Оценка качества воды реки Оби в зоне влияния города Барнаула

На правах рукописи
Яценко Елена Сергеевна
Оценка качества воды реки Оби в зоне влияния города
Барнаула по микробиологическим показателям
03.00.16 – Экология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Барнаул 2006
2
Работа выполнена на базе ЦГСЭН г. Барнаула, ООО «Барнаульский Водоканал» и кафедре биохимии АлтГУ.
Научный руководитель:
доктор медицинских наук,
профессор
Васильев Валерий Павлович
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук,
профессор
Паутов Юрий Савельевич
кандидат биологических наук,
доцент
Силантьева Марина Михайловна
Ведущая организация:
Новосибирский государственный университет
Защита состоится «26» декабря 2006 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета К 212.005.02 при Алтайском государственном университете
по адресу: 656099, г. Барнаул, пр. Ленина 61, тел./факс: (3852) 66-76-26, 3630-77
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного университета
Автореферат разослан «25» ноября 2006 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
Кандидат биологических наук
Н.В. Елесова
3
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. В России 30% всей подаваемой водопроводами воды не соответствует гигиеническим стандартам (Амплеева, 1997,
Чумакова, 2005). Одна из причин такого положения – низкое качество вод
поверхностных водоемов. Учитывая опасность микробиологического загрязнения поверхностных источников воды как питьевого, так и культурнобытового назначения особую актуальность приобретает усиление контроля
за качеством вод поверхностных водоемов. Ярким примером недостаточного
внимания местных властей и санитарных служб к проблеме качества источников водоснабжения городов и отсутствия систем контроля за сбросами
сточных вод от поселков коттеджного типа, находящихся в охранных зонах
водозаборов, явилась вспышка гепатита А в городах Ржеве в июне 2005 года
и Нижнем Новгороде в сентябре 2005 года (Кожевников, 2005; Онищенко,
2005).
Город Барнаул использует для водоснабжения воды реки Оби. За последние десятилетие в охранной зоне второго речного водозабора активизировались темпы строительства жилых объектов без развитой коммунальной
инфраструктуры, что делает актуальным проведение комплексного мониторинга экосистемы реки Оби.
Развитие промышленности и коммунального хозяйства города привело
к росту не только водопотребления, но и водоотведения. Большие объемы
сбросов недостаточно очищенных сточных вод ухудшают экологическое состояние речных экосистем и снижают качество природных вод. Загрязнение
поверхностных водоемов зачастую обусловлено отсутствием на предприятиях современных аналитических технологий, средств и методов экологического контроля и технологий рационального использования вторичных сырьевых ресурсов, разработкам которых не уделяется должного внимания в связи
с отсутствием капиталовложений. Поэтому, актуальным является комплексное исследование микробиологических показателей качества речной воды в
зоне влияния крупного промышленного центра, а также факторов воздействующих на микроорганизмы в экологической системе р. Оби.
Цель диссертационной работы: оценить качество воды р. Оби в зоне
влияния г. Барнаула по микробиологическим показателям.
В ходе работы были поставлены следующие задачи:
1. Определить численность общих сапрофитных бактерий, общих колиформных бактерий и колифагов в воде р. Оби выше и ниже г. Барнаула.
2. Выявить зависимость численности общих сапрофитных бактерий,
общих колиформных бактерий и колифагов от химического состава воды,
гидрологических и погодных условий.
3. Провести сравнительный анализ качества воды р. Оби выше и ниже
г. Барнаула с 2000 г. по 2003 г.
4
Научная новизна. Впервые рассмотрено в комплексе численность сапрофитных бактерий, общих колиформных бактерий, колифагов и гидрохимических показатели качества воды р. Оби в зоне влияния г. Барнаула.
Определен характер взаимосвязи микробиологических показателей качества воды р. Оби в районе г. Барнаула с гидрологическими характеристиками и погодными условиями.
Выявлены и описаны сезонные особенности микробиологического загрязнения воды р. Оби в районе г. Барнаула.
Теоретическое значение работы. Теоретическая значимость работы заключается в углублении представлений о качестве воды поверхностных водоемов вблизи крупных промышленных городов. Установлены взаимосвязи
микробиологических, химических, гидрологических показателей состава
речной воды, а также влияние погодных условий на микробиологический состав речной воды в районе крупного промышленного центра.
Практическое значение работы. Полученные результаты могут быть
положены в основу информационной базы для принятия решений по реализации природоохранных мероприятий, направленных на снижение уровня загрязнения водных объектов и предотвращение деградации речных бассейнов;
разработки системы инструментального контроля в случае аварийного
ухудшения качества воды. Исследования, приведенные в работе, могут быть
положены в основу методики формирования тарифов на водопотребление и
водоотведение сточных вод с целью корректировки количества химических
реагентов на очистку питьевой и сточных вод промышленных предприятий, а
так же расчетов платы хозяйствующих субъектов за несанкционированные
сбросы сточных вод с превышением ПДК. Полученные данные могут быть
положены в основу разработки инвестиционной программы, по внедрению
природоохранных мероприятий.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Микробиологические показатели качества воды в районе второго
речного водозабора г. Барнаула за 2000-2003 гг. характеризуются
воспроизводимым из года в год увеличением численности сапрофитных бактерий в безледный период, увеличение численности колифагов в подледный период, при отсутствии сезонной цикличности численности общих колиформных бактерий.
2. Численность общих колиформных бактерий ниже города Барнаула
была резко снижена в связи с проведенной реконструкцией очистных
сооружений в 2003 году.
Апробация работы. Основные результаты исследований и положения
диссертации докладывались на 11 Международной научно-практической
конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (Барнаул,
2005), VIII Международной научно-практической конференции “Экология и
жизнь” (Пенза, 2005), VIII Международном симпозиуме «Чистая вода России - 2005» (Екатекринбург, 2005).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ.
5
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения,
обзора литературы, описания методики экспериментов, результатов и их обсуждения. Основной материал, изложенный на 166 страницах, включает 19
рисунков, 23 таблицы и список литературы из 182 наименований, из них 28
иностранных.
2. Материалы и методы исследований
Исследования воды р. Оби проводились с 2000 по 2003 г. Пробы воды
исследовались в аккредитованных лабораториях ЦГСЭН в г. Барнауле, в лабораториях ООО «Барнаульский Водоканал».
Пробы отбирались ежегодно: для проведения химико-аналитических исследований – ежемесячно, для проведения микробиологических исследований (сапрофитные бактерии и общие колиформные бактерии) – выше города
(в районе второго речного водозабора) – ежедневно, ниже города (в районе
коммунальных очистных сооружений № 2) – ежемесячно. Пробы для анализа
колифагов отбирались один раз в месяц. С мая по октябрь пробы отбирались
с поверхностного горизонта (глубина 20 см), с ноября по апрель из камеры
водозабора (выше города) и из лунок. Отбор проб производился в 8 часов.
Пробы отбирались в следующих контрольных точках (Рис. 1):
1. В районе второго речного водозабора – левый берег (500 метров выше
входа в ковш водозабора).
2. Ниже выпуска коммунальных очистных сооружений № 2- левый берег
(500 метров ниже выпуска).
За период исследований было выполнено 3076 микробиологических
анализов и 1248 химических анализов. 1500 микробиологических и 650 химических анализов выполнил автор.
В пробах определялись микробиологические и физико-химические показатели качества воды.
Микробиологические показатели. Общие сапрофитные бактерии определялись методом посева на рыбо-пептонный питательный агар, со сроком
инкубации 24 часа, при температуре 37оС; общие колиформные бактерии
(ОКБ) определялись титрационным методом, с подращиванием на лактозопептонной среде (инкубация 24 часа, при температуре 37оС), высевом на агар
Эндо (инкубация 24 часа, температуре 37оС) и пересевом в среду Гисса с
лактозой (инкубация 24 часа, температуре 37оС); колифаги определялись
титрационным методом, с подращиванием на мясо-пептонном бульоне со
смывом культуры E. coli K 12 + strr (инкубация 24 часа, при температуре 37
о
С), высевом на питательный агар со смывом культуры E. coli K 12 + strr (инкубация 24 часа, температуре 37оС). Все микробиологические показатели определялись по методам, рекомендованным МУК 4.2.1018-01 (2002).
Физические показатели. Температура измерялась ртутным термометром с ценой деления 0,1оС непосредственно в момент отбора проб. Термометр выдерживают в воде не менее 10 минут, и после установления ртутного
столбика на неизменном уровне считывались показания (Инструкция
Б.Л.IV.1.РН.011.02). Взвешенные вещества определялись гравиметрическим
6
методом по ПНД Ф 14.1:2.110-97 (1997). Цветность определялась по бихроматно-кобальтовой шкале по ГОСТ 3351-74.
Рис. 1. Схема отбора проб
- точка отбора №1
- точка отбора № 2
- источники хозяйственно-бытового загрязнения
- источники промышленного загрязнения
Гидрохимические показатели. Методы определения гидрохимических
показателей представлены в таблице 1.
Фотометрическое определение производилось на фотоэлектроколориметре КФК 3 № 401094, производитель – ПО «ЗОМЗ» г. Загорск, 1993 г.
Прибор поверяется согласно паспорту один раз в два года. рН измерялось на
иономере ЭВ-74 № 8611, производитель – завод измерительных приборов г.
Гомель, 1983 г. Использовались электроды вспомогательные лабораторные
ЭВЛ–1М1, ЭВЛ-1М3, производитель – завод измерительных приборов г. Гомель, 1983 г. Поверка производилась согласно паспорту один раз в год.
Данные показателей погоды на момент проведения исследований и данные о гидрологическом режиме р. Обь предоставлены Росгидрометом.
7
Таблица 1
Методы исследования гидрохимических показателей качества воды
Ингредиент
рН
Общая минерализация
Жесткость
Сульфаты
Хлориды
Ион аммония
Нитриты
Нитраты
Перманганатная
окисляемость
Растворенный кислород и
биологическое потребление
кислорода
Метод
потенциометрический
гравиметрический
титрометрический
гравиметрический
титрометрический
фотометрический
фотометрический
фотометрический
титрометрический
иодометрическое
ние по Винклеру
Нормативный документ
ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97
ГОСТ 18164-72
ГОСТ 4151-72
ПНД Ф14.1:7.96-97
ПНД Ф 14.1:2.96-97
ПНД Ф 14.1:2.1-95
ПНД Ф 14.1:2.2-95
ПНД Ф 14.1:2.4-95
ПНД Ф 14.2:4.154-99
титрова- ПНД Ф 14.1:2:3. 123-97
Статистическая обработка проводилась методами вариационной статистики с расчетом средних значений, стандартных отклонений, доверительных
интервалов, с использованием t–критерия Стьюдента. Рассчитывались коэффициенты корреляции по Пирсону. Статистический анализ проводился с помощью Microsoft Excel.
3. Оценка качества воды р. Оби выше г. Барнаула в районе второго
речного водозабора
3.1. Сапрофитные бактерии
Распределение численности сапрофитных бактерий в годовом разрезе
можно характеризовать, как динамичное. Значительное варьирование численности сапрофитных бактерий относительно среднего за месяц (табл. 2,
жирный шрифт) свидетельствует о непрогнозируемых изменениях, связанных с процессами русловых деформаций или с антропогенным воздействием.
Таблица 2
Изменение численности сапрофитных бактерий в 2000 – 2003 годах
в районе второго речного водозабора г. Барнаула
Период
1
месяц
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Численность сапрофитных бактерий (КОЕ/1мл)
по месяцам
2
3
4
2000 год
2001 год
2002 год
51± 28
15± 5
45± 10
26± 12
25 ±5
126± 85
67± 31
95± 35
75 ±19
148± 85
240 ±96
191± 185
240 ±116
210 ±38
293± 154
139± 42
160± 60
80± 14
5
2003 год
15± 5
90± 19
240± 120
770± 325
175± 57
65 ±20
8
1
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
Среднее за год
2
105± 64
190± 165
102 ±15
61± 18
20± 5
21± 5
105±49
3
102± 17
195± 154
135± 25
130 ±52
10 ±5
14 ±5
111±44
4
85± 10
332± 121
186 ±32
210± 50
41± 11
20± 5
110±37
5
90 ±25
240± 196
120± 30
100±25
50 ±28
10 ±5
117±49
При исследовании распределения численности сапрофитных бактерий в
подледный и безледный период в течение четырех лет было обнаружено, что
в безледный период концентрация сапрофитных бактерий достоверно
(p<0,05) выше, чем в подледный. Это связано с отсутствием поступлений загрязнителей и почв в период зимней межени, когда зеркало реки закрыто
льдом. Концентрация сапрофитных бактерий в среднем за четыре года в подледный и безледный период отличалась в 3,5 раза (рис.2).
КОЕ/1 мл
400
300
200
100
0
2000
2001
под лед ный период
2002
2003
безлед ный период
Рис. 2. Изменение численности сапрофитных бактерий в 2000 – 2003 г. в
подледный и безледный период
Корреляционный анализ выявил положительную взаимосвязь между
уровнями воды и численностью сапрофитных бактерий (r = 0,72), так как при
повышении уровня воды увеличивается поступление почв и загрязнителей в
реку. Обнаружена положительная корреляционная связь между расходами
воды и численностью сапрофитных бактерий (r = 0,69), поскольку увеличение расходов воды всегда связано с увеличением уровня воды, в результате
чего происходит смыв почв и органических загрязнителей. Установлена положительная корреляционная связь между уровнями осадков и численностью сапрофитных бактерий (r = 0,61), что связано с поступлением верхнего
слоя почв, содержащих сапрофитные бактерии и различных загрязнителей
вместе с дождевыми водами (Долибо-Добровольский, 2001).
Таким образом, численность сапрофитных бактерий в районе второго
речного водозабора имеет четко выраженную сезонную динамику. Годовые
максимумы отмечены во время весеннего паводка и летней межени. При
этом в паводковый период численность сапрофитных бактерий увеличивается за счет поступления в реку большого количества почв и загрязнителей с
талыми водами. В период летней межени численность сапрофитных бактерий
увеличивается за счет оползневых процессов в нижней части склона левого
борта реки, что связано с формированием на участке в спрямляющем рукаве
Оби новой излучины. Так же рост численности сапрофитных бактерий при-
9
ходится на дождевые паводки, когда с дождевыми водами в реку поступает
почва и загрязнители.
3.2. Общие колиформные бактерии
Общие колиформные бактерии, являются важнейшим показателем качества воды и несут информацию о загрязнении водоема вследствие хозяйственной деятельности.
При исследовании численности общих колиформных бактерий в период
с 2000 г. по 2003 г. было обнаружено значительное варьирование их численности относительно среднего значения за месяц (табл. 3, жирный шрифт), что
свидетельствует о непрогнозируемых изменениях, связанных с залповыми
сбросами сточных вод хозяйственно-бытового происхождения.
Таблица 3
Изменение численности общих колиформных бактерий в 2000-2003 годах в
районе второго речного водозабора г. Барнаула
Период
месяц
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
Среднее
за год
Численность общих колиформных бактерий (КОЕ/100 мл) по месяцам
2000 год
2001 год
2002 год
2003 год
220± 140
240± 64
60± 20
1060± 200
291± 81
260±43
60 ±20
1800± 640
560 ±490
253 ±25
670± 250
40 ±12
236 ±125
280 ±93
200 ±35
40 ±10
252± 89
380± 70
180± 95
80 ±35
210 ±180
350 ±89
170 ±118
20± 5
203 ±115
460± 301
360± 80
20± 5
60± 40
520± 215
260± 120
20± 15
230 ±103
560± 176
250± 20
20± 12
212 ±120
620± 273
310± 20
20± 15
280 ±97
480± 420
380± 220
680± 160
80± 20
220± 42
20± 5
2000±3 80
235±133
535±179
488±154
90±67
(ПДК – 1000 КОЕ/100 мл)
Корреляционный анализ не выявил связи между общими колиформными
бактериями и абиотическими факторами. Поскольку, колиформные бактерии
– фоновый вид человека и животных, то отсутствие связи между абиотическими факторами и содержанием в воде E. coli согласуется с имеющимися
представлениями (Корш, Артемова, 1978). При этом общие колиформные
бактерии являются показателями негативного влияния неочищенных сточных вод, поступивших с сельскохозяйственных предприятий, ферм и малых
населенных пунктов на р. Обь в районе второго речного водозабора. Эта ситуация обусловлена отсутствием у данных хозяйственных субъектов современной системы канализации и очистки сточных вод.
При увеличении численности общих колиформных бактерий в речной
воде, в ходе очистки увеличивается количество хлора для обеззараживания
питьевой воды, что негативно сказывается на органолептических показателях
10
качества питьевой воды и приводит к преждевременному износу водопроводных сетей.
Превышения предельно допустимых концентрации общих колиформных
бактерий в подледный период свидетельствует о необходимости более тщательного контроля за качеством исходной воды и соблюдения технологии на
водопроводных очистных сооружения ООО «Барнаульский Водоканал». А
также усиления контроля со стороны санитарной службы города за качеством сточных вод, поступивших с сельскохозяйственных предприятий и хозяйственно-бытовых сточных вод от малых населенных пунктов.
3.3. Колифаги
Присутствие в воде фагов, лизирующих кишечные бактерии, позволяет
определить давность загрязнения водоема бытовыми стоками, поскольку кишечные вирусы более устойчивы к ряду физических и химических факторов
окружающей среды. Отмечена устойчивость вируса к изменению температуры, ультрафиолетовым и гамма-лучам, к действию химических веществ, в
частности, к хлору. Поэтому, при оценке экологического состояния рек, исследование загрязнения вод колифагами имеет большое практическое значение (Корф, 1985).
В ходе настоящей работы выявлено, что сезонная периодичность в развитии численности колифагов четко прослеживается: высокая численность –
в подледный период, низкая численность - в период летней межени. В период паводков концентрация колифагов незначительно увеличивается, что связано с поступлением загрязнителей с поверхности водосбора (табл. 4).
При проведении корреляционного анализа была выявлена прямая взаимосвязь между численностью колифагов и минерализацией (r = 0,74), численностью колифагов и количеством растворенного кислорода (r = 0,81).
Обратная связь – между численностью колифагов и температурой воды (r = –
0,89). Это можно объяснить следующими причинами: увеличением концентрации кишечной палочки в подледный период, в клетках которой размножается данный вирус; увеличением ионов калия и магния, необходимых для адсорбции фага (Лурия, 1970); замедлением процесса самоочищения воды при
температуре воды 0,1оС.
11
Таблица 4
Изменения численности колифагов в районе второго речного водозабора
г. Барнаула в 2000 - 2003 г.
Период
Численность колифагов (БОЕ/100мл) по месяцам
Месяц
2000 год
2001 год
2002 год
2003 год
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
9,3
16,1
9,3
9,3
2,0
не обнаружены
1,1
не обнаружены
16,1
9,3
3,2
5,6
2,0
не обнаружены
не обнаружены
не обнаружены
16,1
9,3
9,3
9,3
3,2
1,1
3,6
1,1
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
Среднее за год
1,4
3,2
9,3
9,3
3,5±2,7
1,1
1,4
9,3
16,1
4,0±3,1
16,1
9,3
16,1
9,3
2,2
1,4
1,1
Не обнаружены
1,4
6,9
3,2
9,3
3,3±3,0
не обнаружены
2,2
5,6
16,1
4,3±2,9
Жирным шрифтов выделены превышения ПДК (10 БОЕ/100 мл)
3.4. Гидрохимические показатели
Установлено, что воды р. Оби в районе второго речного водозабора маломинерализированные, мягкие, бедны хлоридами и сульфатами, азотистыми соединениями и органикой, богаты растворенным кислородом. Повышение минерализации и концентрации жесткости, хлоридов, сульфатов, нитратов, растворенного кислорода приурочено к периоду зимней межени, когда
расходы реки не велики. В паводковый период концентрации перечисленных ингредиентов снижаются, что связано с увеличением расходов реки. Однако в этот период увеличиваются концентрации перманганатной окисляемости, биологического потребления кислорода и ионов аммония, что связанно с
поступлением загрязнителей с талыми и паводковыми водами. Таким образом, изменения минерализации воды и концентрации основных ионов имеют
четко выраженный сезонный характер, и определяется погодными условиями
в бассейне реки и гидрологическим режимом реки.
4. Оценка качества воды р. Оби ниже г. Барнаула в районе
коммунальных очистных сооружений №2
4.1. Общие сапрофитные бактерии
Для оценки влияния сточных вод города на воды р. Оби было проведено сравнение количества сапрофитных бактерий выше и ниже города.
Разность численности сапрофитных бактерий выше и ниже города указывает
12
на поступление загрязнителей различного происхождения в воды р. Оби в
зоне влияния города Барнаула (табл. 5).
Таблица 5
Изменение численности сапрофитных бактерий в водах р. Оби выше и ниже
г. Барнаула в 2000-2003 годах
Период
Месяц
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
Среднее
за год
Численность сапрофитных бактерий (КОЕ/1МЛ) по месяцам
2000 год
2001 год
2002 год
2003 год
Выше
Ниже
Выше
Ниже Выше
Ниже
Выше
Ниже
города
города
города
горогорода
города
города
города
да
51
49
15
50
45
64
15
50
26
40
25
28
126
130
90
48
67
107
95
93
75
48
240
170
148
123
240
277
191
130
770
356
240
220
210
175
293
159
175
128
139
175
160
120
80
50
65
120
105
139
102
75
85
65
90
107
190
173
195
75
332
281
240
168
102
130
135
109
186
160
120
118
61
70
130
80
210
120
100
86
20
40
10
24
41
67
50
25
21
20
14
45
20
48
10
30
105±49
99±29
111±44 96±39 140±55 110±37 164±111 117±49
Среднегодовые концентрации сапрофитных бактерий выше и ниже города за весь период исследований достоверно не отличались, так как в районе коммунальных очистных сооружений № 2 русловые деформации происходят менее активно, по сравнению с районом второго речного водозабора
(Кротов, 1996) (табл. 5). Так же хлорирование сточных вод способствует
снижению численности сапрофитных бактерий ниже выпуска сточных вод.
4.2. Общие колиформные бактерии
При анализе численности общих колиформных бактерий за период с
2000 г. по 2003 г. было обнаружено, что разница численности колиформных
бактерий выше и ниже города не стабильна, не зависит от сезона года, а определяется уровнем очистки и объемами сбросов сточных вод как ниже, так
и выше города (табл. 6).
За весь период исследования среднегодовые концентрации общих колиформных бактерий выше и ниже города достоверно не различались. Однако,
с 2000 г. по 2002 г. численность общих колиформных бактерий увеличивалась, что свидетельствует о недостаточной очистке сточных вод. После окончания реконструкции очистных сооружений в 2003 г. численность сапрофитных бактерий значительно снизилась.
13
Таблица 6
Изменения содержания общих колиформных бактерий (КОЕ/100 мл)
в водах р. Оби выше и ниже г. Барнаула в 2000-2003 г.
2000 год
2001 год
2002 год
2003 год
Выше
Ниже
Выше
Ниже
Выше
Ниже
Выше Ниже
города
города
города
города
города
города
города города
Январь
220
230
240
220
1060
220
60
60
Февраль
291
91
260
130
1800
620
60
130
Март
560
800
253
620
670
620
40
50
Апрель
236
930
280
620
200
620
40
50
Май
252
200
380
620
180
2400
80
50
Июнь
210
90
250
620
170
2400
20
60
Июль
203
40
460
2100
360
2400
20
50
Август
60
2400
520
2400
260
230
20
60
Сентябрь
230
240
560
230
250
620
20
60
Октябрь
212
90
620
2400
310
500
20
60
Ноябрь
280
900
480
200
380
620
680
230
Декабрь
80
200
2000
620
220
620
20
50
Среднее 235±133 518±368 535±179 898±471 488±154 989±468 90±67
76±29
4.3. Гидрохимические показатели
В ходе выполнения настоящего исследования было выявлено, что в период исследований с 2000 г. по 2003 г. концентрации гидрохимических загрязнителей увеличивались ниже города не равномерно (рис.3).
Концентрация взвешенных веществ ниже города с 2000 г. по 2003 г.
плавно увеличивалась с 25 % до 33 %. В 2001 г. концентрация снизилась, в
связи с высокой водностью. Минерализация в 2000 г. и 2001 г. была в два
раза меньше, чем минерализация в 2002 г. и 2003 г., что связано с поступлением в этот период не очищенных сточных вод.
Ионы аммония в 2000 г. и 2001 г. содержались в воде ниже города в незначительных количествах. Снижение концентрации в 2001 г. объясняется
высокой водностью. Однако в 2002 г. резко увеличивается содержание ионов
аммония в воде, эта тенденция сохраняется и в 2003 г., что связанно с несоблюдением технологии очистки сточных вод, когда процесс нитрификации
не проходит полностью.
Нитриты и нитраты в 2000 г. и 2001 г. находились в воде ниже города
практически в равных концентрациях. В 2002 г. произошло увеличение концентрации, что вызвано нарушением технологии очистки, в 2003 г. концентрация нитритов снизилась, так как очистка стоков проходила только до стадии ионов аммония, которые резко возросли в 2003 г.
Хлориды в 2000 г. в речной воде ниже города присутствовали в не значительных концентрациях. В 2001 г., несмотря на высокую водность, их содержание в воде возросло на 2%. Эти данные свидетельствуют о возможном
загрязнении реки хлоридами вследствие применения в больших количествах
14
хлорсодержащих соединений для профилактики и борьбы со льдом на дорогах города, которые поступают с талыми водами в ливневую канализацию и
сбрасываются в реку.
Сульфаты в 2000 г. содержались в речной воде ниже города в незначительных концентрациях. В 2001 г., в связи с высокой водностью, концентрации сульфатов уменьшились. В 2002 г. концентрация сульфатов возросла в
четыре раза, что связано с поступлением не очищенных стоков, в 2003 г. она
незначительно снизилась.
Взвешенные вещества
Минерализация
Жесткость
Ионы аммония
Нитриты
Нитраты
Хлориды
Сульфаты
БПК 5
Пеманганатная окисляемость
Растворенный кислород
– 2000 год
– 2001 год
– 2002 год
– 2003 год
Рис. 3. Изменение концентрации гидрохимических загрязнителей ниже
г. Барнаула в районе коммунальных очистных сооружений № 2 в процентном соотношении за 2000 г. – 2003 г.
Среднегодовые концентрации биологического потребления кислорода, перманганатнай окисляемости и растворенного кислорода изменялись в течение исследуемого периода незначительно. Следовательно, основные загрязнители реки - неорганические вещества: взвешенные вещества,
минерализация, ионов аммония, нитритов, нитратов, хлоридов. Полученные
данные свидетельствуют о необходимости более тщательно соблюдения технологии очистки сточных вод, а именно прохождению процесса нитрификации. Следует отметить, что ни один из перечисленных показателей не превышал предельно допустимых концентраций.
15
ВЫВОДЫ
1. Результаты проведенных исследований качества воды р. Оби по
микробиологическим показателям в районе второго речного водозабора г. Барнаула в 2000 – 2003 гг. выявили воспроизводимое из
года в год увеличение численности сапрофитных бактерий в безледный период в 3,5 раза, по сравнению с подледным периодом,
что обусловлено изменениями погодных и гидрологических условий.
2. Обнаружена положительная корреляционная связь между численностью сапрофитных бактерий и уровнями воды, между численностью сапрофитных бактерий и расходами воды, численностью сапрофитных бактерий и уровнем осадков.
3. Не выявлено сезонной цикличности изменения численности общих
колиформных бактерий. Высокая вариабельность численности общих колиформных бактерий в воде р. Оби в районе второго речного водозабора г. Барнаула указывает на случайный характер поступлений хозяйственно-бытовых стоков выше города.
4. Установлено воспроизводимое из года в год увеличение численности колифагов в подледный период, характеризуемое превышением
предельно допустимых концентраций.
5. Обнаружена отрицательная корреляционная связь между численностью колифагов и минерализацией, численностью колифагов и
температурой воды, численностью колифагов и концентрацией
растворенного кислорода.
6. В период с 2000 по 2002 гг. установлено устойчивое увеличение
численности общих колиформных бактерий ниже г. Барнаула, что
связано с недостаточной очисткой сточных вод коммунальными
очистными сооружениями.
7. Выявлено снижение численности общих колиформных бактерий
ниже г. Барнаула в 2003 г. в десять раз, что совпадает с проведенной на очистных сооружениях реконструкцией.
Список опубликованных работ по теме диссертации
1. Васильев В.П., Яценко Е.С. Гидрологические особенности вод реки
Оби в районе второго речного водозабора города Барнаула // Актуальные
проблемы науки в России. Мат. Всероссийск. научно-практ. конф. – Кузнецк, 2005. – Т.3.23 Вып. 3 –С. 21–22.
2. Гончаров В.Д., Яценко Е. С. Химические и микробиологические особенности вод реки Оби в районе второго речного водозабора города Барнаула
// Вестник Алтайского научного центра Сибирской академии наук высшей
школы, 2005. –№ 8. –С. 28–32.
3. Гончаров В.Д., Яценко Е. С. Динамика экологического состояния вод
реки Оби в районе города Барнаула в 2000-2003 годах // Природные и интел-
16
лектуальные ресурсы Сибири (Сибресурс–11–2005): Сборн. докл. научнопрактич. конф. – Томск: ТГУ, 2005. –С. 48–52.
4. Яценко Е.С., Васильев В.П. Город Барнаул: проблемы поверхностных
водоемов // Рукопись деп. в ВИНИТИ 31.10.05.№ 1401 В 205. –117 с.
5. Яценко Е.С., Васильев В.П. Экологические вопросы охраны речных
вод в районе крупного развитого территориально-промышленного комплекса
// Экология и жизнь: Сборн. мат. VIII международ. научно-практ. конф. –
Пенза, 2005.–С. 204–207.
6. Яценко Е.С., Васильев В.П. О необходимости совершенствования санитарно-эпидемиологического надзора за источниками хозяйственнопитьевого водоснабжения // Новые медицинские технологии в охране здоровья здоровых, в диагностике, лечении и реабилитации больных. Сборн. мат.
III международ. научно-практ. конф. – Пенза, 2005. –С. 36–39.
7. Яценко Е.С. Инновационная деятельность в сфере водоотведения //
Системность и эффективность инновационной деятельности общества.
Сборн. стат. международ. научно-практ. конф. – Пенза, 2005. –С. 138–140.
8. Яценко Е.С., Васильев В.П. Мониторинг качества вод реки Оби в зоне
влияния города Барнаула // Экономика природопользования и природоохраны. Сборн. стат. VIII международ. научно-практ. конф. – Пенза, 2005. –С.
205–207.
9. Яценко Е.С. Влияние социальных и гигиенических факторов на источник питьевого водоснабжения города Барнаула // Роль социальных, медико-биологических и гигиенических факторов в формировании здоровья населения. Сборн. стат. III Всероссийск. научно-практ. конф. – Пенза, 2005. –С.
116–117.
10. Яценко Е.С., Яценко М.В. Гидрохимичекие особенности вод реки
Оби в районе второго речного водозабора г. Барнаула // Чистая вода России 2005. Сборн. докл. VIII Международн. симпозиума. – Екатеринбург, 2005.–
С. 98–99.
11. Яценко Е.С., Васильев В.П. Влияние малых населенных пунктов на
качество речной воды // Чистая вода России - 2005. Сборн. докл. VIII Международн. симпозиума. – Екатеринбург, 2005. –С. 96-97.
12. Яценко Е.С., Васильев В.П. Техногенное загрязнение вод реки Оби в
районе второго речного водозабора города Барнаула // География и природные ресурсы, 2006. – № 2. –С. 48–52.
Подписано в печать __.__.____ г.
Формат___________. Усл. печ. л. 1
Тираж 100 экз. Заказ _____
Отпечатано в типографии
________________________