Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние исследований формирования качества воды водохранилищ 12
1.1. Современное состояние решения проблемы эвтрофикации водохранилищ 12
1.2. Влияние затопленных растительных остатков на качество воды водохранилищ 22
1.3. Критерии оценки экологического состояния водного объекта 29
Глава 2. Объекты и методы исследований 35
2.1. Объекты исследования 35
2.2. Программа и методы проведения исследований 42
2.3. Методики определения показателей качества воды 47
2.4. Методы математической обработки результатов 51
Глава 3. Экологическое состояние водотоков, формирующих водоем-охладитель БГРЭС-1 58
3.1. Влияние географического положения на формирование
водных ресурсов района исследования 58
3.2. Гидрографическая и гидрологическая характеристика рек 63
3.3. Качество воды рек, питающих водоем-охладитель БГРЭС-1 66
Глава 4. Экологические факторы формирования качества воды и их воздействие на биоту водоемов-охладителей 74
4.1. Формирование термического режима водоема-охладителя 74
4.2. Динамика цветности воды водоема-охладителя 87
4.3. Динамика прозрачности воды водоема-охладителя 91
4.4. Формирование кислородного режима водоема-охладителя и его влияние на биотические компоненты экосистемы 93
4.4.1. Динамика распределения растворенного кислорода в воде водоема-охладителя 93
4.4.2. Динамика развития фитопланктона на водоеме-охладителе 103
4.4.3. Высшая водная растительность водоема-охладителя 109
4.4.4. Ихтиофауна водоема-охладителя 112
4.4.5. Продукционно-деструкционньге характеристики водоема-охладителя 113
4.5. Минерализация воды водоема-охладителя 124
4.6. Формирование режима растворенного органического
вещества в водоеме-охладителе 128
4.7. Динамика биогенных соединений в водоеме-охладителе 138
Глава 5. Динамика пространственно-временного распределения токсикантов в водоеме-охладителе 148
5.1. Динамика распределения тяжелых металлов в водоеме 148
5.1.1. Динамика распределения соединений цинка в водоеме 152
5.1.2. Динамика распределения соединений меди в водоеме 155
5.1.3. Динамика распределения соединений марганца в водоеме 158
5.1.4. Определение тяжелых металлов в компонентах экосистемы водоема-охладителя 161
5.2. Динамика распределения фенолов в водоеме-охладителе 168
5.3. Определение токсичности воды водоема-охладителя 174
Глава 6. Анализ структуры связей между экологическими факторами 176
6.1. Выявление общих факторов формирования качества воды водоемов-охладителей 176
6.2. Математический анализ взаимосвязи показателей качества воды водоемов-охладителей на примере Березовской ГРЭС-1 186
Глава 7. Реализация мониторинга качества воды водоемов-охладителей на примере БГРЭС-1 194
7.1. Факторы формирования качества воды природно-техногенной системы водоемов-охладителей 194
7.2. Баланс органических веществ и биогенных веществ в водоеме-охладителе БГРЭС-1 199
7.3. Интегральная экологическая характеристика качества воды водоемов-охладителей 209
7.4. Рекомендации по снижению темпов эвтрофикации водоемов-охладителей 219
Выводы 227
Практические рекомендации 229
Список использованной литературы 231
Приложения 271
- Современное состояние решения проблемы эвтрофикации водохранилищ
- Методики определения показателей качества воды
- Качество воды рек, питающих водоем-охладитель БГРЭС-1
Введение к работе
Современная мировая экономическая ситуация связана с расширением масштабов промышленного и сельскохозяйственного производства. Рост численности населения планеты, возрастающие потребности в средствах цивилизации, увеличение потребления энергии приводят к интенсификации использования природных ресурсов, ужесточению эксплуатации природных экосистем, водных ресурсов.
Водный фактор играет решающую роль при размещении новых производственных мощностей, нормальном функционировании практически всех видов производств, в том числе предприятий теплоэнергетики (Авакян с со-авт., 1987). Тепловые электростанции обычно размещают на берегах рек, озер или водохранилищ; сооружение последних требует больших капиталовложений, отчуждения огромных площадей плодородных земель в поймах рек. Их изъятие из сельскохозяйственного производства имеет тяжелые экономические последствия. В связи с этим зачастую под водохранилища отводят заболоченные торфяные поймы рек.
При существующих способах подготовки ложа возникают серьезные проблемы как в водоемах-охладителях, так и в водотоках нижнего бьефа. Происходит снижение характеристик качества воды, эвтрофирование, ухудшение санитарно-бактериологической обстановки, что представляет опасность для здоровья населения. Подобная ситуация наблюдается на водоемах-охладителях Дальнего Востока, Сибири, Европейской части России, Украины, Белоруссии, Прибалтики. Таким образом, в современных экономических условиях проблемы рационального использования местных водных ресурсов приобретают особую актуальность.
Для решения вопросов рационального водопользования, преодоления отрицательных экологических последствий антропогенного воздействия на экосистему водоемов-охладителей необходим научно обоснованный анализ
факторов формирования качества воды и оценки способности самоочищения водоема, осуществляемого в результате биологического круговорота веществ. Мониторинг и обработка результатов наблюдений современными методами математической статистики с количественной оценкой изменения гидрохимических и гидробиологических параметров качества воды за длительный отрезок времени создает научную базу для прогноза экологического состояния водоемов-охладителей, является решением крупной научной проблемы обеспечения экономически эффективного производства энергии, аква-культуры, гидроэкологической безопасности территории.
Цель исследований: научно обоснованная оценка факторов эвтрофи-кации природно-техногенной системы водоемов-охладителей под влиянием изменяющихся антропогенных воздействий и принципы оптимизации качества воды для технологических целей, гидроэкологической безопасности территории, производства аквакультуры.
Задачи исследования:
дать анализ абиотических, биотических и антропогенных факторов формирования качества воды природно-техногенной системы водоемов-охладителей, существующих критериев оценки их экологического состояния;
выявить пространственно-временные закономерности динамики основных показателей качества воды, характеризующих экологическое состояние водотоков, питающих водоем-охладитель;
установить факторы эвтрофикации при формировании качества воды водоема-охладителя с момента заполнения в ходе мониторинга по основным гидрохимическим, гидробиологическим показателям под действием изменяющихся антропогенных нагрузок и оценить влияние их на биоту водоема-охладителя в различные периоды формирования экосистемы;
установить закономерности динамики пространственно-временного распределения токсикантов в компонентах экосистемы водоема-охладителя;
количественно оценить изменение параметров стока из водоема от поступления аллохтонных и автохтонных веществ в водоем;
реализовать программу мониторинга качества воды, учитывающую специфические особенности природно-техногенной системы водоемов-охладителей;
разработать интегральную экологическую характеристику качества воды, позволяющую оценить реальное экологическое состояние водоемов-охладителей на основе мониторинга качества воды;
разработать научно обоснованные практические рекомендации по рациональному водопользованию природно-техногенной системы водоемов-охладителей.
Научная новизна.
Выделены факторы эвтрофикации водоемов-охладителей, количественный вклад факторов, обуславливающих негативные экологические изменения в экосистеме, в ходе многолетнего мониторинга качества воды, обработки полученного массива данных современными методами математической статистики.
Установлены зависимости между показателями качества воды стока из водоема с количественной оценкой изменения его параметров от поступлений аллохтонных и автохтонных биогенных соединений в водоем методами математического моделирования.
Реализована программа мониторинга качества воды, учитывающая специфику природно-техногенной системы водоемов-охладителей, для целей оптимизации качества воды, используемой в производстве энергии и аква-культурьг.
Введен новый критерий интегральной экологической характеристики для оценки экологического состояния водоемов-охладителей, включающий основные параметры качества воды и учитывающий специфику формирова-
ния и функционирования природно-техногенной системы водоемов-охладителей.
Защищаемые положения:
Этапы эволюции экосистемы водоем о в-охлади тел ей определяются различной степенью влияния антропогенных факторов: затопленных растительных материалов, почв в ложе водохранилища, загрязненным речным притоком, тепловым сбросом ГРЭС; а также гидрометеорологическими условиями, морфометрическими особенностями водоемов.
Интегральная экологическая характеристика качества воды, основанная на гидрохимических и гидробиологических параметрах, оценивающая реальное состояние природно-техногенной системы водоемов-охладителей.
Количественная оценка изменений параметров качества воды на входе и стоке из водоема, их вклад в суммарный эффект формирования качества воды за длительный отрезок времени, создающая научную базу для прогноза экологического состояния водоемов-охладителей.
Программа мониторинга качества воды водоемов-охладителей, учитывающая специфику природно-техногенной системы водоемов-охладителей, основанная на принципе обеспечения производства энергии охлаждающей водой необходимого качества, производства аквакультуры.
Приемы оптимизации качества воды водоемов-охладителей, предотвращающие развитие процессов эвтрофирования: снижение уровня загрязнения территории водосбора водоема, перенос выпуска сточных вод населенных пунктов из водотоков верхнего бьефа водоема, обеспечение веерного распределения потока отепленной воды путем углубления акватории и прибрежных участков, лесомелиоративные мероприятия.
Практическая значимость работы
Результаты исследований внедрены и используются в практической деятельности на предприятиях РАО «ЕЭС России»; в том числе - ОАО «Березовская ГРЭС-t». Натурными наблюдениями на водоеме-охладителе
БГРЭС-1 выявлено превышение температуры воды водоема в естественных условиях более, чем на 9 С по сравнению с проектными данными, что приводит к снижению экономических показателей производства энергии. При достижении температуры воды выше биологического порога в водоеме-охладителе создается ситуация экологического риска для гидробионтов. Материалы исследования использованы для реализации мероприятий по снижению антропогенной нагрузки путем уменьшения мощности ГРЭС по сравнению с планируемой.
Результаты наблюдений использованы при подготовке технико-экономического обоснования строительства дамбы, отсекающей торфяное месторождение, что способствовало значительному улучшению качества воды водоема-охладителя:
При обследовании экологического состояния водосбора рек, формирующих водоемы-охладители, обнаружено значительное антропогенное загрязнение их территории. На основании актов обследования, представленных нами, городской, районной администрациями организовано проведение работ по очистке и обустройству территорий, прилегающих к рекам.
Осуществление мероприятий по удалению участков заиления в районе устья сбросного канала, углублению прибрежной акватории в верховьях способствовало предотвращению резкого изменения термических условий для существования гидробионтов, способствовало снижению скорости процессов эвтрофирования водоема-охладителя.
Результаты научных исследований используются в учебном процессе в лекционном курсе «Химия окружающей среды», в практикуме при выполнении курсового и дипломного проектирования студентами специальности 32.07,01 - промышленная экология и охрана окружающей среды СибГТУ.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на III Координационном совещании по программе «Чистый Енисей» (Красноярск, 1983), IV Всесоюзном гидробио-
логическом съезде (Мурманск, 1991); IV Всероссийской конференции «Проблемы информатизации региона» (Красноярск, 1998); IX Международном симпозиуме «Реконструкция гомеостаза» (Красноярск, 1999); 2-й Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии и развития городов» (Красноярск, 2001); семинаре Новосибирского филиала Института водных и экологических проблем СО РАН (Новосибирск, 2002), на ежегодных научно-технических конференциях преподавателей и научных работников СибГТУ. По материалам диссертации опубликовано 32 научные работы.
Личный вклад соискателя. Все основные теоретические и практические результаты работы получены соискателем лично. Вклад автора в работы, выполненные в соавторстве, заключаются в обсуждениях и постановке задач на этапах научной работы, непосредственном участии в составлении программ, натурных исследованиях, анализе и оформлении полученных результатов.
Достоверность представленных в диссертации результатов обеспечивается использованием статистического анализа данных; арбитражным контролем, сопоставлением с данными, полученными в параллельных измерениях сотрудниками Красноярского управления государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды; выполнением совместных работ с сотрудниками Гидрохимического института (г. Ростов-на-Дону); воспроизводимостью результатов в серии экспериментов и наблюдений.
Структура и объем диссертации. Диссертация работа изложена на 332 страницах компьютерного текста и содержит: введение, семь глав текста с 33 таблицами и 63 рисунками, выводы, четыре приложения, список использованной литературы из 383 наименований.
Объекты исследования. Мониторинг качества воды водоема-охладителя Березовской ГРЭС и питающих его рек проводился с момента заполнения в 1986 г. по 2002 г. На водоемах-охладителях Харанорской, Гуси-ноозерской ГРЭС проведена оценка экологического состояния по интеграль-
ной экологической характеристике качества воды. Всего за период исследований было произведено более 23 000 аналитических определений в пробах природных материалов. Экоаналитический контроль проводился с использованием современных методик анализа качества поверхностных вод суши.
Для изучения характера изменений наблюдаемых свойств во времени использовался математический аппарат анализа временных рядов. Массив данных обрабатывали как временные ряды методом Фурье-анализа из пакета прикладных программ STATISTICA. Результаты представлены в виде периодограмм, являющихся оценкой спектральной плотности временного ряда. Периодограмма используется при решении задач выделения скрытых перио-дичностей во временном ряду; более надежные выводы получаются при совместном анализе коррелограмм и периодограмм.
Для анализа структуры корреляционных связей между наблюдаемыми показателями и выделения общих факторов использовался аппарат многомерного факторного анализа. Факторный анализ ориентирован на объяснение корреляций между выходными параметрами путем выделения латентных факторов, скрытых в структуре экспериментальных данных. Между анализируемыми показателями качества воды существуют корреляционные связи, о чем свидетельствуют статистически значимые (при 95%-й доверительной вероятности) коэффициенты корреляции.
Современное состояние решения проблемы эвтрофикации водохранилищ
Исследованию формирования качества воды водохранилищ, в том числе водоемов-охладителей, посвящен ряд монографий, аналитических обзоров, учебной и справочной литературы, статей: (Алекин, 1970), (Винберг, 1960, 1975, 1982, 1985), (Бреховских с соавт., 2002 а, 2001 б), (Знаменский, 1982 а, 1982 б), (Корытный, 1980, 1988), (Сиренко, 1972, 1978, 1979, 1985, 1988), (Реймерс, 1990), (Денисова, 1967, 1971, 1974, 1979), (Мордухай-Болтовский, 1975), (Германов, 1971), (Топачевский с соавт., 1971, 1975), (Новиков, 1985, 1991), (Кошелева, 1976, 1978, 1991), (Катанская, 1979), (Сузда-лева, 2000, 2001 а, 2001 б). Решение проблемы улучшения качества воды связано с целым комплексом вопросов из экономической, экологической, социальной сфер человеческой деятельности.
Интенсивное экономическое развитие региона связано с увеличением водопотребления, антропогенного воздействия на водные объекты. Проблема рационального водопользования включает аспекты изучения и управления качеством, распределения и охраны водных ресурсов. Русловые деформации, изменение экстремальных расходов воды, качества воды, функционирования экосистем, условий жизнедеятельности населения приводят к нарушению гидроэкологической безопасности речных бассейнов (Алесеевский, Фролова, 2000).
При интенсивном использовании ресурсов территориально-аквальных комплексов рек, для сохранения оптимальных условий существования водных экосистем, здоровья населения необходима разработка программ по обеспечению гидроэкологической безопасности территории, включающих мониторинг водных объектов. Успешное развитие экологической химии водной среды находящейся на стыке биологических, химических и экономических наук стало возможным благодаря достижениям в смежных научных на правлениях: физико-химических методах анализа, биохимической технологии водоподготовки и очистки сточных вод, агрохимии, почвоведения, гидрологии, гидробиологии, экологической биофизики.
Важнейшей проблемой современности для водных экосистем и общества является эвтрофирование поверхностных вод. Эвтрофирование напрямую связано с функционированием водной экосистемы водоема, его биопродуктивностью, формированием качества воды и определяет социальные, эко г номические, промышленные, сельскохозяйственные, коммунально-бытовые и рекреационные аспекты деятельности общества (Сиренко, 1988).
Увеличение содержания в воде биогенных элементов обуславливает интенсификацию первичного продуцирования органического вещества, фи I топланктона и высших водных растений. Уровень допустимой нагрузки на водную экосистему определяется степенью развития фитопланктона, которая вызывает положительных эффект: обогащение кислородом воды при фотосинтезе, равновесие продукционно-деструкционных процессов (Вайнштейн, Девяткина, Митропольская, 1973 а, б).
Утилизация избытка биогенных веществ при интенсивном развитии первичного фотосинтезирующего звена, макрофитов является ответной реакцией и относится к важнейшим адаптационным механизмам сохранения го-меостаза водной экосистемы, стабилизации биотического круговорота, непрерывно нарушаемого экстремальными воздействиями природных или антропогенных факторов (Сиренко, 1988). Это направление естественных механизмов регулирования нарушенного экологического равновесия, эволюции экосистемы, ее выживания и нормального функционирования. Л.А. Сиренко (1988), А.В. Топачевским (1975) раскрыта сущность перестройки водных сообществ под действием дополнительного поступления биогенных веществ. Обнаружено, что включение этих веществ в круговорот обязательно должно пройти через биологическое звено. Возникающее несоответствие между материальной основой биологической продуктивности и скоростью перестройки сообществ приводит к нарушению процесса саморегуляции в биоценозах. Доминирующим становится вид, наиболее приспособленный к данным условиям (Сиренко, 1988).
О.М, Кожовой (1980), Н.В. Верболовой (1973), О.Ф. Васильевым с со-авт., (2000) показано, что «цветение» сине-зеленых водорослей имеет место и в водохранилищах Сибири. В Братском водохранилище в летний период сине-зеленые водоросли преобладают в видовом составе фитопланктона (до 72%) с биомассой выше 200 г/см . На Усть-Илимском водохранилище, которое имеет более замкнутую котловину ложа, обеспечивающую интенсивный прогрев поверхностных слоев воды в летнее время, биомасса сине-зеленых водорослей достигала (Николаева с соавт., 1964 а, б) уровня более 700 г/см3.
Методики определения показателей качества воды
Анализ проб воды на гидрохимические показатели: температуру; цветность; прозрачность; рН; содержание растворенных газов (кислорода, диоксида углерода, сероводорода); содержание растворенного органического вещества по показателям химического потребления кислорода (ХПК) и пер-манганатной окисляемости (ПО); главных ионов; биогенных веществ (нитратов, нитритов, аммонийного азота, фосфатов, железа); фенолов; нефтепродуктов; СПАВ; тяжелых металлов (цинка, меди, марганца) проводился по стандартным методикам (Руководство по химическому, 1987), (Руководство по гидробиологическому, 1984).
В донных отложениях контролировали содержание биогенных элементов и тяжелых металлов. Анализ проб воды на гидробиологические показатели: биологическое потребление кислорода (БПК5), видовой состав и численность фитопланктона, численность бактериопланктона, продукционно-деструкционные характеристики, высшую водную растительность - выполняли по опубликованным методикам (Кузнецов, Дубинина, 1982), (Руководство по гидробиологическому, 1984).
Температуру воды поверхностного и нижележащих горизонтов измеряли термометром, укрепленном в батометре; точность определения составляла 0,5С. Прозрачности воды с помощью диска Секки измеряли на месте отбора проб. В зимний период при отборе проб воды из-подо льда прозрачность воды измеряли в лабораторных условиях путем определения четкости шрифта через слой исследуемой воды, помещенной в цилиндр; определение производили не позднее, чем через 24 часа после отбора пробы.
Анализ первого дня проводился на водоеме и в лабораториях Назаров-ской ГРЭС и ООС БГРЭС-1. Цветность воды определяли визуальным колориметрическим методом с использованием стандартных растворов имитационной кобальто-хромовой шкалы. Определение рН воды проводили по тенцометрическим методом с помощью лабораторного иономера со стеклянным индикаторным электродом и хлорсеребряным электродом сравнения с точностью 0,01 единицы рН (Руководство по химическому, 1987).
Концентрацию растворенного в воде кислорода регистрировали скля-ночным методом Винклера и термооксиметром. Пробы фиксировали в момент отбора и хранили при 3...4С. Биологическое потребление кислорода (БПК5) оценивалось по убыли кислорода в воде, заключенной в темные склянки, при стандартных условиях в течение пяти суток с последующим фиксированием и определением растворенного кислорода иодометрическим титрованием. Относительное стандартное отклонение при определении этим методом составляет 0,3 % ) (Руководство по химическому, 1987).
WJ Определение диоксида углерода производили путем титрования пробы
воды раствором карбоната натрия и сравнения окраски раствора с минеральным стандартом. Точность определения составляла 1 %. Определение сероводорода и сульфидов в пробах воды проводили абсорбционным спектроско-пическим методом с диметилпарафенилендиамином (ДМПФА), предвари-тельно фиксируя растворенный сероводород и сульфиды растворами ДМПФА и хлорного железа. При наблюдаемых нами концентрациях относительное стандартное отклонение метода составляла 8 % (Руководство по химическому, 1987). Для количественной оценки растворенного органического вещества использовали данные по бихроматной и перманганатной окисляемости. Определение проводили в день отбора, пробы отбирали в стеклянную посуду. Необходимо отметить, что этими методиками можно определить лишь относительную величину содержания органического вещества в пробах воды. Стандартное отклонение при определении окисляемости составляла 4...8 %. Содержание биогенных веществ (нитратов, нитритов, аммонийного азота, фосфатов, железа) в пробах воды определяли методом абсорбционной спектроскопии, обеспечивающим высокую чувствительность, хорошую вос производимость и обладающим достаточной специфичностью. Для определений использовали реагенты, образующие окрашенные комплексные соединения с биогенными ионами: аммонийный азот - с реактивом Несслера; нитритный и нитратный азот - с реактивом Грисса; фосфат-ионы - с комплексным реактивом, содержащим молибдат аммония. Определения проводили в день отбора проб, температура хранения проб - 3...4С (Руководство по химическому, 1987).
Ионы минерализации определяли в неконсервированных пробах с использованием титриметрического, комплексонометрического, потенциомет-рического, весового методов анализа. Определение жесткости проводили комплексонометрическим титрованием с хромоген черным. Ионы кальция определяли титриметрически комплексоном III и мурексидом. Относительное стандартное отклонение составляло 0,5 %.
Определение магния производилось расчетом. Определение концентрации калия и натрия проводили методом абсорбционной пламенной фотометрии. Концентрации гидрокарбонатов и карбонатов определяли потенцио-метрическим титрованием соляной кислотой; относительное стандартное отклонение при определении составляло 0,5 %.
Концентрацию сульфат-ионов определяли титриметрически с солью бария в присутствии ортанилового К, относительное стандартное отклонение составляло 1,5 %. Концентрацию хлоридов определяли аргентометрическим титрованием, относительное стандартное отклонение при определяемых концентрациях составляло 0,6 % (Руководство по химическому, 1987).
Определение нижеследующих ингредиентов проводилось в течение нескольких суток после отбора проб с предварительным консервированием проб. Определение фенолов проводилось спектрофотометрическим методом с диметиламиноантипирином через сутки после отбора, пробы консервировали добавлением 4 г едкого натра на L л (ГОСТ 4328-77). Относительное стандартное отклонение составляло 6 %. Анализ на содержание нефтепродуктов производили с предварительным экстрагированием четыреххлористьш углеродом методом колоночной хроматографии с ИК-спектроскопическим определением. Пробы отбирали в стеклянную посуду. Относительное стандартное отклонение при определяемых концентрациях составляло 15 % (Руководство по химическому, 1987).
Для определения тяжелых металлов (хрома, кобальта, никеля свинца, серебра, цинка) использовался метод атомно-абсорбционной спектрометрии (Определение железа, 1989). Относительное стандартное отклонение при определяемых концентрациях составляло: для хрома 9,8 %, кобальта - 9,8 %, меди - 14 %, никеля - 5 %, свинца - 8,7 %, серебра - 6,9 %, цинка - 10 %. Марганец определялся методом атомно-абсорбционной спектрометрии с ис-Щ пользованием лампы с полым катодом для марганца.
Качество воды рек, питающих водоем-охладитель БГРЭС-1
Экологическое состояние рек бассейна Береш в гидрохимическом отношении изучено довольно слабо. Систематические наблюдения гидрохимического режима проводились экспедициями Гидрохимического института и Красноярского УГКС. Наблюдения экспедиционного отряда Гидрохимического института (Назарова с соавт., 1980,) (Шульга с соавт., 1980), (Назарова с соавт., 1979) свидетельствовали, что поверхностные воды водоемов и водотоков рассматриваемого района в период 1976—1980гг. незначительно подвержены антропогенному воздействию.
Экологическое обследование рек Береш, Базыр и Кадат с притоками начато нами в 1984 г. с инспекционного облета района рек на вертолете, в ходе которого на карту района были нанесены все объекты антропогенного загрязнения, расположенные по берегам рек. Для проведения наблюдений на реках были установлены точки отбора проб в соответствии с правилами (Методические указания, 1984), (Временные методические, 1982). Эти точки контролировали как "организованный" сток очистных сооружений населенных пунктов, расположенных по берегам рек, так и "рассредоточенные" источники загрязнения, такие, как сток с территорий сельскохозяйственных угодий, животноводческих ферм, выпаса скота, садово-огородных участков. Гидрохимические показатели качества воды приведены в таблицах Приложения 2.
На р. Береш контрольные точки расположены в верховьях, 500 м до и после д. Линево (точки 21, 22); 500 м после д. Береш (точка 23); в среднем течении — 500 м до и после п. Холмогорское (точки 24, 25), в районе насос ной ГРЭС, перед впадением в водохранилище (точка 26). На р. Базыр контролировалось качество воды в верховьях, 500 м до и после г. Горячегорска (точки 31, 32), 500 м после железнодорожной станции Базыр (точка 33), перед впадением в водохранилище (точка 34). На р. Кадат контрольные точки расположены в верховье (точка 11), в районе брода на Можары (точка 12), 500 м после д. Глядень (точка 13), 500 м ниже по течению от фермы крупного рогатого скота (точка 14), 500 м до г. Шарыпово (точка 15), в г. Шарыпово 500 м после впадения в р. Кадат рек Темры и Ожи (точки 16,17), 500 м после очистных сооружений г. Шарыпово (точка 18) и перед впадением (точка 19) в водоем (рис. 3.1).
По данным наших наблюдений (Морозова, 1997), (Морозова с соавт., 1998 б) вода р. Береш характеризовалась средней величиной минерализации 140...400 мг/дм\ наибольшие значения минерализации наблюдались при наименьших расходах в конце зимнего периода. Содержание сульфатов достигало 40 мг/дм3, а ионов кальция - до 80 мг/дм3. Величина рН колебалась от 7,0 до 8,2. Содержание растворенного органического вещества (по показателю ХПК) в верхнем течении имело минимальные значения (от 4,8 мг О/дм до 9,0 мг/дм ) в зимний период. Наибольшие значения ХПК наблюдались в осенний период (от 12,4 мг/дм1 до 16,8 мг/дм3). В устье р. Береш в течение всего периода наблюдений фиксировались максимальные значения ХПК (от 18,4 мг/дм3 до 28,7 мг/дм3).
Во внутри годовой динамике содержания биогенных веществ наблюдались максимальные концентрации нитритов и нитратов в зимний период. В верховьях концентрации нитритов составляли 0,050 мг/дм3 до 0,080 мг/дм3; нитратов - от 0,220 мг/дм до 0,214 мг/дм ; в устье реки содержание нитритов колебалось от 0,212 мг/дм до 0,284 мг/дм . В период паводка концентрации нитратов и нитритов были минимальными, в летне-осенний период наблюдалось их повышение содержания в воде.
Содержание аммонийного азота колебалось в широких пределах: в верхнем течении в конце зимнего периода 0,01...0,02 мг/дм3; в нижнем течении в конце осеннего периода — 0,22...0,90 мг/дм , что связано с поступлением загрязняющих веществ с территории водосбора. Динамика изменения содержания фосфатов также свидетельствует о нарастании поступлений по течению реки, особенно четко выраженному в летний период: в верхнем течении концентрации фосфатов составляли от 0,009 мг/дм3 до 0,284 мг/дм3, в устье реки - от 0,156 мг/дм3 до 0,400 мг/дм3.
Содержание загрязняющих веществ в р. Береш также возрастало сверху вниз по течению реки. Максимальные концентрации фенолов в воде обнаруживались в осенний период 1989 г. в устье реки (0,012 мг/дм3); нефтепродуктов - в зимний период 1985 г. в устье реки (3,20 мг/дм3). Максимальные концентрации тяжелых металлов (меди и цинка) в устье реки наблюдались в осенний период 1985 г. (0,008 мг/дм3 и 0,045 мг/дм3).
В период 1989—1993 гг. возросло содержание биогенных соединений, растворенного органического вещества (по показателю ХПК). В пробах воды р. Береш показатель ХПК увеличился с 5,0 мг О/дм3 до 29,4 мг/дм3, в р. Кадат с 11,0 мг/дм до 78,3 мг/дм3, содержание аммонийного азота в р. Береш воз росла от 0,12 мг/дм3до 0,75 мг/дм3 , в р. Кадат - от 0,8 до 5,15 мг/дм3. Увеличились концентрации фенолов, нефтепродуктов, тяжелых металлов.
Исследованиями (Бажина, 1984), (Бажина с соавт., 1983) по гидробиологическим показателям вода р. Береш была отнесена к разряду водотоков с минимальной степенью трофности, индекс сапробности составлял 1,29, что соответствует II классу качества вод. Начиная с 1988 г., нами наблюдалось ухудшение качества воды в р. Береш, в связи с увеличением потребления чистой воды и объема загрязняющих стоков. При этом класс качества воды снизился на 1 ступень.
Минерализация воды р. Базыр в течение года изменялась в широких пределах - 140...500 мг/дм . В период половодья минерализация существенно снижалась; в период межени минерализация достигала максимальных значений за счет увеличения концентрации гидрокарбонатов (до 280 мг/дм3) и ионов кальция (до 80 мг/дм ). Значение РН колебалось в пределах 7,0...8,8. Содержание органических веществ по показателю ХПК возрастало в весеннее половодье до 11 мгО/дм3, в зимнюю межень - до 1,0 мг/дм3. Содержание нитратов в воде реки колебалось от 0,001 до 0,030 мг/дм3, нитритов - от 0,002 до 0,005 мг/дм3, ионов аммония — от 0,07 до 4,60 мг/дм3. Концентрации фосфатов колебались от 0,011 мг/дм3 до 0,052 мг/дм3.
Содержание загрязняющих веществ в р. Базыр меньше, чем в р. Береш. Так, концентрации фенолов достигали величин 0,006 мг/дм3, тяжелых металлов (меди и цинка) - 0,О29мг/дм3 и 0,064 мг/дм3. Высокие содержания биогенных органических и загрязняющих веществ связаны с антропогенными поступлениями с территории водосбора. По гидробиологическим показателям (Чайковская, 1980) качество воды в р. Базыр соответствовало II классу чистоты; индекс сапробности составлял 1,56. За период наблюдений 1986-1991 гг. качество воды р. Базыр не претерпело существенных изменений.
