. Белоярский) качество воды оставалось низким, вода рек характеризовалась как “грязная” и “очень грязная”, а р. Полуй у г. Салехард как “экстремально грязная”.• Из крупных притоков в бассейне р. Обь наиболее загрязненными остаются реки Томь и Чулым, химический состав воды которых формируется в значительной степени под влиянием сточных вод горнодобывающей и золотодобывающей промышленности.

Бассейн р. Иртыш Грязная, реки Исеть и Миасс: очень грязные

• фенолы, нефтепродукты, соединения Fe, Cu, Zn, Mn, NH4.• в 2007 г. качество воды в створе г. Омск улучшилось до уровня “очень загрязненная”, ухудшилось качество воды ниже г. Омск: в 2007 г. – “грязная”.• среднегодовые концентрации загрязняющих веществ в районе г. Омск достигали: ХПК – 1,7 ПДК, соединений Fe – 2,8 ПДК, Cu– 6,4 ПДК, Zn – 10 ПДК, Mn – 3,0 ПДК, фенолов – 2,6 ПДК. • среднегодовые концентрации в нижнем течении: соединения Fe – 8,3 ПДК, Cu – 18,5 ПДК, Mn – 11,8 ПДК, фенолы – 2,8 ПДК, нефтепродукты – 12,5 ПДК.Реки Исеть и Миасс:• NH4 и NO2, легкоокисляемые (по БПК5) и трудноокисляемые (по ХПК) органические вещества; соединения Cu, Mn, Fe и фосфатов.• Среднегодовые концентрации превышали ПДК: ХПК в 2,4 раза, БПК5 в 1,7 раза, соединений Fe в 3,3 раза, Cu в 4,9 раза, Zn в 2,6 раза, Mn в 7 раз, фенолов в 1,6 раза, нефтепродуктов в 2,1 раза.Река Тура• легкоокисляемые (по БПК5) и трудноокисляемые (по ХПК) органические вещества, NH4, соединениями Fe, Cu, Zn, Mn, фенолами.

Река Обь

Река Иртыш

Водный объект Степень загрязнения Основные загрязняющие компоненты

Бассейн р. Енисей загрязненная и грязная • Саяно-Шушенское и Красноярское водохранилища: загрязненные и грязные.• максимальное значение концентрации Zn (15,9 ПДК) отмечено на участке ниже впадения р. Нижняя Тунгуска в Енисей, Mn (13,4 ПДК) – ниже г. Красноярск, Fe(9,6 ПДК) – выше истока протоки Минусинской, Al (12,1 ПДК) в районе г. Кызыл.• среднегодовые концентрации нефтепродуктов и фенолов – до 5–6 ПДК, максимальная концентрация нефтепродуктов 42,4 ПДК отмечалась в р. Подкаменная Тунгуска.• качество воды большинства притоков – грязная; в большинстве притоков наблюдался рост среднегодовых концентраций ионов марганца до 5 ПДК.

Бассейн р. Ангара слабо загрязненная • Иркутское водохранилище: условно чистое• Братское водохранилище: в диапазоне условно чистое – слабо загрязненное• Усть-Илимское водохранилище: загрязненное.

На входных створах среднегодовые концентрации загрязняющих веществ были в норме; повышенное содержание органики по ХПК до1,2 ПДК, формальдегида до 1,8 ПДК, лигнина до 2,2 ПДК, фенолов до3 ПДК, нефтепродуктов до 2,2 ПДК, NO2 до 6,4 ПДК. Наиболее загрязненным в Усть-Илимском водохранилище является залив р. Вихорева; среднегодовые концентрации NH4 - 1,6 ПДК, NO2 - 2,1 ПДК, Fe - 1,4 ПДК, лигнина 4,3 ПДК. В замыкающем створе среднегодовые концентрации загрязняющих веществ не превышали норму.

• В нижнем течении Ангары среднегодовые концентрации ионов цинка в воде уменьшились с 5,6 ПДК в 2006 г. до 3 ПДК в 2007 г., в районе с. Богучаны среднегодовые концентрации нефтепродуктов выросли с 2,2 до 6,4 ПДК, что объясняется увеличением антропогенной нагрузки в связи с возобновлением строительства Богучанской ГЭС и закладкой новых производств в Нижнем Приангарье. Отмечается устойчивое загрязнение воды фенолами (2–3 ПДК), железом общим (1,7–5,2 ПДК), марганцем (23–4,2 ПДК), алюминием (1–2 ПДК).

Восточная Сибирь

Река Енисей

Река Ангара

Восточная СибирьВодный объект Степень загрязнения Основные загрязняющие компоненты

Бассейн р. Лена • Верхнее течение: условно чистая• у г. Усть-Кут: условно чистая• у г. Киренск: слабо загрязненная• у г. Якутск и г. Олекминск: грязная• р. Алдан: грязная• р. Вилюй: грязная• Вилюйское вдхр.: грязное

• содержание органических веществ (по ХПК), соединений Fe, Mn и фенолов в воде по бассейну в среднем было в пределах 2 ПДК.• соединения Cu, среднегодовая концентрация 10,5 ПДК, максимальные у г. Ленск(30 и 37 ПДК) и г. Олекминск (46 ПДК).• качество воды большинства притоков – слабо загрязненнаяр. Алдан:• соединения Cu; средняя концентрация - 11,2 ПДК, а максимальная - 36 ПДК.• трудноокисляемые органические вещества (по ХПК).• Содержание соединений Fe, Hg и фенолов варьировало в пределах 1–2 ПДК..р. Вилюй:• соединения Cu; средняя концентрация - 12,4 ПДК, а максимальная - 26 ПДК.• соединения Fe; средняя концентрация - 2,5 ПДК, а максимальная – 15,7 ПДК.Вилюйское водохранилище:• трудноокисляемые и легкоокисляемые органические вещества (по ХПК и БПК5), соединения Fe и фенолы, превышение ПДК по которым было в пределах 3 ПДК.• Содержание соединений Cu составляло 12,3 ПДК, а максимальная концентрация достигала 38 ПДК.

Бассейн р. Колыма грязная • средняя концентрация Fe составила 4 ПДК, максимальная – 7 ПДК, Cu 8 и 20 ПДК, Pb 2 и 4 ПДК, Mn около 10 и 28 ПДК соответственно.• нижнее течение: соединения Cu со среднегодовой концентрацией до 11,6 ПДК и максимальной 29 ПДК.• трудноокисляемые органические вещества (по ХПК) – 2,2 ПДК

Бассейн р. Индигирка

очень загрязненная • соединения Cu, среднегодовая концентрация 10,6 ПДК, максимальная концентрация 21 ПДК.

Бассейн р. Яна грязная • концентрации фенолов (7 ПДК), Fe (24,1 ПДК), Zn (49,7 ПДК), Mn (2,1 ПДК), органическими веществами (по ХПК) – 1,7 ПДК.

Река Лена

Водный объект Степень загрязнения Основные загрязняющие компоненты

Бассейн р. Амур Вернее течение: грязная• Аргунь – грязная,• Шилка – загрязненныеСреднее и нижнее течение: грязная

Верхний Амур - Аргунь и Шилка:• р. Аргунь: органические вещества (по ХПК и БПК5), Cu, фенолы; фиксировались случаи, когда содержание Mn превышало 10 ПДК. Река Аргунь занесена в “Приоритетный список водных объектов, требующих первоочередного осуществления водоохранных мероприятий”• р. Шилка: содержание нефтепродуктов превышало 10 ПДК; органические вещества (по ХПК), фенолы.Средний и нижний Амур:• соединения Cu, Pb и Mn.р. Зея:• соединения Fe, Cu и Zn, фенолы и, особенно, соединения Mn.р. Березовая:• несет в Амур огромные массы загрязняющих веществ, входит в приоритетный список наиболее загрязненных, а вода “экстремально грязная”.• глубокий дефицит растворенного кислорода и даже его отсутствие; превышение норм по БПК5, NH4, NO2, Mn.

Поверхностные воды полуострова Камчатка

от слабо загрязненныхдо очень грязных

• соединения Cu, фенолы; нефтепродукты и Cd – для рек Красная и Камчатка. В 2007 г. содержание меди в среднем по бассейнам рек возросло в 4 раза – до 4,0–5,7 ПДК.• Загрязненность водотоков Cd была экстремально высокой в реках Камчатка, Кавыча, 1-я Мутная, Паратунка, Озерная, Ключевка и высокой в реках Паужетка, Большая Воровская.• Воды р. Камчатка характеризуются как “очень грязные”, рек Корякская и Половинка – как “слабо загрязненные”.

Реки о. Сахалин загрязненные и грязные р. Охинка• среднегодовые концентрации нефтепродуктов – 178 ПДК, Zn - 1,4 ПДК, Cu – 14 ПДК, Fe - 12,6 ПДК, Mn – 9,9 ПДК, взвешенных веществ до 95 мг/л.• вода реки в течение десятилетий оценивалась как “экстремально грязная. • к категории “грязная” отнесены реки Большая Александровка, Черная, Сусуя, Красносельская, Мотога.

Дальний Восток

Река Амур

Озеро БайкалВодный объект Степень загрязнения Основные загрязняющие компоненты

Озеро Байкал Условно чистая, слабо загрязненная

• незначительно выше нормы максимальные значения концентраций органических веществ по ХПК в пункте М-П Узур и с. Байкальское• превышение нормы максимальными концентрациями соединений Cu в 2–5,4 раза и средними в 1–4 раза.• концентрации ртути достигали 2 ПДК• Превышение допустимой нормы по фенолам в 2 раза (п. Маритуй) • повышение содержания Cu в среднем до 1,5–2,5 ПДК в 92%, Fe – в 61% рек – притоков Байкала.• в превышение фоновых концентраций сульфат-иона и нитрат-иона (дельта р. Селенги).Река Селенга:• удовлетворительный кислородный режим, слабощелочную реакцию среды• впервые определялись марганец, алюминий и никель• максимальная концентрация Fe составила 10 ПДК, Cu 8,6 ПДК, Mn 7 ПДК, фторидов 1,6 ПДК, фенолов 2 ПДК, Al 1,8 ПДК, нефтепродуктов 2 ПДК, трудноокисляемых органических веществ 2 ПДК• По сравнению с 2006 г. снизились среднегодовые и максимальные концентрации взвешенных, органических веществ (по ХПК), Fe, Cu, F и Zn, фенолов, но увеличились концентрации минеральных, биогенных веществ и нефтепродуктов. Это обусловлено природно-климатическими факторами• вода характеризуется как “слабо загрязненная” – “загрязненная”. Река Модонкуль• Максимальная концентрация сульфатов составила 1,8 ПДК, нефтепродуктов – 1,2 ПДК, величина ХПК – 2,6 ПДК• В фоновом створе вода “грязная”, в устье реки – “очень грязная”. Качество воды в устьевом створе ухудшилось.• В целом по бассейну оз. Байкал в 2007 г. на качество поверхностных вод по гидрохимическим и гидробиологическим показателям влияли в основном гидрологические и климатические условия. Исключение составили реки Модонкуль, Кяхтинка и озеро Гусиное, где основным был антропогенный фактор

Озеро Байкал

Озеро Байкал

Анализ данных многолетних наблюдений в бассейне оз. Байкал свидетельствует об отсутствии устойчивых тенденций изменения содержания загрязняющих веществ в поверхностных водах