Согласно результатам анализов проб воды из реки Дон и реки Воронеж имеют «среднюю» жесткость, а «жесткие» воды характерны для реки Усмань. В 6 пробах реки Усмань (№ 19, 20, 21, 22, 23, 24), отобранных в черте города Воронежа, села Новой Усмани и Воронежском биосферном заповеднике, величина общей жесткости составляет от 6,28 до 6,9 °Ж.
Нитратный азот (NO3-) - важный санитарный показатель. Он указывает на антропогенное загрязнение водной среды. Повышенное содержание нитратов в воде может служить индикатором загрязнения водоемов в результате распространения химических или органических загрязнений, источниками которых являются промышленные и сельскохозяйственных предприятия, поверхностные стоки с пастбищ, молочных ферм, скотных дворов. Избыточное внесение в почву азотных удобрений приводит к нитратному загрязнению воды, в результате чего наблюдается процесс эвтрофикации водоема.
При этом NO3- - ион в количестве от 78,0 до 87,4 мг/л (при норме <40 мг/л) был обнаружен лишь в 3 пробах воды из реки Усмань (№ 25, 26, 27), отобранных выше и ниже сброса сточных вод с очистных сооружений села Углянец.
Нитрит-анионы (NO2-) относятся к промежуточным продуктам биологического разложения азотсодержащих органических соединений. Благодаря способности превращаться в нитраты, NO2- анионы практически отсутствуют в поверхностных водах. Поэтому наличие в анализируемой воде повышенного содержания нитритов свидетельствует о биологическом загрязнении вод, причем с учетом частично прошедшей трансформациии азотистых соединений из одних форм в другие [5].
Результаты анализа на присутствие азотистых соединений выявили практически во всех пробах воды превышение ПДК по нитритному и аммонийному азоту (рис. 2, 3).
Содержание нитритного азота превышает норму в следующих пробах воды, отобранных из реки Дон - в 8 пробах от 1,1 до 6,5 раза (за исключением пробы № 2, отобранной в городе Семилуки); из реки Воронеж - в 5 пробах (№ 11, 12, 14, 15, 18) - от 1,1 до 1,5 раза; в реке Усмань - во всех пробах - от 7,0 до 63,8 раза (за исключением пробы № 24 на территории Воронежского биосферного заповедника). Большая часть проб вод с повышенными значениями содержания нитритного азота относится к следующим населенным пунктам: города Воронеж, Семилуки, Нововоронеж (на реке Дон); села Ступино и Чертовицы Рамонского района (на реке Воронеж); пос. Сомово (городской округ город Воронеж), села Новая Усмань и Углянец (на реке Усмань).
? Дон ? Воронеж ¦ Усмань
Рис. 2.Содержание NO2 - иона в пробах воды, отобранных из рек Дон, Воронеж, Усмань [Fig. 2.Contentof NQ2-- ioninwatersamplesfromtheDon, Voronezh, Usman' Rivers]
? Дон ? Воронеж ¦ Усмань
Рис. 3.Содержание NH4+ - иона в пробах воды, отобранных из рек Дон, Воронеж, Усмань [Fig. 3.Contentof NH4+ - ioninwatersamplesfromtheDon, Voronezh, Usman' Rivers]
Ионы аммония (NH4+) обычно рассматриваются как результат микробиологического разложения белков животного и растительного происхождения. Среди основных источников аммонийного загрязнения воды можно выделить поверхностные стоки, содержащие минеральные и органические удобрения, а также загрязняющие вещества от животноводческих комплексов [4, 5].
Содержание аммонийного азота превышает норму в водах реки Дон - в 8 пробах от 3,12 до 27,92 раза (за исключением пробы № 7, отобранной в городе Воронеже на 1000 м ниже сброса правобережных очистных сооружений); реки Усмань - во всех пробах от 1,12 до 10,2 раза.
Большая часть проб вод с повышенными значениями содержания аммонийного азота относится к следующим населенным пунктам: города Воронеж, Семилуки, Нововоронеж (на реке Дон); пос. Сомово (город Воронеж), села Новая Усмань и Углянец (на реке Усмань).
В соответствии с классификацией качества природных вод по содержанию аммонийного азота (таблица 2) был проведен сравнительный анализ степени загрязненности исследуемых речных вод, а именно: а) река Дон - воды «грязные», относятся к 5 классу качества; б) река Усмань - воды « загрязненные», 4 класс качества; в) река Воронеж - воды «умеренно загрязненные», 3 класс качества.
Анализ содержания суммарного железа практически во всех пробах воды позволил выявить превышение норматива ПДК для вод рыбохозяйственного назначения (ПДК Бєо6щ<0,1 мг/л). Кратность превышений ПДК находится в диапазоне: река Дон - в 8 пробах от 1,4 до 8,7 раза (за исключением пробы № 6); река Воронеж - в 6 пробах от 1,1 до 2,1 раза (за исключением пробы № 14, 15, 16); река Усмань - в 8 пробах от 1,4 до 3,6 раза (за исключением пробы № 20).
Содержание аммонийного азота в водоемах с различной степенью загрязненности [Table 2.The content of ammonium nitrogeninreser voirs with different pollution degree]
|
Степень загрязнения/ Pollutionlevel |
Класс качества/ Qualityclass |
Аммонийный азот (мг/л)/ Ammoniumnitrogen (mg /l) |
|
|
Очень чистые/ Veryclean |
1 |
0,05 |
|
|
Чистые/ Clean |
2 |
0,1 |
|
|
Умеренно загрязненные/ Moderatelypolluted |
3 |
0,2-0,3 |
|
|
Загрязненные/ Contaminated |
4 |
0,4-1,0 |
|
|
Грязные/ Dirty |
5 |
1,1-3,0 |
|
|
Очень грязные/ Verydirty |
6 |
>3,0 |
Повышенное содержание железа во всех пробах, видимо, обусловлено природным происхождением, характерным для вод Донского речного бассейна [2].
Для обобщения полученных результатов были рассчитаны средние значения основных веществ и соединений (Еєо6щ, NO3- , NO2-, NH4+), характеризующих химический состав воды из рек Дон, Воронеж и Усмань (по 9 пробам для каждого водотока), результаты которых представлены в виде диаграммы (рис. 4).
Химический состав проб воды показал, что по содержанию приоритетных загрязняющих веществ, превышающих норматив для вод рыбохозяйственного назначения, водотоки можно расположить в следующий ряд по снижению качества вод: река Дон > река Усмань > река Воронеж.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ результатов гидрохимических исследований показал, что повышенная антропогенная и рекреационная нагрузка в пределах Воронежской городской агломерации оказывает негативное влияние на качество вод Донского речного бассейна. Воды агломерации по результатам гидрохимических анализов относятся к следующим классам качества: река Дон - «грязная»; река Воронеж - «умеренно загрязненная »; река Усмань - «загрязненная ».
В целях охраны поверхностных вод от техногенного загрязнения Департаментом природных ресурсов и экологии Воронежской области постоянно ведется контроль и мониторинг состояния водных объектов. По данным на 2018 год результаты анализа состояния дна, берегов и водоохранных зон водных объектов Воронежской областипоказали, что состояние рек неудовлетворительное и требует проведения водоохранных и водохозяйственных мероприятий, включающих: организацию поверхностного стока, восстановление и экологическую реабилитацию рек, берегоукрепительные работы, а также принятие мер административного характера к нарушителям режима использования водоохранных зон [2].
Рис. 4. Кратность превышения ПДК по основным загрязняющим веществам в пробах воды, отобранных из рек Дон, Воронеж, Усмань
[Fig. 4.Multiplicityofexcessof MPC forthemainpollutantsinwatersamplestakenfromtheDon, Voronezh, Usman' rivers]
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
качество вода воронеж речной бассейн
1. Дмитриева В.А. Водные ресурсы Воронежской области в условиях меняющихся климата и хозяйственной деятельности. Воронеж, Издательский дом ВГУ, 2015. 92 с.
2. Доклад о состоянии окружающей среды на территории Воронежской области в 2018 году / Департамент природных ресурсов и экологии Воронежской области. Воронеж, 2019. 146 с.
3. Корчагина В.А., Прожорина ТИ., Куролап С.А. Геоэкологическая экспресс-оценка качества поверхностных водных ресурсов Ближнего Подворонежья // Вестник Воронежского государственного университета. Серия География. Геоэкология, 2008, № 2, с. 64-70.
4. Маслова М.О., Пожорина ТИ., Якунина Н.И. Эколого-аналитическая оценка качества вод рекреационных зон ближнего Подворонежья // Вестник Воронежского государственного университета. Серия География. Геоэкология, 2014, № 4, с. 48-56.
5. Маслова М. О. Анализ содержания азотистых соединений в поверхностных водах рекреационных зон Воронежской городской агломерации // Экологическая оценка состояния городской среды, Воронеж, 2016, с. 82-91.
6. Каверина Н. В. и [др.] Методы экологических исследований: учебное пособие для вузов. Воронеж, издательство «Научная книга», 2019. 355 с.
7. Муравьев А. Г. Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами. Санкт- Петербург, Крисмас+, 2009. 218 с.
8. Никаноров А. М. Гидрохимия. Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 2001. 447 с.
9. Смольянинов В. М., Щербинина С. В. Интегральные показатели в оценке антропогенного давления на территорию речных водосборов Воронежской области // Материалы IVВсероссийской научной конференции «Эколого-географические исследования в речных бассейнах». Воронеж, 2014, с. 191-196.
10. Экологические риски территорий интенсивного техногенного освоения / Под общей ред. проф. С. А. Куролапа и проф. О. В. Клепикова. Воронеж, издательство «Цифровая полиграфия», 2019. 192 с.
REFERENCES
1. Dmitrieva VA. VodnyeresursyVoronezhskojoblas- ti v usloviyahmenyayushchihsyaklimata i hozyajstvennojdeyatel'nosti [WaterresourcesofVoronezhOblastinthecontextofchangingclimateandeconomicactivities]. Voronezh, VSU Publ. House, 2015. 92 p. (InRuss.)
2. Doklad o sostoyaniiokruzhayushchejsredynater- ritoriiVoronezhskojoblasti v 2018 godu [ReportonthestateofenvironmentintheVoronezhRegionin 2018]. Departamentprirodnyhresursov i ekologiiVoronezhskojoblasti. Voronezh, 2019. 146 p. (InRuss.)
3. Korchagina V. A., Prozhorina T.I., Kurolap S.A. Geoekologicheskayaekspressocenkakachestvapoverhnos- tnyhvodnyhresursovBlizhnegoPodvoronezh'ya [Geoeco- logicalexpress-evaluationofthesurfacewaterresourcesqualityintheMiddlePodvoronezhregion]. VestnikVoron- ezskogogosudarstvennogouniversiteta. Geografiageoek- ologia, 2008, no. 2, pp. 64-70. (InRuss.)
4. Maslova M. O., Prozhorina T. I., Yakunina N. I. Eko- logo-analiticheskayaocenkakachestvavodrekreacionnyhzonblizhnegoPodvoronezh'ya [EcologicalandanalyticalassessmentofthewaterqualityinrecreationalareasoftheNearVoronezhareas]. VestnikVoronezskogogosudarstven- nogouniversiteta. Geografiageoekologia, 2014, no. 4, pp. 48-56. (InRuss.)
5. Maslova M. O. Analizsoderzhaniyaazotistyhsoed- inenij v poverhnostnyhvodahrekreacionnyhzonVoron- ezhskojgorodskojaglomeracii [TheanalysisofthenitrogencompoundscontentinthesurfacewatersoftheVoron
6. Kaverina N. V. [etall.] Metodyekologicheskihissle- dovanij: uchebnoeposobiedlyavuzov [Methodsofecologicalresearch: a trainingmanualforhighereducationinstitutions]. Voronezh, Publ. House “Nauchnayakniga”, 2019. 355 p. (InRuss.)
7. Murav'ev A. G. Rukovodstvopoopredeleniyupoka- zatelejkachestvavodypolevymimetodami [Manualfordeterminationofwaterqualityindicatorsbyfieldmethods]. St. Petersburg, Publ. “Krismas+”, 2009. 218 p. (InRuss.)
8. Nikanorov A.M. Gidrohimiya [Hydrochemistry]. St. Petersburg, Gidrometeoizdat, 2001. 447 p. (InRuss.)
9. Smol'yaninov V.M., SHCHerbinina S.V [IntegralIndicatorsinEstimationofAnthropogenicPressureontheTerritoryofVoronezhOblastRiverCatchments]. Materi- aly IV Vserossijskojnauch. konferencii “Ekologo-ge- ograficheskieissledovaniya v rechnyhbassejnah ” [Proc. ofthe IV All-Russ.Sci. Conf. “EcologicalandGeographicStudiesinRiverBasins”].Voronezh, 2014, pp. 191-196. (InRuss.)
10. Ekologicheskieriskiterritorijintensivnogotekhno- gennogoosvoeniya [Ecologicalrisksofintensivetechnogenicdevelopmentterritories]. Podobshchejred. prof. S. A. Kurolapa i prof. O. V.Klepikova. Voronezh, Publ. “Cifrovayapoligrafiya”, 2019. 192 p. (InRuss.)