В онлайне: 3 (гостей - 2, участников - 1)  Вход | Регистрация
MagistrOmGAY

 
УДК 502.3:658.597.622.33

Распространение тяжелых металлов в донных отложениях реки Упа


Чекулаев В.В., доцент, Мелихов И.В., магистрант Тульский государственный университет

Рассмотрены вопросы распространения тяжелых металлов в донных отложениях реки Упа. Проведен анализ загрязнения по продольному и поперечным профилям реки, а также показано содержание тяжелых металлов в послойном

Река Упа протекает по территории Тульской области Российской Федерации, является правым притоком реки Ока. Общая длина реки более 345 километров, а площадь бассейна водосбора более 9,5 тыс. км2. Исток реки Упа расположен в трех километрах на север села Волово. Река протекает по Среднерусской возвышенности, формируя крупные петли. До города Тула река протекает на север, а потом резко сворачивает на запад. Втекает в Оку близь поселка Кулешово Суворовского района.

Река Упа питается главным образом талыми снегами. Период половодья приходится на конец марта и продолжается до начала мая. Лед сковывает реку во второй половине ноября, а ледоход начинается в начале апреля. На реке раскинулись города Тула и Советск, а также поселок Одоев. У города Советск возведено водохранилище, которое имеет площадь около 5,7 км2. Ширина реки изменяется от 30 до 40 метров.

Ухудшение экологического состояния реки, кроме непосредственного загрязнения воды промышленными и сельскохозяйственными стоками, выражается в заиливании русла и интенсивном загрязнении донных осадков токсичными тяжелыми металлами, которые связываются обычно с выбросами отходов производства машиностроительных и металлургических предприятий.

Процесс заиливания русла в значительной мере является естественным и не обязательно связан с промстоками. В региональном плане усиление его существенно обусловлено интенсификацией сельскохозяйственной обработки земли, способствующей смыву почвы.

Заиливание русла особенно на локальных участках вызвано несомненно и сбросами промотходов. На значительном протяжении долины реки Упы, примыкавшей к территории АК "Тулачермет" и заводам стройиндустрии, русло сильно заилено, и во всем слое текучепластичного ила отмечается примесь коричневато-бурого шлама феррованадиевого производства, а также крошка и обломки шлака вплоть до контакта с нижним слоем более уплотненного ила. Из этого с очевидностью следует, что слой текучепластичного ила представляет собой сугубо современный осадок, сформированный на этапе интенсивного техногенного влияния (несколько последних десятилетий). Судя по всему, этот жидкий ил подвержен движению и медленно смещается вниз по течению в особенности в период паводка, хотя дальность переноса взмученного осадка невелика. За пределами влияния указанных мощных предприятий количество текучего и текучепластичного ила заметно уменьшается, а в нескольких километрах от них перед Криволучьем в крупной меандре русло реки сравнительно чистое.

На всем протяжении реки в слое текучепластичного ила отмечается примесь синевато-серого пылеватого шлама, по внешним признакам близкого к золе от сжигания подмосковных углей. Наличие такого материала выявлено бурением и по берегам реки, а также на поверхности средней поймы (до высоты 2,5-3 м), заливаемой в период ежегодных весенних паводков. Примесь шлама имеется в самых начальных точках и профилях наблюдений, расположенных выше зоны влияния АК "Тулачермет".

Вопрос об установлении примесей зольного шлама в осадках имеет особое значение для оценки характера и источников загрязнения реки не только взвешенными веществами. Было установлено присутствие в ее составе значительной примеси магнитной фракции, составлявшей от нескольких процентов до 20 - 30 %.

Таким образом, можно считать, что зольный шлам, в отличие от другого взвешенного вещества, является меченным, и при экологических исследованиях примесь его можно выявлять сравнительно просто.

В слое текучепластичного ила и в пылеватых осадках синевато-серого цвета с берегов реки (средняя пойма) явно присутствует примесь, обладающая магнитными свойствами. С помощью обычного магнита из подсушенного и размятого ила удается извлечь магнитную фракцию, доля которой изменяется от 1 до 10 % от общей массы пробы. Причем магнитная фракция присутствует в осадках на всем протяжении реки, включая и участок, расположенный выше зоны влияния АК "Тулачермет", где доля ее достигает 3,5-8,5%. И во всех пробах верхнего слоя ила в нижних профилях (под Криволучьем) магнитная фракция составляет не менее 2-5 %.

Изучению была подвергнута и проба золы из шламонакопителя ТЭЦ AK "Тулачермет", расположенного на правобережной части речной долины. Здесь зола состоит в основном из мелко- и тонкозернистых песчаных частиц. Окраска золы серая. При выделении магнитной фракции (ее доля составляет около 10 %) в составе более светлого песка хорошо видны частицы несгоревшего угля. В магнитной фракции, кроме припаянных к зернам кварца железистых выделений, отмечены и агрегатированные округлые железистые образования, часть которых имеет буроватую окраску (оксиды железа).

Таким образом, достаточно явно установлено, что верхний слой ила (текучего и текучепластичного) в наибольшей мере загрязнен тяжелыми металлами. Наличие в иле индивидуальных элементов далеко не однозначно. Например, цинк в этом слое даже по средним значениям содержится в количестве более 1 мг/г (0,1 %), что более чем на порядок выше кларка в осадочных породах (0,008 %) и тем более в почвах данного региона (0,005 %). В равных частях по протяженности реки концентрация цинка превышает 2мг/г (максимальная - 8 мг/г) в 13 пробах из 80, а в других пробах (таких 20) цинка анализом не обнаружено, что отражает неравномерность его распределения, а следовательно, делает невозможным суждение о степени загрязнения цинком по ограниченному объему опробования.

Среднее значение содержания меди в верхнем слое ила составляет 0,055 мг/г (0,0055 %), что в общем почти соответствует кларку в осадочных породах (0,0057 %), но в два раза выше фоновых значений для почв (0,0027%), с которых формируется снос. Разброс значений также весьма велик - от нулевых до I мг/г, и это обусловлено, очевидно, существенным вкладом техногенного загрязнения.

Неравномерна и концентрация никеля в верхнем слое ила. Среднее значение этого показателя (0,43 мг/г-0,0043 %) даже ниже кларка в осадочных породах (0,0095 %) в два раза, но практически в два раза выше фона в почвах данного региона (0,0020). По отдельным пробам содержание никеля достигает 0,4 мг /г, в то же время по многим другим пробам он не установлен анализом.

Источник загрязнения этими тремя элементами халькофильной группы, судя по высокому содержанию цинка, находится чуть выше АК "Тулачермет". По наличию золы в речных осадках можно считать, что он связан, в основном, с деятельностью Щекинской и Новомосковской ГРЭС, откуда золовый шлам поступает в половодье. Известно, что в подмосковных углях, ранее сжигаемых на этих ГРЭС, все названные микроэлементы присутствуют в повышенных концентрациях и особенно цинк (до десятых долей процента в расчете на зольный остаток).

В донных осадках отмечаются также признаки загрязнения нефтепродуктами. При подъеме бурового снаряда из верхнего слоя ила на поверхности воды в целом ряде пунктов, включая и самые верхние профили, появлялась радужная нефтяная пленка. Если учесть, что близко подобного характера промышленных источников нет, то остается предположить возможность загрязнения в связи с использованием сельскохозяйственной техники. Впрочем, источником может быть и железнодорожная станция Присады и стихийная мойка техники в районе моста Новомосковского шоссе. Ниже по долине возможен "вклад" АК "Тулачермет" и заводов стройматериалов.

Библиографический список

  1. Брынько Ю.В., Симанкин А.Ф., Исследование санитарного состояния водоохранных зон малых рек г.Тулы и мероприятия по их улучшению // Известия ТулГУ. Серия "Экология и безопасность жизнедеятельности".-Тула, 1997.-с. 226-263.
  2. В.В. Чекулаев, О.М. Пискунов и др., Оценка загрязненности донных слоев ила различной консистенции тяжелыми металлами // Междунар. сб. "Экология и жизнь", серия "Наука, образование, культура". НГУ.- Новгород, 2000.
  3. Дружбин Г.А., Володин Н.И., Демичева Ю.Л., Мониторинг участка р.Упы методами биотестирования // Труды 6-й Междунар. науч.-практ. конф. "Высокие технологии в экологии", Воронеж, 2003.-с. 184-188.
  4. Бреховских В.Ф., Волкова З.В., Перекальский В.М., Гидроэкология: к проблеме вторичного загрязнения водных объектов //Инженерная экология,№5, 1999.-с. 18-23.
  5. Наблюдательная сеть в районе накопителей НПО "Тулачермет" // (проектно-изыскательские работы). ВИОГЕМ, Белгород, 1991.
  6. Бреховских В.Ф., Казмирук Т.Н., Гидроэкология: динамика донных отложений слабопроточных водоемов (как фактор вторичною загрязнения водной среды). // Инженерная экология, №6, 1999.-с. 10-20.

 

Разделы конференции

  1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
  2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
  3. Комплексное использование природных ресурсов
  4. Современные вопросы геологии
  5. Физика горных пород
  6. Новые технологии в природопользовании
  7. Применение современных информационных технологий
  8. Экономические аспекты недвижимости
  9. Мониторинг использования объектов недвижимости

 

Проекту Kadastr.ORG требуются средства на хостинг и развитие

Сумма: руб.