Экология/Экологический мониторинг

Насиханова М.Н.

Астраханский государственный технический университет, Россия

Качество воды Волго-Каспийского канала

                     Река Волга в большинстве случаев рассматривается в числе основных источников загрязнения Каспийского моря, и особенно, Северного Каспия [1-3]. Это объясняется тем, что волжский бассейн является одним из самых больших и освоенных хозяйственных речных бассейнов мира, в который поступает огромное количество токсических веществ (металлы, нефтепродукты и др.) в результате эксплуатации водного транспорта, сброса стоков с различных предприятий (в основном диффузионные источники), а так же ежегодных дноуглубительных работ и выщелачивания из минеральных пород кислотными осадками [4]. Изменения экологической обстановки, особенно хроническая интоксикация гидробионтов поллютантами может привести к серьезным  физиологическим изменениям  в различных системах организма рыб [5].

Волго-Каспийский канал – называется подходный канал со стороны Каспийского моря к г. Астрахань, созданный в 1874 г. и расположенный в дельте реки Волги. Его протяженность составляет 188 км, из которых 100 км составляет морская часть. Помимо того, что канал используется для транспортировки, он используется рыбой для прохода на нерест из моря в реку, ската молоди рыб в обратном направлении.

         Целью данного исследования являлось изучение качества воды речной части Волго-Каспийского канала (ВКК).

                  Сбор проб воды осуществлялся в различных частях Волго-Каспийского канала  в весенне-летний период 2013 г., согласно общепринятой методике [6] на 5 точках: №1-17 Огневка Главный банк, №2-17 Огневка главный банк левый берег, №3-17 Огневка Главный банк правый берег, №4-10 Огневка (русло), точка №5- Житное. Было определено качество воды на содержание тяжелых металлов (Cd2+,  Cu2+,  Pb2+,  Cr3+,  Zn2+, As), на наличие нефтепродуктов, АПАВ и фенолов.

Определение содержания ионных форм тяжелых металлов проводили в лаборатории при помощи атомно-абсорбционного метода на спектрофотометре «Hitachi» модель 180-50 [7, 8].  Статистическая обработка полученных материалов проведена с использованием общепринятых методов [9]. Статистический анализ и построение графических изображений выполнены с использованием компьютерной программы Excel 2003 для Windows.

         В результате проведенного анализа полученных данных можно сказать, что концентрации растворенных форм тяжелых металлов в воде Волго-Каспийского канала варьировали в широком интервале – от 0,001 до 0,0406 мг/л (рис. 1; табл. 1).

Рисунок 1. Содержание некоторых токсических элементов в воде ВКК.

 

            Кадмий представляет собой высокую экологическую опасность для окружающей среды. Он относится к не-эссенциальным элементам. В природных фоновых условиях содержание кадмия очень низкое и составляет нанограммы на литр. Кадмий,  является достаточно лабильным элементом, в последние десятилетие активизация миграции кадмия в водных объектах связана с кислотными осадками [4]. Результаты, полученные при натурных исследованиях, показали, что содержание Cd находилось на уровне 0,00152±0,0003 мг/л и не превышал установленный норматив (ПДК).

         Другой не-эссенциальный элемент – свинец, его содержание в окружающей среде может возрастать в пространственно-временной шкале [4]. Свинец ядовит для живых организмов. Его содержание так же не превышало ПДК (0,006 мг/л) и составило в среднем  0,001356 мг/л.

Содержание меди в воде находилось в пределах от 0,0019 до 0,00275 мг/л при среднем содержании 0,00224±0,00014 мг/л (рис 2), что превышало установленный норматив качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения (ПДК = 0,001) в 1,9 – 2,7 раза.

Таблица 1

Содержание некоторых тяжелых металлов в воде Волго-Каспийского канала (мг/л)

№

станции

концентрации, мг/л

Cd

Cu

Pb

Cr

Zn

As

1

0,00073

0,0019

0,00124

0,00105

0,0152

0,00092

2

0,00239

0,00208

0,0015

0,00164

0,016

0,00105

3

0,0021

0,0022

0,0013

0,00174

0,0146

0,00119

4

0,00138

0,00227

0,0011

0,00121

0,0208

0,00111

5

0,001

0,00275

0,00164

0,00167

0,0406

0,00086

Сред. значение

0,00152

0,00224

0,001356

0,00146

0,0214

0,00102

ПДК, мг/дм3

0,005

0,001

0,006

0,07

0,01

0,05

 

            Цинк является жизненно важным элементом. По уровню биологического поглощения он сопоставим с такими важными элементами, как кальций, магний, калий и др. Как указывает в своей работе Метелев В.В. с соавторами (1971) – токсичность цинка для рыб во много раз сильнее, чем для теплокровных животных. Содержание цинка находилось на уровне 0,0214±0,004 мг/л,  превысив ПДК (0,01) в 2,14 – 4 раза (рис. 3).

Рисунок 2. Содержание меди на станциях отбора проб в ВКК.

 

            Цинк по своей природе обладает синергетическими свойствами совместно с другими металлами. Комбинация Zn и Cu для рыб во много раз токсичнее, чем каждый элемент в отдельности (Метелев и др., 1971). Эта связь хорошо видна при корреляционном анализе, с помощью которого установлена достоверная положительная связь (r = 0,93) для этих двух элементов.

Рисунок 3. Содержание цинка на станциях отбора проб в ВКК.

 

По результатам исследования нами была составлена схема распределение микроэлементов по убыванию:

Zn > Cu > Cd > Cr > Pb > As

         Отмечаемое преобладание цинка в данном уровне концентраций тяжелых металлов в воде ВКК подтверждает данными Дж. Алабастера и Р. Ллойда [10], как одного из главных аккумуляторов в водной среде и в организме рыб.

         Нефтяное загрязнение – нефть, нефтепродукты, ароматические углеводороды, образующие  водорастворимую фракцию нефти, оказывают сильное воздействие на жизнедеятельность животных [11]. Так же, нами был проведен анализ на наличие нефтепродуктов и их производных.

Анализ показал, что в воде Волго-Каспийского канала присутствуют нефтепродукты в интервале от 0,09 до 0,57 мг/л при среднем значении 0,208±0,09 мг/л, что в 1,8 – 11,4 раза превысило установленный норматив (ПДК = 0,05 мг/л).

Рисунок 4. Содержание нефтепродуктов и др. органических соединений.

 

Содержание фенолов в воде канала в среднем находилось на уровне 0,00078±0,0002 мг/л. Только на отдельных станциях № 4 (Огневка – русло) и № 5 (Житное) этот показатель составил 0,0013 и 0,0012 мг/л, соответственно, превысив ПДК (0,0010 мг/л) в 1,2 – 1,3 раза.

         Таким образом, результаты исследования химического состава воды  на наличие  тяжелых металлов и углеводород содержащих веществ в водной среде Волго-Каспийского канала показали, что ПДК были превышены для  меди в 1,9 – 2,7 раза. Высокий уровень антропогенной нагрузки обусловлен интенсивным судоходством, ежегодно проводимыми дноуглубительными работами, сосредоточению в русле канала большей части стока загрязняющих веществ. При этом ВКК используется рыбой для прохода на нерест из моря в реку, а также для ската рыбной молоди в обратном направлении.

Литература:

1.                 Алабастер Дж., Ллойд Р. Критерии качества воды для пресноводных рыб. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. – 344 с. 

2.                 Брицке М.Э. Атомно-абсорбционный спектрохимический анализ. – М.: Химия, 1982. – 232 с.

3.                 Грушко М.П., Федорова Н.Н. Морфофункциональные ососбенности селезенки каспийской воблы   (RUTILUS RUTILUS CASPICUS) // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2008. № 4. С. 77-79

4.                 Дохолян В.К., Шлейфер Г.С.. Ахмедова Т.П., Магомедов А.К. Влияние растворенных нефтепродуктов на жизнедеятельность некоторых видов рыб Каспийского моря // Вопросы ихтиологии, 1980. – Т.20. Вып.4(123). – С. 76-79.

5.                 Кукса В.И. Южные моря (Аральское, Каспийское, Азовское и Черное) в условиях антропогенного стресса. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1994. – 319 с.

6.                 Макарова, Е.Н. Роль Волго-Каспийского канала в транзите загрязняющих веществ из Волги в Северный Каспий / Е.Н. Макарова, С.К. Монахов, Е.В. Гаврилова, В.Г. Петреченкова, О.И. Холина // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. № 9. 2009. С. 50 – 55.

7.                 Моисеенко Т.И. Рассеянные элементы в поверхностных водах суши: Технофильность, биоаккумуляция и экотоксикология / Т.И. Моисеенко, Л.П. Кудрявцева, Н.А. Гашкина // М.: Наука, 2006. – 261 с.

8.                 Прайс С.В. Аналитическая атомно-абсорбционная спектроскопия. – М.: Мир, 1976. – 355 с.

9.                 Пузаченко Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях. М.: Академия, 2004. – 416 с.

10.            Устьевая область Волги: гидролого-морфологические процессы, режим загрязняющих веществ и влияние колебаний уровня Каспийского моря. – М.: ГЕОС, 1998. – 280 с.

11.              Шишкина Л.А. Гидрохимия. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1974. – 287 с.