Динаміка біохімічних та хімічних показників стану Печенізького водосховища та прогнозування зміни складу даної водної екосистеми

Рис.3.7 Зміна максимальних і мінімальних концентрацій сульфатів

по довжині Печенізького водосховища за 2005-2009рр.

Загальна жорсткість води, обумовлена в основному іонами Са²⁺ і Mg²⁺, коливалася у водосховищі в залежності від сезонів року в межах 1,5-8,6 ммоль/л з добре вираженою сезонною динамікою (Додаток А).

Аналіз даних показав, що мінімальні величини жорсткості води у водосховищі за аналізовані роки відзначалися поблизу Мартової та біля греблі у весняний період, а максимальні значення у Старого Салтова в осінній період і нерідко виходили за межі допустимої норми 7,0 ммоль/л.

Біогенні та органічні речовини. Одним з основних факторів визначають якість води є біогенні та органічні речовини. Кількість їх у водосховищі обумовлюється надходженням їх з річковим стоком, промисловими та побутовими стічними водами, а також з поверхневим стоком з водоскидних площі. Крім того, в літню мажень на вміст біогенних речовин істотно впливає біологічні та біохімічні процеси, що протікають у водоймі.

Під впливом зазначених чинників вміст біогенних речовин у воді водосховища змінювалося в широких межах по роках і сезонах.

Аналіз наведених даних показав, що всі форми азоту містяться у воді водосховища в невеликих кількостях (рис.3.8, Додатка А, Додатка Б).

Рис.3.8 Зміна максимальних і мінімальних концентрацій NH₄

по довжині Печенізького водосховища за 2005-2009рр.

Амонійний азот. Вміст у воді водосховища амонійного азоту коливалося за аналізовані роки по створах в широких межах 0,011-2,16 мгN/л з яскраво вираженою сезонною динамікою (рис.3.8). Максимальні концентрації амонійного азоту у водосховищі відзначалися в більшості випадків у весняний період (1,0-2,15 мгN/л) особливо біля Старого Салтова і частково поблизу с.Хотімлі, а мінімальні (0,01-0,7 мгN/л) - в осінній і частково в літній періоди на греблі при інтенсивному перемішуванні водних мас і посиленням процесів окислення амонійного азоту.

У всі аналізовані сезони мінімальні концентрації амонійного азоту спостерігалися у греблі й були нижче допустимих санітарних норм (2,0 мгN/л).

Нітрити є проміжним продуктом в циклі азотовмісних сполук, їх утриманні у воді значно нижче амонійного азоту і коливалося по водосховищу від слідів до 0,42 мгN/л і мало сезонний характер (рис. 3.9). Мінімальні концентрації нітритів у водосховищі спостерігалися в осінній, а в 2007 році в зимовий періоди у с.Мартове і біля греблі. Максимальну кількість відзначалося за досліджувані роки в весняний та частково літній періоди, а в 2008 році в зимовий періоди у Старого Салтова і с.Хотімлі. В окремі періоди нітрити у воді е виявлялися.

Нітрати. Вміст нітратів у водосховищі за досліджувані роки по створах змінювалося в межах 0,02-1,0 мгN/л, що значно нижче допустимих за
ГОСТом норм для питної води - 9 мгN/л (рис.3.10).

У сезонному аспекті мінімальні величини нітратів у водосховищі спостерігалися в літній період, знижуючись до нуля, а в окремі роки вони взагалі не виявлялися у воді водосховища, завдяки масовому розвитку фітопланктону. Максимальні величини нітратів у водосховищі за ці роки відзначалися у весняний період у Старого Салтова і с.Хотімлі і обумовлювалися в основному надходженням їх з талим стоком з водозбірної площі. Біля греблі вміст нітратів було досить високим, в окремі сезони концентрація їх піднімалася до 5,31 мгN/л. У 2008 році вміст нітратів знизилося і досягло рівня 1,45 мгN/л, що значно краще нормативних вимог (Додаток А).

Рис.3.9 Зміна максимальних і мінімальних концентрацій нітритів NO₂

по довжині Печенізького водосховища за 2005-2009рр.

Рис.3.10 Зміна максимальних і мінімальних концентрацій нітратів NO₃

по довжині Печенізького водосховища за 2005-2009рр.

Фосфати. Вміст фосфатів у воді Печенізького водосховища коливалося в межах 0,06-0,8 мгP/л і змінювалося істотно по сезонах. Найбільші величини фосфатів у водосховищі відзначалися в створах біля Старого Салтова, Хотімлі і частково у Мартовій в серпні і вересні. Зі зниженням температур води і зниженням інтенсивності процесів мінералізації концентрація фосфатів досягла мінімальних значень в зимовий і ранньовесняний сезони (Додаток А).

Перманганатна окиснюваність. Величина перманганатної окиснюваності в досліджуваних створах водосховища за аналізовані періоди становила 4,9-19,6 мгО/л (рис.3.11). Мінімальні значення перманганатної окиснюваності у водосховищі відзначалися в усі аналізовані роки у с.Мартове і біля греблі в осінній період і в ранньовесняний при низькій температурі води. Максимальні показники спостерігалися в створах в створах в Старого Салтова і Хотімлі у весняний період під час появи теплих вод (16,8 мгО/л) і в літній період 2009г. (19,7 мгО/л), що в 1,5-2,0 разу вище за норму (10 мгО/л).

Біля греблі в усі досліджувані роки відзначалися мінімальні концентрації органічних речовин.

Рис.3.11 Зміни перманганатної окиснюваності води

по довжині Печенізького водосховища в 2005-2009 рр.

БСК₅. Про наявність у воді водосховища нестійких, легкорозчинних органічних речовин вказує величина біохімічного споживання кисню за п'ять діб БСК₅. Величина БСК₅ у водосховищі за аналізовані роки за спостережуваними створах змінилася в досить широких межах 0,9-6,9 мгО₂/л і характеризувалася сезонною динамікою (Рис.3.12). Мінімальні значення БСК₅ (0,9-2,3 мгО₂/л) спостерігалися в більшості випадків у греблі в осінній і зимовий періоди. Максимальні величини (6,1-6,9 мгО₂/л) - у Старого Салтова і Хотімлі у весняний та літній періоди (червень, серпень) і пояснюється надходженням теплих вод з високим вмістом органічних речовин, що змиваються з поверхні водозбору, надходженням їх з Бєлгородського промислового району, а в літній період розвитком у водосховищі великої кількості фітопланктону.

Рис.3.12 Зміни БСК₅

по довжині Печенізького водосховища в 2005-2009 рр.

Таким чином, узагальнюючи результати проведених досліджень можна зазначити, що вода Печенізького водосховища в досліджуваних створах досить насичена киснем, pH води в усі аналізовані сезони був у межах допустимих норм для питної води.

Мінералізація води у всіх досліджуваних створах за всі роки відповідала вимогам, що пред'являються ГОСТом до водойм питного призначення.

У допустимих межах у всіх створах знаходилися і концентрації головних іонів і жорсткість.

Вода Печенізького водосховища у всіх досліджуваних створах містить значну кількість легкорозчинних органічних речовин, що перевищує в 1,5-2,0 рази по перманганатній окиснюваності встановлену ГОСТом норму для водойм питного водопостачання і обумовлюється антропогенними факторами.

Найкраща якість води Печенізького водосховища за гідрохімічними показниками в усі аналізовані роки відзначалося у греблі. Максимальні концентрації речовин спостерігалися у Старого Салтова і Хотімлі.

У цілому, аналізуючи сучасний стан якості води Печенізького водосховища, можна зазначити, що вода по більшості показників відповідає нормативним вимогам ГОСТу 2761-84 для питної води.[10]

РОЗДІЛ 4 ПРОГНОЗ ЯКОСТІ ВОДИ ПЕЧЕНІЗЬКОГО ВОДОСХОВИЩА

Методологічною основою розробки прогнозів якості води з'явилися прийоми екстраполяції, математичні моделі процесів формування якості води, що враховують стохастичний характер гідрохімічного режиму водного об'єкта і розвиток водоохоронної діяльності в межах його басейну.

Аналіз сучасного стану якості води Печенізького водосховища за 2005-2009рр. показав, що активна реакція pH води, мінеральний склад (по сухому залишку), концентрації хлоридів, сульфатів і нітратів знаходилися в межах встановлених норм для поверхневих джерел господарсько-питного водопостачання (ГОСТ 17.1.3.03-77). Перераховані показники задовольняли також і вимогам, пред'являти до питної води, яка подається централізованими системами для господарсько-питних і технічних цілей (ГОСТ 2874-82).

Перевищення допустимих норм мало місце в окремі періоди за БСК_повн., тобто органічних речовин і загальної жорсткості. вихід загальної жорсткості за межі нормативу (7,0 мг-екв/л) обумовлений збільшенням концентрації іонів кальцію. Мали місце випадки порушення нормативів за вмістом міді біля греблі водосховища в 2-5 разів, поблизу Старого Салтова в 12-15 разів.

Погіршення якості води в основному обумовлено внутрішніми водяними процесами, впливом поверхневого стоку з водозбірної площі, стічних вод м.Бєлгорода і Шебєкінського промислового вузла, господарською діяльністю на територіях Вовчанського та Печенізького районів Харківської області.

Найбільш неблагополучним ділянкою водосховища є с.Старий Салтів - с.Хотімля, на якому спостерігаються максимальні концентрації розчинених у воді речовин. очевидно таку ситуацію можна пояснити максимальної порівняно з рештою акваторією рекреаційної навантаженням і гідравлічними особливостями цієї ділянки. Для прийняття обґрунтованих рішень щодо поліпшення якості води та регулювання рекреаційного навантаження необхідна постановка спеціальних комплексних досліджень гідрохімічного, гідробіологічного, бактеріологічного режимів ділянки водосховища Старий Салтів - Хотімля.

У Печенізьке водосховище і живлять його водотоки в даний час відводиться близько 3888 тис.м³/добу промислових і комунально-побутових стічних вод. З них Бєлгородська область скидає 298 тис.м³/добу., інша частка припадає на Харківську область.

Штучну біологічну очистку проходить тільки 134 тис.м³/добу стічних вод. Більшість очисних споруд через недостатню продуктивність працюють неефективно. У перспективі з планомірним здійсненням водоохоронних програм в Бєлгородської та Харківської областях відведена водосховищі маса забруднюючих речовин буде знижуватися.

Заплановано побудувати біологічні очисні споруди загальною продуктивністю 74 тис.м³/добу і вартістю 22939 тис. доларів США, а весь комплекс водоохоронних заходів оцінюється в 32000 тис. доларів США (Бєлгородська область - 27000 тис., Харківська - 5000 тис. доларів).

Результати дослідження процесів формування якості води Печенізького водосховища, в основу якого покладені зміни витрат і складу стічних вод за умови реалізації запланованих водоохоронних заходів, дослідження сучасного стану якості води, відповідні матеріали підприємств і організацій Бєлгородської та Харківської областей, схеми комплексного використання і охорони водних ресурсів та інші відомості показали, що норми якості води по органічних речовин в створі греблі Печенізького водосховища будуть досягнуті до 2020 року, до кінця 2014 р. по прогнозом відбудеться незначне зниження в порівнянні з сучасними концентрацій нітратів, хлоридів, сульфатів і сухого залишку.

Таким чином, норми якості води за переліченими вище показниками в Печенізькому водосховищі за умови реалізації комплексу водоохоронних заходів будуть забезпечені до 2020 року. Для їх досягнення потрібні капітальні вкладення.

ВИСНОВКИ

Системний аналіз сучасного екологічного стану Печенізького водосховища та організації управління охороною і використанням водних ресурсів дав змогу окреслити коло найбільш актуальних проблем, які потребують вирішення, а саме:

· надлишкове антропогенне навантаження внаслідок екстенсивного способу ведення водного господарства призвело до кризового зменшення самовідтворюючих можливостей водосховища та виснаження водноресурсного потенціалу;

· стала тенденція до значного забруднення внаслідок неупорядкованого відведення стічних вод від населених пунктів, господарських об'єктів і сільськогосподарських угідь;

· недосконалість економічного механізму водокористування і реалізації водоохоронних заходів;

· недостатня ефективність існуючої системи управління охороною та використанням водних ресурсів внаслідок недосконалості нормативно-правової бази і організаційної структури управління;

· відсутність автоматизованої постійно діючої системи моніторингу екологічного стану, якості питної води і стічних вод у системах водопостачання і водовідведення населених пунктів і господарських об'єктів.

Довгостроковими цілями політики раціонального використання і відтворення водних ресурсів Печенізького водосховища та його екосистем є:

- зменшення антропогенного навантаження;

- досягнення екологічно безпечного використання водних ресурсів для задоволення господарських потреб суспільства;

- забезпечення екологічно стійкого функціонування водного об'єкта як елементу природного середовища із збереженням властивості водних екосистем відновлювати якість води;

- створення ефективної структури управління і механізмів економічного регулювання охорони та використання водних ресурсів.

Реалізація зазначеної водно-екологічної політики повинна здійснюватися на основі розробки та поетапного впровадження природоохоронних заходів,визначених Державною та регіональними програмами екологічного оздоровлення водних басейнів.

На межі третього тисячоліття екологічну ситуацію на Україні можна розглядати як кризову. Для її вирішення потрібні дуже значні фінансові, кваліфікаційні ресурси, значний відрізок часу. Все це повинно прискорюватись ефективними державними механізмами. Але всі ці властивості притаманні економічно розвинутим країнам, якою Україна нажаль не являється.

Проаналізувавши всю складність проблеми, виявивши чинники, а також враховуючи що питома вага бюджетних витрат на природоохоронні проекти має тенденцію до скорочення, ми можемо зробити прогноз з великим рівнем імовірності, що стан довкілля наступні 10-15 років не стане краще.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Справочник по водным ресурсам. / под ред. Б.И. Стрельца. - Киев, «Урожай», 1987. - 304 с.

2. Гидрохимия. / А.М. Никаноров, Е.В. Посохов - Ленинград, «Гидрометеоиздат», 1985. - 230 с.

3. Проблемы преобразования речных систем / С.Л. Вендров. - Л. : «Гидрометеоиздат», 1970. - 236 с.

4. http://bookucheba.com

5. http://geoswit.ucoz.ru

6. www.geo.univ.kiev.ua

7. Малі річки України: Довідник / А.В. Яцик, Л.В. Бишовець, Є.О. Богатов та ін.; За ред. А.В. Яцика. -- К.: «Урожай», 1991. -- 296 с.

8. http://uk.wikipedia.org

9. http://narodna.pravda.com.ua

10. Рациональное использование водных ресурсов. / Яковлев С.В., Прозоров И.В., Иванов Е.Н., Губий И.Г. - М.: «Высшая школа», 1991.

11. Отчет к проекту 2.02.02./110 Гос.науч.-тех. программы 2.2. / Мин.охр.окр.прир.среды.Укр. УкрНИИЭП. - Х, 2009.

12. Водохранилища и окружающая природная среда / С.Л. Вендров, К.Н. Дьяконов; АН СССР. - М.: «Наука», 1976. - 136 с.

13. Отчет о научно иссл. работе х/д М.1-527 / УкрНИИЭП. - Х., 1990.

14. Микроэлементы в водохранилищах Днепра / Нашина Е.П. - К.: «Наук. думка», 1983. - 160 с.

Размещено на Allbest.ru