Гидрохимическая характеристика р. Иртыш в современных условиях

Характеристика гидрохимического режима р. Иртыш определена по материалам стационарных гидрохимических наблюдений на трех створах р. Иртыш: створ 1 – с. Татарка, в черте села; створ 2 – 5,3 км выше г. Омска, 0,5 км выше села Новая Станица; створ 3 – 7 км ниже п. Береговой, за период 1996 - 2005 годы. Полные данные приведены в «Техническом отчете по инженерно-гидрометеорологическим изысканиям», том 4. приложение Ц. Фоновые концентрации загрязняющих веществ в воде р. Иртыш определены в соответствии с расчетными данными, полученными Омским ЦМС за период наблюдений 2004 – 2006 гг., согласно РД 52.24.622 – 2001 и приведены в таблице 4.18.

Таблица 4.18 - Фоновые концентрации загрязняющих веществ в воде р. Иртыш

В таблице 4.19 приведены предельно-допустимые концентрации ингредиентов поверхностных вод.

Таблица 4.19 - Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ для воды рыбохозяйственных водоемов, мг/дм³

По классификации О.А. Алекина воды р. Иртыш относятся к гидрокарбонатному классу кальциевой группы, тип переходный (Ⅰ - Ⅱ) и характеризуются в эквивалентном отношении фракцией НСО₃ – Са - Мɡ.

На рисунках 1, 2 приведены графики динамики средних концентраций загрязняющих веществ в воде р. Иртыш (с. Татарка) во входном створе за период 1976 - 83 – 1999 гг.. По характерным загрязняющим веществам: органические, нефтепродукты, железо, фенолы – пик загрязнений приходится на 1992 г., затем заметна тенденция снижения этих веществ в воде. Примерно с этого же года отмечается спад производства и уменьшение сбора загрязненных вод как на территории РФ, так и на территории Казахстана (согласно «Водохозяйственного баланса р. Иртыш (от границы Омской области РФ и Казахстана до р. Тара» ЗАО ПО «Совинтервод», М., 2001 г.). Сравнительные показатели качества воды р. Иртыш за период 1976 – 1983 гг. и 1992 – 1999 гг. приведены в таблице 4.20.

На рисунках 3 - 16 приведены графики изменения характерных загрязняющих веществ в пространстве по длине р. Иртыш от входного створа 1 - с. Татарка (в черте села), до створа 2 – 5,3 км выше г. Омска, 0,5 км выше села Новая Станица и далее до створа 3, расположенного в 3 – 7 км ниже п. Береговой. Графики изменения представлены за 2005 год.

Согласно анализа графиков, данных приведенных в «Техническом отчете по инженерно-гидрометеорологическим изысканиям», том 4. приложение Ц, согласно приведенных фоновых концентрации загрязняющих веществ в воде р. Иртыш минерализация воды реки изменяется в течение года от 140 мг/дм³ до 300 мг/дм³. Максимальные величины минерализации воды отмечаются в меженный период, составляя 160-300 мг/дм³. В период прохождения весеннего половодья и дождевых паводков она уменьшается (140-200 мг/дм³). Минерализация к устью несколько снижается.

Анионный состав воды р. Иртыш довольно постоянен. В течение всего года в воде наблюдается хорошо выраженное преобладание ионов НСО₃ (10,7-201,3 мг/дм³). Относительное содержание ионов SO₄ изменяется от 20 до 67,2 мг/дм³, ионов Cl от 4 до 23 мг/дм³. В редкие периоды содержание хлора превышает SO₄. Среди катионов преобладают во все фазы водного режима ионы Са (кальция – 15-46,5 мг/дм³), в меженный период содержание его выше, чем в паводковый период. Содержание Мg в основном меньше Са и составляет 1 – 38,9 мг/дм³. В 2005 году в черте с. Татарка наблюдалось превышение содержания Мg над Са. Максимальная величина Мg зарегистрирована в 2005 г. и составляет 38,9мг/ дм³.

Вода в период половодья и дождевых паводков мягкая, так как в питании реки преобладают талые снеговые и дождевые воды. Жесткость воды колеблется в пределах 1,6 – 2,6 млмоль/л. При переходе к летней межени жесткость воды не изменяется, вода остаётся мягкой.

Таблица 4.20

Рисунок 1 - Динамика средних концентраций загрязняющих веществ в воде р. Иртыш – с. Татарка за период 1976-83 - 1999 гг.

Рисунок 2 - Динамика средних концентраций загрязняющих веществ в воде р. Иртыш – с. Татарка за период 1976-83 - 1999 гг.

Рисунок 4 – Изменение концентрации нефтепродуктов в течении 2005 г.

Рисунок 5 – Изменение концентрации хлора в течении 2005 г.

Рисунок 6 – Изменение концентрации сульфатов в течении 2005 г.

Рисунок 7 – Изменение концентрации гидрокарбонатов в течении 2005 г.

Рисунок 8 – Изменение концентрации БПК₅ в течении 2005 г.

Рисунок 9 – Изменение концентрации азота аммонийного в течении 2005 г.

Рисунок 10 – Изменение концентрации азота нитритного в течении 2005 г.

Рисунок 11 – Изменение концентрации азота нитратного в течении 2005 г.

Рисунок 12 – Изменение концентрации фосфатов в течении 2005 г.

Рисунок 13 – Изменение концентрации фенолов в течении 2005 г.

Рисунок 14 – Изменение концентрации СПАВ в течении 2005 г.

Рисунок 15 – Изменение концентрации кальция в течении 2005 г.

Рисунок 16 – Изменение концентрации магния в течении 2005 г.

О содержании органических веществ судят по цветности воды и её окисляемости. Цветность в течение всего года составляет в основном 7– 50⁰, в межень снижается. Наибольших значений она достигает в период половодья и паводков, в иные годы увеличивается до 90-115⁰. Окисляемость бихроматная в основном составляет 5 – 30 мгО₂/дм³, в редких случаях она повышается до 50-75 мгО₂/дм³. Нитриты изменяются в пределах 0 – 0,0750 мг/дм³. Нитраты в водах бассейна реки содержатся в значительно больших количествах (0 – 0,985 мг/дм³), чем нитриты.

Величина рН изменяется в течение года в пределах 6,20-9,00, достигая наибольших величин в период летне-осенней межени.

Железо общее содержится в воде от 0,02 до 4,5 мг/дм³, цинка от 0,0 до 390,9 мкг/дм³, (величина концентрации 390,9 мкг/дм³ (39 ПДК) зарегистрирована в 2002 году), марганца от 0,0 до 1450 мкг/ дм³ (145 ПДК). Содержание меди в течение года колеблется от 0,0 до 43,8 мкг/ дм³.

Вода загрязнена веществами органического происхождения. Так, зарегистрированные максимальные величины за годы наблюдений приведенных в «Техническом отчете по инженерно-гидрометеорологическим изысканиям» по БПК-5 превышает норму в 2,8 раза, нефтепродуктов – до 56 раз, ДДТ – в 15-30 раз, фенолов – до 40 раз, железа – в 15 раз. Приведенные максимальные величины единичные из зарегистрированных случаев за период наблюдений 1996 – 2005 гг.

Для прогнозирования гидрохимического режима водохранилища в расчет приняты данные химического состава воды реки Иртыш за 2005 год, приведенные в данном материале на рисунках 3 – 16 и в таблице 4.21. Данные приведены по кварталам, для расчета выбраны по сезонным периодам: подъем весеннего половодья, спад весеннего половодья и летняя межень.

Анализ гидрохимического качества реки показал:

Концентрация бикарбонатного иона (НСО₃^-) и иона Са⁺ в течение года почти постоянны, за исключением некоторого снижения в летнюю межень. Концентрация ионов Мɡ²⁺ невысокая от 7,3 до 10,30 мг/дм³.

Из биогенных веществ на спаде весеннего половодья в створе Татарки отмечается повышенное количество аммонийного иона, концентрация которого в период спада весеннего половодья достигает 0,623 мг/дм³, на подъеме весеннего половодья достигает 1,12 мг/дм³, то есть наблюдается превышение ПДК.

Закономерности в снижении содержания нитратов не наблюдается. Сезонные колебания концентрации нитратов связаны с биологическими процессами.

Содержание фосфатов колеблется в зависимости от активности биологических процессов от 0,007 до 0,023 мг/дм3.

Отмечается некоторое превышение ПДК по содержанию нефтепродуктов, фенолов.

Таблица 4.21

Кроме макрокомпонентных элементов в воде р. Иртыш в верхнем течении участка отмечено содержание железа, цинка, марганца, хрома, кремния, полифосфатов, фосфора общего. Железо и марганец относятся к элементам, присутствие которых в воде влияет на органолептические показатели.

К наиболее токсичным микроэлементам относится хром. Концентрация хрома в воде Иртыша изменяется от 0 до 5,39 мкг/ дм³.

Как следует из гидрохимической характеристики фонового качество воды реки, наблюдается превышение ПДК по фенолам и нефтепродуктам в створах 2 (5,3 км выше г. Омска, 0,5 км выше села Новая Станица) и в створе 3 (7 км ниже п. Береговой).

Данные по БПК ₅ изменяются от 1,18 мг/дм3 до 8,37 мг/дм3. Величина БПК ₅. равная 8,37 мг/дм³, зарегистрирован как единичный случай на период исследований в сезон подъема весеннего половодья. Данное превышение ПДК в 2,79 раз свидетельствует о поступлении в этот период в водоем органических загрязнений с поверхностным стоком и о развитии процессов нитрификации.

Суммируя все вышесказанное можно сделать следующие выводы по гидрохимическому составу р. Иртыш в створе с. Татарки за период наблюдений в 2005 году:

1 По составу основных ионов в воде р. Иртыш превышение ПДК не имеется.

2 Наблюдается некоторое превышение ПДК по содержанию биогенных веществ: аммонийного азота, а также повышенное содержание фосфора, железа.

3 Наблюдается некоторое превышение фенолов, нефтепродуктов, однако так как процессы самоочищения способствуют удалению этих элементов из природных вод, следует ожидать снижения их содержания в водохранилище.

4 Величины БПК₅ в створе с. Татарка превышают ПДК в период спада весеннего половодья в 1,43 раза.

Объемы таких природных источников загрязнений как атмосферные осадки, поверхностный сток с лесных и заболоченных территорий, эрозия с сельскохозяйственных угодий в силу климатических условий и особенностей хозяйственного развития района размещения водохранилища – незначительны (<1%) по сравнению с объемами притока основной реки и влияния их качества может не учитываться.