Экологический мониторинг поверхностных вод племсовхоза "Заднепровский" Оршанского района


ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ПЛЕМСОВХОЗА "ЗАДНЕПРОВСКИЙ" ОРШАНСКОГО РАЙОНА

Т. Н. ТКАЧЕВА, В. И. ЖЕЛЯЗКО

Аннотация

В статье приведены результаты исследования поверхностных вод племсовхоза "Заднепровский" Оршанского района, которые дают полное представление об экологическом состоянии территорий, прилегающих к крупным животноводческим комплексам. Учитывая то обстоятельство, что значительная часть сельскохозяйственных угодий расположена на мелиорируемых землях, на которых утилизируются различные по происхождению сточные воды, возникла необходимость изучить влияние различных уровней загрязнения почвы экотоксикантами на продуктивность растений с целью последующей корректировки режимов комплексных мелиорации с учетом требований окружающей среды.

The article presents results of research into the surface waters of the pedigree cattle state farm 'Zadneprovski' in Orsha district, which give a good idea about the ecological state of territories, adjoining large cattle breeding complexes. Taking into account the fact, that a large number of agricultural lands are meliorated lands, where they utilize sewage waters of different origin, we thought it important to examine the influence of different levels of soil pollution by eco-toxicants on the productivity of plants, with the purpose of further correction of regimes of complex melioration and meeting ecological requirements.

Введение

На современном этапе развития общества воздействие человека на природную среду стало носить глобальный характер, негативным результатом которого стало загрязнение окружающей среды.

Источники загрязнения биосферы принято подразделять на природные (естественные) и антропогенные. Природные источники загрязнения являются результатом сложных и взаимосвязанных космических, геологических, а с появлением жизни на Земле и биотических процессов. К антропогенным источникам относятся предприятия топливно-энергетического комплекса, промышленности, транспорта, коммунального и сельского хозяйства.

Антропогенные источники загрязнения, в свою очередь, подразделяются на глобальные, региональные и локальные.

В процессе сбора необходимой информации по источникам химического загрязнения республики было выявлено, что промышленное загрязнение территории идет в основном через атмосферу путем осаждения на поверхности паров, аэрозолей, пыли, сажи или растворимых веществ с дождем, снегом, сухими выпадениями. В воздух основная доля загрязнения поступает из дымовых труб и вентиляционных каналов, а также путем развеивания отвалов, при аварийных выбросах в атмосферу. Большая часть их осаждается вблизи от предприятий или источников загрязнения (1-5 км). Некоторое количество загрязнений разносится в атмосфере на расстоянии 10-50 километров и более в соответствии с розой ветров территории, а определенная доза поступает в верхние слои атмосферы и мигрирует на многие сотни и тысячи километров [1].

Анализ источников

Данные химического состава проб атмосферных осадков и снежного покрова характеризуют загрязнение слоя атмосферы, в котором формируется облачность, происходит газовый обмен и из которого выпадают осадки. Химический состав атмосферных осадков количественно и качественно характеризует поступление в почву загрязняющих веществ, создает предпосылки для прогнозирования загрязнения биосферы в целом и является одним из контролируемых показателей мониторинга [2, 3, 4].

Основными источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на территории Беларуси являются топливно-промышленный комплекс и автомобильный транспорт. При этом следует отметить, что на долю стационарных источников приходится 23,2% выбросов, а основная часть продуцирована автомобильным транспортом (76,8%). В структуре выбросов преобладают оксид углерода - 57,8%; углероды - 17,1%; диоксид серы - 10,6% и оксид азота - 9,1% [5].

Распределение выбросов по территории Беларуси неравномерно. Наибольшее количество загрязняющих веществ выброшено в атмосферу на территории Минской и Витебской областей, наименьшее - в Гродненской.

Техногенное загрязнение атмосферного воздуха оказывает влияние на химический состав атмосферных осадков. Загрязненность атмосферных осадков большинства промышленных районов находится в пределах 14 - 21мг/л [5].

Анализ литературных данных показывает, что осадки, формируемые в летний период, содержат большее количество экотоксикантов по сравнению со снегом.

Так, в среднем с осадками летнего периода Zn поступает 0,047 мг/л; Сu - 0,0249 мг/л; Рв - 0,0117 мг/л и Сd - 0,0009 мг/л. Соответственно в снежном покрове их содержание составляет 0,0096; 0,0017; 0,0034; 0,007 мг/л. Следует отметить, что колебания концентраций носят неустойчивый характер [6].

Наряду с региональными источниками загрязнения имеют место и локальные. С. Я. Безднина классифицирует их как внутрисистемные, т. е. формируемые внутри конкретного агроландшафта [7]. К ним, в частности, относятся источники загрязнения, связанные с производством сельскохозяйственной продукции (внесение удобрений, пестицидов, микроэлементов и т. п.).

В результате хозяйственной деятельности на предприятиях агропромышленного комплекса Республики Беларусь образуются различные категории сточных вод. В настоящее время химический состав сточных вод достаточно изучен, о чем свидетельствуют многочисленные данные из литературных источников. В результате внедрения современных технологий состав сточных вод значительно изменился. Они стали содержать много токсичных веществ, синтетических моющих средств, болезнетворных организмов. экологический выброс загрязняющий животноводческий

Не требует особых доказательств тот факт, что сброс неочищенных сточных вод в компоненты природной среды приводит к негативным последствиям, а в некоторых случаях и к необратимым нарушениям экологической обстановки на агроланшафтах.

Источником поступления загрязняющих веществ на агроландшафт являются сточные воды промышленных предприятий и их осадки, используемые в качестве удобрения [8]. Причем в условиях дефицита минеральных удобрений их довольно часто применяют в растениеводстве. По данным Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь [1], годовой объем сточных вод, который сформировался в республике в 2000 г., составил 1302 млн. м3. При этом в водные объекты было сброшено 1173 млн. м3, а 129 млн. м3 отведены в накопители, на поля фильтрации, подземные горизонты. В структуре сброса сточных вод нормативно чистые воды составляют 284 млн. м3, нормативно очищенные - 884 млн. м3 и недостаточно очищенные - 25 млн. м3. В результате сброса сточных вод в водные источники поступило 15 тыс. тонн взвешенных веществ, 78 тыс. тонн хлоридов, 64 тыс. тонн сульфатов, 230 тонн нефтепродуктов, 18 тонн меди и 491 тонн других металлов.

Поступление большого количества ТМ в почву с осадками сточных вод (ОСВ) имеет свои специфические особенности. Высокое содержание органического вещества способствует образованию металлоорганических соединений различной природы, что изменяет растворимость тяжелых металлов в почве и их доступность растениям. Кроме того, металлоорганические соединения тяжелых металлов легче включаются в пищевые цепи, чем их неорганические соединения, и поэтому являются наиболее опасными формами ТМ. Образование растворимых органических комплексов соединений тяжелых металлов ведет к снижению их адсорбции в почве.

Источником загрязнения окружающей среды являются и полигоны твердых бытовых отходов. Всего в республике функционирует 164 таких полигона и около 80 накопителей промышленных отходов. Они занимают площадь около 2950 га и оказывают влияние на экологическую обстановку прилегающих территорий [1].

Промышленные выбросы, отработанные газы автотранспорта, удобрения, твердые бытовые отходы, сточные воды и их осадки приводят к загрязнению почвы различными веществами, в том числе тяжелыми металлами. Однако следует отметить, что крупномасштабного почвенно-экологического обследования с учетом содержания токсичных элементов в почвах сельскохозяйственных угодий Беларуси пока не проведено. Вместе с тем выборочные исследования вблизи крупных городов выявили наличие очагов загрязнения почв тяжелыми металлами [9].

Анализ имеющихся данных показывает, что преобладающими загрязнителями сельскохозяйственных земель являются соединения свинца, кадмия, меди, цинка и никеля.

Возрастающее вмешательство человека в функционирование природных образований зачастую приводит к нежелательным последствиям, которые нарушают естественные тенденции развития гео - и агросистем. Поэтому совместимость природных и техногенных потоков вещества, а также результат их взаимодействия могут служить критерием оптимальности намечаемых программ эколого-мелиоративного состояния агроландшафта.

Методы исследования

В работе использованы методы лабораторно-аналитического контроля, современные публикации по проблеме экологического состояния территорий, прилегающих к крупным животноводческим комплексам, а также монографический метод исследований.

Основная часть

Одним из источников загрязнения, как мы уже отметили выше, являются сточные воды городов, промышленных предприятий и животноводческих комплексов, а также выбросы загрязняющих веществ в атмосферу стационарными и передвижными источниками. Основным аккумулятором элементов-загрязнителей является почва и поверхностные воды.

В литературных источниках имеются сведения о значительных площадях сельскохозяйственных угодий, на которых содержание экотоксикантов достигло критических значений. Понятно, что в таких условиях получить качественную сельскохозяйственную продукцию - нереальная задача. Особенно напряженная ситуация сложилась на агроландшафтах, в пределах которых функционируют крупные животноводческие комплексы. Одним из приемов оздоровления экологической ситуации является регулирование водно-воздушного и связанного с ним пищевого режимов почвы.

Сказанное выше подтверждает актуальность темы проводимых исследований.

В течение 2003-2009 гг. для оценки химического состава поверхностных вод было отобрано 36 проб и выполнено 14 определений по гидрохимическим и гидробиологическим показателям.

Пунктом наблюдений регионального мониторинга поверхностных вод являлась река "Крапивенка" в районе очистных сооружений РСУП СГУ "Заднепровский". Оросительная система племсовхоза расположена в непосредственной близости от крупного промышленного центра - г. Орша, для которого характерна развитая сеть транспортных коммуникаций республиканского и международного значения. Кроме этого, часть сельскохозяйственных угодий находится на месте бывшего полигона твердых бытовых отходов. Выбросы промышленных предприятий Орши, а также автомобильного и железнодорожного транспорта, сами животноводческие комплексы оказывают существенное влияние на экологическую ситуацию агроландшафта и, прежде всего, на уровень загрязнения почвы токсичными веществами. Поэтому в плане решения поставленных задач объекты исследований представляют практический интерес. Методологической и теоретической основой постановки исследований и последующего анализа их результатов явилось рассмотрение эволюционных преобразований, происходящих в системе "вода - почва - растения" в результате антропогенной деятельности. Были выбраны точки, принадлежащие оросительной системе РСУП СГУ "Заднепровский" (табл. 1).

Таблица 1

Точки отбора проб

Обозначение места отбора проб

Регистрационный номер пробы

Характеристика места отбора проб

1

2

3

Tочка 1

1-104

Выход вод с технологич. водохранилища Савищено в р. Крапивенка

Tочка 2

2-104

Р. Крапивенка, 500 м выше впадения вод из водохранилища Савищено

Tочка 3

3-104

Р. Крапивенка, 500 м ниже впадения вод из водохранилища Савищено

Таблица 2

Условия проведения испытаний

Температура воздуха (град. С)

Атмосферное давление (кПа)

Относительная влажность воздуха (%)

21-22

98,9-99,1

71-73

В пробах источников поверхностных вод были определены следующие показатели: БПК5, нефтепродукты, взвешенные вещества, сухой остаток, сульфаты, хлориды, азот аммонийный, азот нитритный, азот нитратный, СПАВ, рН, фосфор фосфатный (рис. 1, 2), а также железо общее и растворенный кислород.

динамика хлоридов, ph, азота нитритного, нефтепродуктов, азота нитратного, фосфора фосфатного в поверхностных водах оросительной системы племсовхоза

Рис. 1 Динамика хлоридов, pH, азота нитритного, нефтепродуктов, азота нитратного, фосфора фосфатного в поверхностных водах оросительной системы племсовхоза "Заднепровский"

динамика спав, азота аммонийного, сульфатов, бпк - 5, сухого остатка, взвешенных веществ в поверхностных водах оросительной системы племсовхоза

Рис. 2 Динамика СПАВ, азота аммонийного, сульфатов, БПК - 5, сухого остатка, взвешенных веществ в поверхностных водах оросительной системы племсовхоза "Заднепровский"

По результатам исследований 2007 г. за пределы нормированного значения определяемого вещества выходили следующие показатели: железо общее для нормы 0,3 мг/дм3 ( для р. Крапивенка 500 м выше впадения вод из технологического водохранилища "Савищено") составило 0,729 мг/дм3, также прослеживалось увеличение растворенного кислорода: при норме 4 мг 02 /дм3 он составил 8,65 мг 02 /дм3.

По результатам исследований 2009 г. также наблюдалось увеличение общего железа: при норме 0,1 мг/дм3 (для р. Крапивенка 500 м ниже выпуска вод из технологического водохранилища "Савищено" РСУП СГЦ "Заднепровский") оно составило 0,381 мг/дм3. Остальные определяемые вещества находились в пределах нормированных значений.

Сравнивая результаты исследований 2003-2009 гг. для точки, наиболее для нас актуальной (точки выхода вод из технологического водохранилища "Савищено" в р. Крапивенка), мы видим рост следующих показателей: хлоридов - с 12,05 мг CL/дм3 до 20,19 мг CL/дм3; азота аммонийного - с 1,73 мг/дм3 до 4,12 мг/дм3; рН - от 7,11 до 7,98 ед. рН; фосфора фосфатного - от 0,071мг Р/дм3 до 0,079мг Р/дм3; СПАВ - с 0,005 мг/дм3 до 0,063 мг/дм3; сухого остатка - со 195 мг/дм3 до 273 мг/дм3.

Таким образом, в 2009 г. по сравнению с 2003 г. вклад в общее количество превышений увеличился по хлоридам, аммонийному азоту, рН, фосфору фосфатному, СПАВ, сухому остатку, железу общему и растворенному кислороду.

Заключение

В отличие от 2003 г. в 2009 г. отмечены также незначительные превышения установленных допустимых значений в поверхностных водах реки "Крапивенка" соединений меди, марганца, что типично для всех водных объектов страны. Это обусловлено в основном факторами естественного характера - высоким региональным содержанием этих металлов в природных водах.

Учитывая то обстоятельство, что значительная часть сельскохозяйственных угодий расположена на мелиорируемых землях, на которых утилизируются различные по происхождению сточные воды, возникла необходимость изучить влияние различных уровней загрязнения почвы экотоксикантами на продуктивность растений с целью последующей корректировки режимов комплексных мелиораций с учетом требований окружающей среды.

Литература

    1. Состояние окружающей среды Республики Беларусь: Нац. докл. / Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь; НАН Беларуси, Белорусский научно-исследовательский центр "Экология". Минск: ОДО "Лоранж-2", 2001. 96 с. 2. Геохимия окружающей среды / Ю. А. Сает [и др.]. М.: Недра, 1990. 335 с. 3. Снижение негативного влияния тяжелых металлов на растения при утилизации осадков городских сточных вод / П. Ф. Жигарев [и др.]. Минск, 1993. 22 с. 4. Соколов М. С. Система мониторинга загрязнения почв агросферы / М. С. Соколов, В. И. Терехов // Агрохимия. 1994. № 6. С. 86-96. 5. Государственный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Беларусь. Минск, 1995. 145 с. 6. Мажайский Ю. А. Экология агроландшафта Рязанской области / Ю. А. Мажайский, В. Ф. Евтюхин, А. В. Резникова. М., 2001. 95 с. 7. Безднина, С. Я. Качество воды для орошения: принципы и методы оценки / С. Я. Безднина. М., 1997. 185 с. 8. Влияние минеральных удобрений и осадков городских сточных вод на уровни концентрации в почве ряда микроэлементов / В. А. Касатиков [и др.] // Агрохимия. 1997. № 2.С. 81-85. 9. Головатый, С. Е. Тяжелые металлы в агроэкосистемах / С. Е. Головатый. Минск, 2002. 239 с.

Похожие статьи




Экологический мониторинг поверхностных вод племсовхоза "Заднепровский" Оршанского района

Предыдущая | Следующая