Никаноров А.М., Решетняк О.С., Кондакова М.Ю. ФГБУ «Гидрохимический институт» г.Ростов-на-Дону Транспорт критических загрязняющих веществ по длине арктических рек

Крупные арктические реки собирают воду, загрязняющие, растворенные и взвешенные вещества с огромных водосборных площадей и транспортируют их вниз по течению до замыкающего створа. Перенос по рекам растворенных химических веществ является одним из важнейших факторов формирования гидрохимического режима их низовий и устьевых областей.

С экологической точки зрения оценка транспорта загрязняющих веществ по основному руслу реки до замыкающего створа имеет принципиально важное значение для оценки возможного выноса загрязняющих веществ в губы и заливы арктических морей.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ. Оценить уровень накопления критических загрязняющих веществ в пунктах наблюдений по длине крупных арктических рек и проследить возможный их транспорт вниз по течению основных русел до замыкающих створов. МАТЕРИАЛ ИССЛЕДОВАНИЙ. Режимная гидрохимическая и гидрологическая информация Государственной службы наблюдений за состоянием и загрязнением окружающей среды (ГСН) за период гг.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ: 1. Определить критические показатели загрязненности воды крупных арктических рек (критические загрязняющие вещества). 2. Оценить изменчивость их содержания в водной среде по длине каждого водотока. 3. Выявить случаи высокого (ВЗ) и экстремально высокого (ЭВЗ) уровня загрязнения воды. 4. Проследить изменение состояния водных экосистем по длине водотоков. 5. Выявить соединения, объем поступления которых на замыкающие створы реки максимально превышает объем поступления, допустимый по ПДК.

На территории арктического региона (в пределах России) насчитывается более 1629 тыс. малых, средних и больших рек, что составляет около 64 % от общего числа рек страны. Из всего многообразия речных экосистем к наиболее значимым для этого региона следует отнести такие крупные реки, как Печора, Обь, Енисей, Лена и Колыма.

Пеледуй Ленск Олёкминск Табага Якутск Кангалассы Жиганск Кюсюр Хабарова Якша Троицко- Печорск Нарьян-Мар, с.Оксино Усть- Цильма Мутный Материк Печора Игарка Черский Колымское Среднеколымск Усть- Среднекан Селиваниха Подтесово Лесосибирск Стрелка Красноярск Дивногорск Салехард Мужи Кырта Горки Полноват Октябрьское Белогорье Сытомино Нефтеюганск Сургут Нижневартовск Александровское Колпашево Дубровино Новосибирск ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Проанализирована информация за период с 2000 по 2010 гг. по содержанию в водной среде: растворенного в воде кислорода, хлоридов, сульфатов, соединений азота, соединений тяжелых металлов (железо, медь, цинк, никель, марганец и др.), нефтепродуктов, фенолов по 5 рекам 40 створам наблюдений. За период исследований в разряд критических показателей загрязненности воды (КПЗ) входили в основном соединения тяжелых металлов, нефтепродукты и фенолы.

Fe 6-26 ПДК Cu ПДК Fe 7-75 ПДК Cu ПДК Zn ПДК Mn ПДК НФПР ПДК Phe 6-43 ПДК Fe 5-27 ПДК Cu ПДК Mn 5-29 ПДК НФПР ДК Phe 6-43 ПДК Fe 3-12 ПДК Cu 9-46 ПДК Zn 2-24 ПДК Phe 8-20 ПДК 120 км Fe ПДК Cu ПДК Zn 7-23 ПДК 141 км 1506 км 287 км 2986 км 433 км 2493 км 211 км 2693 км 1623 км Изменчивость максимальных кратностей превышения ПДК критическими загрязняющими веществами по длине крупных арктических рек

Fe 6-26 ПДК Cu ПДК Fe 7-75 ПДК Cu ПДК Zn ПДК Mn ПДК НФПР ПДК Phe 6-43 ПДК Fe 5-27 ПДК Cu ПДК Mn 5-29 ПДК НФПР ДК Phe 6-43 ПДК Fe 3-12 ПДК Cu 9-46 ПДК Zn 2-24 ПДК Phe 8-20 ПДК 120 км Fe ПДК Cu ПДК Zn 7-23 ПДК 141 км 1506 км 287 км 2986 км 433 км 2493 км 211 км 2693 км 1623 км Изменчивость максимальных кратностей превышения ПДК критическими загрязняющими веществами по длине крупных арктических рек

Усть- Цильма, 425 км Нарьян-Мар, с.Оксино, 141 км Мутный Материк, 610 км Печора, 889 км Кырта, 1082 км Троицко- Печорск, 1359 км Якша, 1506 км Изменчивость содержания критических загрязняющих веществ по длине реки Печора с.Оксино Троицко- Печорск

Изменчивость содержания критических загрязняющих веществ по длине реки Обь Новосибирск, 2963 км Дубровино, 2876 км Колпашево, 2422 км Александровское, 1830 км Нижневартовск, 1711 км Сургут, 1502 км Нефтеюганск, 1423 км Сытомино, 1337 км Белогорье, 1152 км Октябрьское, 909 км Полноват, 702 км Горки, 487 км Мужи, 463 км Салехард, 287 км пос.Горки с.Сытомино с.Полноват

Изменчивость содержания критических загрязняющих веществ по длине реки Енисей Дивногорск, 2493 км Красноярск, 2462 км Стрелка, 2138 км Лесосибирск, 2107 км Подтёсово, 2028 км Селиваниха, 974 км Игарка, 697 км

Хабарова, 4,7 ки Кюсюр, 211 км Жиганск, 754 км Кангалассы, 1457 км Якутск, 1491 км Табага, 1527 ки Олёкминск, 2103 км Ленск, 2508 км Пеледуй, 2693 км Изменчивость содержания критических загрязняющих веществ по длине реки Лена

Черский, 120 км Колымское, 283 км Среднеколымск, 641 км Усть- Среднекан, 1623 км Изменчивость содержания критических загрязняющих веществ по длине реки Колыма

Наиболее высокая загрязненность водной среды наблюдается на следующих участках рек: - Печора в районе г.Нарьян-Мар; - Обь на участках г.Сургут-пгт.Октябрьское и с.Полноват – г.Салехард; - Енисей на участке с.Подтесово – г.Игарка; - Лена на участке р.п.Пеледуй-г.Олекминск; - Колыма на участке п.Усть-Среднекан- г.Среднеколымск.

Накопление в водной среде загрязняющих ( в том числе и критических) веществ является одной из основных причин возникновения случаев высокого (ВЗ) и экстремально высокого (ЭВЗ) уровня загрязнения водной среды арктических рек.

Характеристика случаев высокого уровня загрязненности воды крупных арктических рек ( гг.) Река Длина, км Число случаев Причина случаев ВЗ и ЭВЗ ВЗЭВЗ Печора не отмечались Растворенный кислород Азот нитритный Обь Растворенный кислород Соединения железа Соединения меди Соединения цинка Соединения марганца Нефтепродукты Азот нитритный Енисей Соединения цинка Соединения меди Соединения кадмия Нефтепродукты Лена не отмечались Соединения меди Соединения цинка Соединения свинца Соединения молибдена Азот нитритный Колыма Соединения железа Соединения цинка Соединения свинца Соединения марганца

Для оценки изменчивости экологического состояния различных участков исследуемых речных экосистем использован классификатор, внедренный в систему Росгидромета, позволяющий оценить состояние водных объектов по расчетным характеристикам – доле и степени антропогенного воздействия.

Состояние экосистемы Диапазоны модальных интервалов вариационных рядов абиотических параметров состояния водных экосистем: минимальных значений растворенного кислорода, мг/ л легкоокисляемых органических веществ по БПК 5, мг/л О 2 аммонийного азота, мг/ л доли антропогенного воздействия, % степени антропогенного воздействия, % Естественное свыше 6,00,10-1,0 н.о.*-0, Равновесное до 4,0-6,00,50-2,0 н.о.-0, Кризисное до 2,0-3,92,1-4,0 свыше 0,50 до 1, Критическое до 1,0-1,94,1-7,0 свыше 1,10 до 3, Катастрофичес- кое менее 1,0 свыше 7,0 свыше 3,00 свыше 80 свыше 50 *н.о. – ниже предела обнаружения Классификатор состояния водных экосистем

Доля антропогенного воздействия (Д ) рассчитывается по формуле: Д = N 1 – общее число ингредиентов, превышающих ПДК; N – общее число нормируемых приоритетных загрязняющих веществ. Степень антропогенного воздействия (С) рассчитывается по формуле: С = N 2 – общее число ингредиентов, превышающих 10 ПДК.

Состояние водных экосистем - естественное - равновесное - кризисное Изменчивость состояния водных экосистем по длине р.Печора

Состояние водных экосистем - естественное - равновесное - кризисное - критическое Изменчивость состояния водных экосистем по длине р.Обь

Состояние водных экосистем - естественное - равновесное - кризисное - критическое Изменчивость состояния водных экосистем по длине р.Енисей

Состояние водных экосистем - естественное - равновесное - кризисное - критическое Изменчивость состояния водных экосистем по длине р.Лена

Состояние водных экосистем - естественное - равновесное - кризисное - критическое Изменчивость состояния водных экосистем по длине р.Колыма

Учитывая наблюдаемую высокую загрязненность водной среды исследуемых водотоков соединениями тяжелых металлов и нефтепродуктами можно ожидать, что значительное их количество поступает на замыкающие створы рек. Уровень поступления данных загрязняющих веществ можно оценить по объемам их притока.

Приток загрязняющих веществ на замыкающие створы крупных арктических рек ( гг.) * - в числителе – среднемноголетний объем притока, в знаменателе – объем притока, допустимый по ПДК Загрязняющее вещество Среднемноголетний объем притока, тыс.тонн/год р. Печора – д. Оксино р. Обь – г. Салехард р. Енисей – г. Игарка р. Лена – с. Кюсюр р. Колыма – г. Среднеколымск Соединения железа 109* 15, , , , ,9 Соединения меди ,15 1,63 0, , , ,07 Соединения никеля , ,08 нет данных Соединения алюминия ,08 нет данных ,4 нет данных Соединения марганца , , , ,56 нет данных Нефте- продукты , , , , ,45

Приток загрязняющих веществ на замыкающие створы крупных арктических рек ( гг.) * - в числителе – среднемноголетний объем притока, в знаменателе – объем притока, допустимый по ПДК Загрязняющее вещество Среднемноголетний объем притока, тыс.тонн/год р. Печора – д. Оксино р. Обь – г. Салехард р. Енисей – г. Игарка р. Лена – с. Кюсюр р. Колыма – г. Среднеколымск Соединения железа 109* 15, , , , ,9 Соединения меди ,15 1,63 0, , , ,07 Соединения никеля , ,08 нет данных Соединения алюминия ,08 нет данных ,4 нет данных Соединения марганца , , , ,56 нет данных Нефте- продукты , , , , ,45 2,212,3 2,0 10,0 1,714,7 12,01,6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Выполнен по длине крупных арктических рек анализ многолетней изменчивости содержания в водной среде критических загрязняющих веществ. Показано, что для рек Печора, Обь, Енисей, Лена, Колыма характерен высокий уровень накопления критических загрязняющих веществ, таких как соединения тяжелых металлов, фенолы и нефтепродукты.

2. Выявлены тенденции изменения содержания критических загрязняющих веществ по длине каждого водотока: - р.Печора –повышение содержания к устью соединений Fe и высокий уровень загрязненности воды по соединениям Cu на всех участках реки; - рр.Обь и Енисей - высокий уровень концентраций соединений тяжелых металлов, нефтепродуктов на большинстве участков рек. - р. Лена - повышение содержания соединений Fe к замыкающему створу на фоне снижения содержания соединений Zn и Cu. - для р.Колыма – снижение содержания загрязняющих веществ к устью, за исключением соединений железа. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

3. За десятилетний период наблюдений максимальное число ВЗ и ЭВЗ зарегистрировано на рр. Обь и Енисей за счет высоких концентраций соединений железа, меди, цинка, марганца, кадмия и нефтепродуктов. 4. Наиболее высокая загрязненность водной среды характерна для следующих участков рек: -Печора в районе г.Нарьян-Мар; -Обь на участках г.Сургут-пгт.Октябрьское и с.Полноват – г.Салехард; -Енисей на участке с.Подтесово – г.Игарка; -Лена на участке р.п.Пеледуй-г.Олёкминск; -Колыма на участке п.Усть-Среднекан-г.Среднеколымск. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

5. Установлено, что по длине исследуемых рек вплоть до замыкающего створа поступают ЗВ, в объемах в несколько раз превышающих допустимые по ПДК. П реобладающими являются: соединения Fe для рр.Печора и Обь; соединения Сu для р.Енисей; соединения Mn для р.Обь; нефтепродукты для рр.Обь, Енисей.

БЛАГОДАРИМ ЗА ВНИМАНИЕ!