 | Многодисциплинарные исследования р. Волги 2009 |
И.А. Немировская, Д.Н. Айбулатов, В.А.Артемьев Н.Г.Чернявский, Л.И. Хрусталева
(Институт океанологии им. П.П.Ширшова РАН, Москва; e-mail: nemir@ocean.ru; Московский Государственный Университет им. М.В.Ломоносова, Москва; e-mail: gidroden@mail.ru; Институт Водных проблем РАН, Москва, e-mail: larivah@bk.ru). Многодисциплинарные исследования р. Волги летом 2009 г.,N3, cc.331-336, Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т.3, Москва, 16–20 ноября 2009 г.cc. 329-335 http://rogov.zwz.ru/Marine%20geology%202009_t_3.pdf
Водосбор р. Волги – это крупнейший в России природный, промышленный и социальный комплекс. Здесь проживает около 60 млн. человек, в том числе около 45 млн. горожан; производится 45% промышленной и около 50% сельскохозяйственной продукции, это половина страны по населению, промышленности и сельскому хозяйству. На площади, составляющей 8% от площади страны, расположено 426 городов. В водосборе р. Волги самая высокая плотность населения и концентрация промышленности. B настоящее время р. Волга превратилась в канал сброса загрязнений со всей Европейской части России. Здесь построено 12 крупных водохранилищ –электростанций, отстойников осадочного вещества и загрязнений, уловителей биогенов. Вся река делится на 12 частей водохранилищами с зимним сбросом вод. Сейчас Волга представляет уникальную реку с уникальным ходом природных явлений: с зимним поводком и зарегулированным весенним паводком.
Только в Горьковское и Чебоксарское водохранилища сброс загрязнений в 2000-2003 г.г. составил от 100 до 400 тыс. т/год. [2]. Летом 2009 г. на борту НИС «Валаам 1» была проведена экспедиция от порта Конаково до порта Астрахань и в рукаве Бахтемир до поселка Оранжереи, руководители - академик А.П. Лисицын, чл.корр. Л.И. Лобковский.
.
В задачиэкспедиции исследования входили оценки экологического состояния р. Волги.В связи с этим проводили: выделение взвесей на ядерные и стекловолокнистые фильтры, отбор проб осадков; определение pH, кислорода, щелочности, БПК5 в поверхностных водах; измерение электропроводности и температуры воды в поверхностных водах и по глубине потока, отбор проб для определения углеводородов (УВ). На
борту судна вели непрерывную запись флуоресценции, хлорофилла и растворенной органики, температуры воды (на глубине 2 м.), мощности зондирующего излучения.
Pезультаты показывают, что, несмотря на высокую антропогенную нагрузку установлено характерное для летней межени низкое содержание взвеси и хлорофилла ( взвеси -10 мг/л, а хлорофилла – 35 мкг/л), не наблюдалось изменение содержания изучаемых соединений до и после больших городов. Аналогичное распределение концентраций взвеси и хлорофилла наблюдали при слиянии других рек с Волгой.
Исследование взвеси под электронным сканирующим микроскопом показало присутствие большого количества биогенных частиц, состоящих из пресноводных водорослей (диатомовых, отдельные клетки пеннатных, центрических и их колоний), а также спор и пыльцы. Клетки фитопланктона встречались в незначительном количестве. Среди минеральных частиц обнаружены обломочные зерны гранной и угловато-окатанной формы, глобулярные скопления (агрегаты), состоящие из мелких чешуйчатых образований, глинистые минералы и очень тонкая минеральная взвесь, которая иногда плотным слоем покрывала всю поверхность фильтра.
Высокое содержание крупных минеральных зерен и агрегатов глинистых частиц отмечалось в районе крупных городов (в частности Волгограда). Cкорость потока здесь замедлялась, и создавались условия для
агрегирования глинистых частиц за счет броуновского движения. Кроме минеральных частиц, здесь обнаружены диатомовые, их колонии и кокколиты. В речных пробах рек Оки и Камышинки также обнаружены агрегаты глинистых частиц, а также рыхлые органо-минеральные агрегаты, состоящие из биогенного детрита и терригенных зерен пелитовой размерности. Частицы пепла в пробах взвеси
не обнаружены.
Исследование зон смешения Волги с ее притоками показало, что для устьев Унжи и Немды характерны более высокие величины электропроводности (минерализации) и температуры. Превышение электропроводности на 28 мсСм/см2 в водах Волги над водами Унжи свидетельствует о меньшем
поступлении минеральных частиц из водосбора, меньшей антропогенной нагрузке, о меньшей распаханности и урбанизации бассейна Унжи.
Максимальная разница по величинам температуры и электропроводности наблюдалась при слиянии Оки с Волгой. Электропроводность в водах Оки в 2.2 раза, а температура на 0.9oС выше, чем в Волге. Обусловлено это большим поступлением минеральных веществ в русло из-за распаханности водосбора Оки, влияние вод которой прослеживается на 10 км. Кроме того, выше слияния находится плотина Горьковского водохранилища, улавливающего сток минеральных веществ.
С загрязненными водами Оки в Волгу поступает большое количество фосфора. Фосфорная нагрузка на Чебоксарское водохранилище в 3-5 раз выше, чем на Горьковское [2]. Напротив, в устье Камы температура воды на 0.2 oС ниже, чем в Волге, но электропроводность на 68 мсСм/см2 выше. Кама оказывает влияние на
волжские воды на протяжении 18 км.
Распределение концентраций БПК5 свидетельствовало о незначительном загрязнении, так как даже средняя величина 3.3 ( = 1.2 мг/л) оказалась немногим выше ПДК хозяйственно-питьевого водопользования ─ 2 мг/л, но ниже ПДК для водоемов культурно-бытового водопользования ─ 4 мг/л. Наиболее высокие значения установлены в Куйбышевском водохранилище выше Казани (6.7 мг/л) и на Нижней Волге в районе с.
Верхнее Лебяжье (6.8 мг/л), т.е. в районах, не связанных с городской деятельностью.
Концентрации УВ в поверхностных водах в фильтрационной взвеси изменялись в интервале 6.2-38.8 мкг/л. Их средняя концентрация - 16.4 мкг/л соответствовала фоновому уровню УВ в прибрежных акваториях (16-
20 мкг/л) и в дельте Волги в 2007 г. (18 мкг/л). Наиболее высокое содержание УВ установлено в водах Нижней Волги перед Астраханью (39.2мкг/л) и в районе села Новое Икряное (38.8 мкг/л). Однако и эти величины ниже ПДК для нефтяных УВ (50 мкг/л). Все это может свидетельствовать о незначительном нефтяном загрязнении. Необходимо отметить, что произошло снижение концентраций УВ в воде устьевой
области Волги, по сравнению с 1995-2004 гг. [1] В донных осадках содержание УВ зависит от их дисперсности. Илистые отложения (особенно при доминировании фракции <0.1 мм) легко поглощают органические соединения, в том числе и УВ из водной толщи.Поэтому содержание УВ в песчанистых осадках (средняя 9.2, =9.3 мкг/г) значительно ниже, чем в илистых (средняя 92, =135 мкг/г) Максимальная концентрация установлена в илистом осадке в устье р.Камышинки – 485 мкг/г (1.2% от Сорг). В песчанистых осадках доля УВ в составе Сорг (в среднем 4.4%) оказалась значительно выше, чем в илистых (в среднем 0.39%). Такое распределение концентраций УВ в осадках разного литологического типа возникает при небольших глубинах за счет пассивной сорбции нефтяных УВ [3], степень антропогенной загрязненности грубодисперсных осадков может быть больше, чем илистых.
В устьевой области в рукавах Волги в осадках, представленных песчанистыми отложениями, концентрации УВ не превышали 35мкг/г, и значительно ниже, чем в 2005 г., где их содержание в протоках Нижней Волги достигало 182 мкг/г (в отдельных случаях 16.8-23.9% от Сорг) [3]. В морских донных осадках доля УВ обычно не превышает 1%, а средние их значения в биологических объектах еще ниже: в Сорг планктона
─ 0.14%, в фитобентосе ─ 0.048%, в высших наземных растениях (листья деревьев) снижалась до 0.01%. Поэтому можно предположить, что в этом районе повышенное содержание УВ в составе Сорг обусловлено
загрязнением осадков нефтяными УВ.
1. Абдурахманов Г.М., Карпюк М.И., Морозов Б.Н., Пузаченко Ю.Г. Cовременное состояние и факторы, определяющие биологическое и ландшафтное разнообразие Волжско-Каспийского региона России. М.:
Наука, 2002. 416 с.
2. Кочеткова М.Ю. Особенности формирования и трансформации качества воды Горьковского и Чебоксарского водохранилищ. Автореферат на соискание уч. степени. к.г.н. М.: 2009. 28 с.
3. Немировская И.А., Бреховских В.Ф. Генезис углеводородов во взвеси и донных осадках северного шельфа Каспийского моря // Океанология. 2008.Т. 48. № 1. С.48-58.
