Цель исследований диффузных источников загрязнения: изучение факторов формирования и динамики стока загрязняющих веществ. Одновременно проводились комплексные экспедиции в Иваньковском водохранилище по изучению гидрохимического и гидробиологического режимов, а также влияние диффузных источников загрязнения на состояние грунтовых вод. Итог многолетних экспериментов – разработанные специальные методики по оценке мощности диффузных источников загрязнения и сопоставление с точечными. Разработка сценариев водоохранных бассейновых программ и оценка их эффективности по отношению к качеству воды в замыкающем створе водоема.
Исследование проблемы диффузного загрязнения и анализ многолетней динамики основных источников загрязнения проводился на основании сформированных электронных баз данных за период 1986-2018 гг.
Для сопоставления основных диффузных источников проводились расчеты с осреднением параметров с разным уровнем антропогенной нагрузки по трехлеткам: 1986-88 гг., 2001-03 гг., 2015-17 гг.
В пределах данного пилотного водосбора в многолетней динамике и соответствующей оценке будут рассматриваться следующие диффузные источники загрязнения водных объектов:
Все города водосбора Иваньковского водохранилища не имеют очистных сооружений очистки ливневого стока, поэтому ливневые и талые поверхностные стоки поступают непосредственно в речную сеть.
В крупных городах поверхностные сточные воды представляют собой большие объемы загрязненных вод. Анализ состава сточных вод показал, что основными загрязняющими веществами являются взвешенные вещества и нефтепродукты.
На количество поверхностных стоков влияют гидрометеорологические условия, такие как продолжительность и интенсивность дождя, количество осадков в зимний период.
Для городских территорий выделяют три типа поверхностей, характеризующихся опреде¬ленными инфильтрационными особенностями: непроницаемые (асфальт, крыши), полупроницаемые (грунтовые площадки) и проницаемые (пар¬ки, скверы). К стокообразующим относятся непроницаемые и, частично, полупроницаемые поверхности.
С поверхностным стоком значительное количество загрязняющих веществ вносится в водные объекты, вызывая их загрязнение и заиление. Донные отложения, формирующиеся в водоемах в дождливую погоду, нарушают жизнедеятельность микроорганизмов и отрицательно сказываются на биоценозе и процессах самоочищения.
|
Качественная характеристика поверхностного стока определяется продолжительностью предшествующего сухого периода, длительностью и интенсивностью выпадения осадков, санитарным состоянием территории, а также степенью загрязненности атмосферы.
Удельный вынос примесей со стоком поверхностных вод с тер¬ритории города зависит от многих факторов: состояния дорожных покрытий, доли площадей с эродирующим грунтом, уровня организации и при¬меняемой технологии уборки территории, удаления бытового мусора и промышленных отходов, уровня производства на предприятиях, режима работы пыле- и газоочистных установок, от уровня эксплуатации авто¬транспорта, от локализации участков территории, где неизбежны просыпи и проливы сырья и промежуточных продуктов, от упорядочения складирования и транспортировки сыпучих и жидких материалов.
Загрязненность талого и дождевого городского стока имеет свои особенности.
Талый сток – формируется в результате накопления снега не территории, имеет высокую интенсивность по выносу загрязняющих веществ, характеризуется более высокими концентрациями загрязняющих веществ. Например, значения ХПК могут достигать 1500 мгО2/л, БПКп – 300 мгО2/л.
В зависимости от численности населения для городов водосбора приведены концентрации взвешенных, органических веществ и нефтепродуктов.
Для городов Иваньковского водохранилища по экспериментальным исследованиям приведены осредненные концентрации взвешенных веществ и нефтепродуктов дождевого и талого стока.
Поверхностный сток городов может формировать высокие значения загрязняющих веществ в самом водном объекте. При организации мониторинга с ежедневным отбором проб воды в период снеготаяния в р. Волга наблюдались концентрации нефтепродуктов до и после г. Твери, превышающие ПДК в 40 раз
Для оценки поверхностного диффузного смыва с территории основных населенных пунктов водосбора рассмотрены города водосбора Иваньковского водохранилища с площадными характеристиками основных функциональных зон (жилая застройка, гаражи, автостоянки, зеленые насаждения, промышленные зоны).
|
Промышленные площадки на водосборе сосредоточены, в основном, в городах.
Для определения диффузного загрязнения с поверхностным стоком промышленных зон рассчитывались определяющие функциональные зоны в городах водосбора.
Для анализа формирования диффузного стока с промышленных площадок пилотного водосбора проведен анализ общей площади промышленных зон за период 1990-2018 гг.
Поверхностный сток площадок промышленных предприятий является одним из опасных источников загрязнения водных объектов различными химическими примесями. В зависимости от характера производства и продолжительности бездождного периода формируются экстремальные значения и амплитуда концентраций загрязняющих веществ. Максимальные концентрации, в основном, наблюдаются в первую фазу ливней.
|
На основании экспериментальных исследований для промышленных площадок водосбора получены средние (для талого и дождевого) модули выноса загрязняющих веществ.
|
|
Для корректировки массовый значений диффузного поверхностного стока промышленных площадок водосбора Иваньковского водохранилища проведен анализ метеорологических параметров.
|
|
|
|
|
Иваньковское водохранилище в настоящее время имеет статус эвтрофного водоема. Поэтому особую актуальность имеет оценка биогенного стока с фрагментов водосбора с высокой сельскохозяйственной нагрузкой.
Рассматриваемый водосбор большей частью расположен в Нечерноземной зоне с потенциально возможным вымыванием биогенных веществ из почвы. Величина выноса (модуль стока биогенных веществ) зависит от рельефа, типа почвы, уклона, дозы вносимых удобрений, вида вспашки, гидрометеорологических условий и т.д.
В структуре сельского хозяйства водосбора в настоящее время преобладает отрасль животноводства, доля продукции которой составляет 66,1%, доля продукции растениеводства - 33,9%.
Специальный геоэкологический мониторинг береговой зоны Иваньковского водохранилища выявил резкое повышение антропогенной нагрузки с территорий с плотной коттеджно-дачной застройкой, особенно непосредственно у уреза воды (1978-2005 гг).
Районирование прибрежной зоны водохранилища (1980-2014 гг.) показывает, что диффузная нагрузка и загрязнение водохранилища нарастает.
Загрязнение водохранилища от данного типа диффузного источника загрязнения носит импульсный характер во время интенсивных дождей и снеготаяния.
|
В ливневые дожди в результате формирования поверхностного стока с береговой зоны повышаются концентрации непосредственно в Иваньковском водохранилище.
| ||||||||||||||||||||
Влияние диффузных источников загрязнение на состояние грунтовых вод детально изучалось на фрагментах водосбора Иваньковского водохранилища в пределах Конаковского района с 1980 г. С учетом нарастания процессов эвтрофикации водохранилища, высоким дозам применяемых удобрений (80-е годы ХIХ в.) особое внимание было уделено биогенным элементам – азоту и фосфору. Выбор района исследований обусловлен близким залеганием грунтовых вод к поверхности. В экспериментальный мониторинг входили опорные точки: грунтовые скважины, колодцы, родники. Кроме концентраций биогенных элементов проводились измерения уровня залегания грунтовых вод. Основные источникам диффузного загрязнения грунтовых вод: удобряемые поля и пашни, животноводческие комплексы и фермы, склады минеральных и органических удобрений, садоводческие товарищества, коттеджные поселки.
В Конаковском районе в настоящее время находится 11 предприятий сельскохозяйственного назначения, по которым детально изучалась динамика биогенной нагрузки с 1976 г. По загрязненности грунтовых вод отмечено снижение концентраций азота и фосфора в районах удобряемой пашни (заметно снижены дозы внесения), но резко возросли концентрации в районах коттеджно-дачной застройки.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|