Глава 1. Характеристика объекта исследования

1.1 Экологическое состояние воды реки Волги в Ярославской области

Главной функцией реки является ее хозяйственная роль. По реке переправляются промышленные материалы, продукты питания и другие необходимые грузы, улучшающие жизнедеятельность людей. Река Волга является главным источником для водоснабжения городского и сельского населения. Также она служит любимым местом для активного отдыха, туризма и рыбалки благодаря достаточно чистой воде и красочной природе, которая окружает ее берега [5].

Проблема состояния воды реки Волги, актуальность которой была подчеркнута исполняющим обязанности губернатора Ярославской области Дмитрием Мироновым на совещании с председателем правительства РФ Дмитрием Медведевым в Волгограде. Состояние воды реки Волги - проблема очень актуальная, поскольку волжскую воду потребляют угличане, рыбинцы, ярославцы, тутаевцы, а также жители Брейтовского, Некоузского, Мышкинского и Некрасовского районов Ярославской области. Среди основных проблем Волги и Волжского бассейна эксперты и экологи отмечают несколько. Первая - это сильное загрязнение и плохое качество воды, в ряде случаев достигающее критического уровня. Причин у низкого качества питьевой воды несколько. Это неконтролируемый сброс в Волгу отходов предприятий частных канализаций. Только 12 процентов промышленных предприятий региона имеют официально оформленное разрешение на сброс в Волгу той воды, которая поучаствовала в их технологических циклах. Часть стоков вообще учету не поддается. В настоящее время Волга – это уже не река, а каскад водохранилищ с малой проточностью, лишь 80 километров течения, что проходит намного ниже города Ярославля, относятся к статусу реки. Для решения проблем загрязнения водоема весной 2017 года Министерство природных ресурсов и экологии России подготовило и внесло в правительство РФ проект паспорта приоритетного проекта "Оздоровление Волги".

1.2 Ландшафт речной долины реки Печегда

Река Печегда берет свое начало из болот на территории бывшего Вареговского торфопредприятия в Большесельском муниципальном районе Ярославской области и впадает в реку Волгу в посёлке Константиновский Тутаевского муниципального района, в 6 км от города Тутаева. Долина реки Печегда врезана в поверхность пологоволнистой мореной возвышенности. Общая глубина вреза в устьевом створе памятника природы у автомобильной дороги Ярославль - Рыбинск - около 30 м, в верхней части в створе железнодорожного моста в районе станции Чебаково - около 10 м. В состав долинного комплекса входят русло Печегды, и ассиметрично развитая (по выпуклому берегу) односторонняя сегментно-гривистая пойма. В нижней части долины сохранились фрагменты надпойменной террасы врезанного типа, полого повышающейся к тыловому шву. Из растительных сообществ наибольшую ценность представляют верхние части склонов с посадками вязов, лип, дубов, являющихся остатками культурного ландшафта[6].

 По классификации малых рек Печегду можно отнести к средним рекам. Река Печегда течёт с юго-запада на северо-восток по территории, покрытой хвойными и смешанными лесами, а также — по открытым местам. Характер питания реки, смешанный, с преобладанием снегового. Также большое влияние оказывает дождевое питание и грунтовые воды. Цветность воды охристая, что, в частности, обусловлено пролеганием русла через суглинистые мореные отложения [5]. На экологическую обстановку реки негативное влияние оказывает ОАО «Славнефть ЯНПЗ им. Д.И. Менделеева», вблизи которого расположены гудронные пруды-накопители, представляющие огромную экологическую опасность. По некоторым данным их запас оценивают в 480 тысяч тонн. Завод считается одним из старейших в Российской Федерации, он был основан в 1879 году. Особое беспокойство вызывает слишком близкое расположение завода и его гудронных прудов к рекам Печегда и Волга, такое соседство грозит опасным загрязнением водоохранных зон [6].

Глава 2.Основная часть работы

Методы исследования

Методика рекогносцировочного обследования водоема (предварительного, поверхностного, визуального) обследования тех или иных природных объектов. Особенно часто такая задача возникает при проведении гидробиологических исследований[1].

Определение основных физических и химических показателей воды. Показатели качества воды и нормативы предельно допустимых концентраций химических веществ в воде рыбохозяйственных объектов.

Определение качества воды проводилось на месте при отборе проб воды органолептическим методом (запах, цвет, мутность, осадок).

Наличие нефтепродуктов определялось по радужной пленке на поверхности воды. Точный анализ концентрации нефтепродуктов в воде определялся химическими методами в лабораторных условиях[4].

Проведение анализов воды на определение химических показателей осуществлялось в лаборатории ЯГТУ города Ярославля и лаборатории «ЦДО «Созвездие», определение pH (водородного показателя), цветности, мутности, показателя электропроводности, ХПК (Химического Потребления Кислорода), общего железа, хрома, нефтепродуктов.

 

 

Результаты исследования

Исследования качества воды проводятся с 2017 года (осень) по настоящий момент. Пробы воды отбирались в трех точках: 1) 1 км выше устья, 2) 700 м, 3) 300 м. Такой выбор был определен неслучайно, именно эта часть реки подвергается наиболее сильному загрязнению сточными водами ЯНПЗ им. Д.И. Менделеева. Река Печегда впадает в реку Волгу в районе поселка Константиновский, загрязняя ее, о чем свидетельствуют показатели качества воды. Отбор проб воды производился в емкости 1,5 литра, в трех повторах для каждой точки. Анализ качества воды определялся в лаборатории ЯГТУ.

На кафедре «Охрана труда и природы» химико-технологического факультета с использованием специального оборудования, где изучались физико-химические показатели проб: содержание в них нефтепродуктов, органических веществ, тяжелых металлов, а также цветность, мутность, запах и другие.

По результатам физико-химических показателей от 03.11.2017 можно видеть заметное превышение нормы по показателям:

цветность (100˚ при норме 20);

мутность (6,3 мг/ дм3 – норма ≤1,5 мг/дм3);

нефтепродукты (0,656 мг/дм3 - 0,05 мг/дм3;

общее железо (0,64 мг/дм3 - ≤0,1 мг/дм3).

Можно предположить, что причиной превышения показателей являются сбросы сточных вод с ЯНПЗ им. Д. И. Менделеева. Регулярное загрязнение природных вод промышленными отходами приводит к тому, что их способность к самоочищению утрачивается.

Второй отбор проб воды осуществлялся в феврале 2018 года, кроме воды был отобран в этих же точках лед, для анализа. По полученным результатам, можно заметить превышение нормы по показателям:

общее железо, (1мг/ дм3) в пробе №3 (1 км от устья) и №4 (лед). Толщина льда в точке отбора – 40 см. Основная причина, по нашему мнению, заключается в том, что сбросы сточных вод с ЯНПЗ в реку осуществляются в течение всего года, о чем можно судить по фотографиям, выполненным в зимний период.

Следующий отбор проб воды произвели 26.07.2018 года. По полученным результатам можно видеть заметное превышение нормы по показателям: цветность (72 ˚), мутность (7,4 мг/дм3), массовая концентрация железа (0,85 мг/дм3). Соединения железа поступают в природную воду из природных и антропогенных источников. Значительные количества железа поступают в водоёмы вместе со сточными водами металлургических, химических и сельскохозяйственных предприятий.

При исследовании реки Печегда в устье можно регулярно видеть нефтяные радужные пятна на поверхности воды, прибрежная часть реки местами покрыта мазутом, что было зафиксировано фотосъемкой [Приложение №2, фото 1,2 ].

Осенью 2018 года произвели очередной отбор воды из реки Печегда. По полученным результатам можно видеть заметное превышение нормы по показателям: цветность (95 ˚), мутность (6,6 мг/дм3), общее железо (0,2 мг/дм3), нефтепродукты (0,1 мг/дм3)

По полученным результатам можно отметить, что превышения нормы незначительны. Но, по свидетельству местных рыбаков, в осенне-зимний период 2018 года, в лунках на реке Волге ниже по течению, в районе 29 установки, видна нефтяная пленка, что подтверждает наше предположение о некачественной очистке сточных вод, которые сбрасываются.

Зимой 2019 (25.02.2019) года произвели очередной отбор проб воды из реки Печегда. По полученным результатам можно видеть заметное превышение нормы по показателям: цветность (190 ˚), мутность (9,5 мг/дм3), общее железо (0,2 мг/дм3), нефтепродукты (0,1 мг/дм3).

 Следующий отбор проб воды был произведён в декабре 2019 года. Заметное превышение можно наблюдать по показателям: цветность (175 ˚), мутность (8 мг/дм3), общее железо (0,2 мг/дм3). По показателю нефтепродукты значения не превосходят норму (0,05 мг/дм3).

Очередной отбор проб воды из реки Печегда произвели 1 августа 2020 года.

По показателям анализа проб превышение показателей цветности составило 133 градуса во всех пробах, массовая концентрация железа – 1,79 и 1,92 мг/дм3, а так же массовая концентрация аммиака  - 1,85 и 2,25 мг/дм3. Впервые в пробах были обнаружен аммиак. Наличие иона аммония в концентрациях, превышающих фоновые значения, указывает на свежее загрязнение и близость источника загрязнения (коммунальные очистные сооружения, отстойники промышленных отходов, животноводческие фермы, скопления навоза, азотных удобрений, поселения).

Высокая цветность воды по нашему мнению обусловлена периодом цветения. Значительное количество железа поступает в водоем со сточными водами предприятия НПЗ имени Менделеева, о чем можно судить, о нефтяной пленке на момент отбора проб воды. По показателям на нефтепродукты значения не превосходят норму (0,05 мг/дм3).

Во время отбора проб воды в августе так же наблюдаем нефтяные пятна на поверхности воды [Приложение2, фото 3,4].

По результатам проделанных исследований была составлена сводная таблица [Приложение 3] и диаграммы [Приложение 4],  с целью мониторинга превышающих показателей (Цветность, Мутность, Железо общее, Нефтепродукты) за исследуемый период.

Из сводной таблицы видно, что в реке наблюдается постоянное превышение показателей по железу, нефтепродуктам, мутности, цветности. По диаграммам просматривается положительная динамика такого показателя как нефтепродукты и общее железо и отрицательная динамика цветности, мутности.

Мутность воды обусловлена содержанием взвешенных в воде мелкодисперсных примесей — нерастворимых или коллоидных частиц различного происхождения. Превышение показателей нефтепродукты и общее железо связано со сбросами в реку сточных вод ЯНПЗ им. Д. И. Менделеева, что можно видеть по фотографиям, как в летний период, так и в зимний.

 

 

Выводы

Исследовательская работа проводится автором в течение четырех лет. За время исследования изучалось современное состояние участка долины реки Печегда в нижнем течении, определялись физико-химические показатели в лаборатории ЯГТУ города Ярославля и лаборатории «ЦДО «Созвездие».

По результатам физико-химических анализов проб воды на протяжении 7 сезонов (осень 2017, зима 2018, лето 2018, осень 2018, февраль 2019, декабрь 2019, август 2020) наблюдается превышение предельно допустимых значений по показателям: цветность, мутность, нефтепродукты, железо общее.

По последним показателям проб воды в августе, 01.08.2020, отмечается превышение нормы  цветности - 133 градуса, железа – 1,79 и 1,92 мг/дм3.

Впервые в пробах был обнаружен аммиак - 1,85 и 2,25 мг/дм3 (при норме 0,3-0,7 мг/дм3). Наличие иона аммония в концентрациях, превышающих фоновые значения, указывает на свежее загрязнение и близость источника загрязнения, таких как коммунальные очистные сооружения, отстойники промышленных отходов, азотных удобрений поселения.

Отмечается положительная динамика в изменении показателей нефтепродуктов и отрицательная динамика показателей общего железа, мутности и цветности.

Возможно, это происходит из-за того, что работа очистных сооружений стала производиться лучше или объём выбросов сократился.

При исследовании реки Печегда, в устье можно видеть нефтяные радужные пятна на воде, прибрежная часть реки местами покрыта мазутом. По замечаниям местных рыбаков, края лунок в осенне-зимний период покрыты нефтяной плёнкой.

В ходе проведенных исследований качества воды реки Печегда в нижнем течении, позволяют сделать вывод о неудовлетворительном состоянии данного участка.