Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Изучение экологического состояния водных объектов и информационная обеспеченность 9
1.1. Методы изучения 9
1.2. Практика изучения 28
Глава 2. Природные факторы формирования гидрологического и экологического состояния рек 40
2.1. Основные факторы формирования гидрохимического состояния рек 40
2.1.1. Геологическое строение 42
2.1.2. Рельеф 49
2.1.3. Климат 52
2.1.4. Почвенный покров 57
2.1.5. Растительный покров 62
2.2. Гидрографическая сеть Белгородской области 65
2.2.1. Реки бассейна Днепра 69
2.2.2. Реки бассейна Дона 70
2.3. Характер произрастания водной и околоводной растительности и динамика ряда индикаторных гидроэкологических показателей 73
Глава 3. Анализ гидроэкологического состояние водных объектов Белгородской области 82
3.1. Гидрологическая характеристика 82
3.2. Гидрохимическая характеристика 86
3.3. Влияние сельскохозяйственного производства на состояние водных объектов 105
3.4. Влияние селитебно-промышленного комплекса на состояние водных объектов 112
Глава 4. Гидрохимический анализ состояния рек, подверженных влиянию горнодобывающей промышленности, методика их исследования и система природоохранных мероприятий 124
4.1. Методический подход к изучению состояния рек, подверженных влиянию горнодобывающей промышленности 124
4.2. Анализ воздействия ОАО «Лебединский ГОК» на р. Осколец 125
4.3. Анализ воздействия Яковлевского рудника на р. Ворскла 140
4.4. Анализ воздействия Старооскольско-Губкинского горнопромышленного района на р. Оскол и ее притоки 147
4.5. Рекомендуемые мероприятия по охране рек 161
Заключение 163
Библиографический список 165
Приложения 182
- Практика изучения
- Геологическое строение
- Гидрохимическая характеристика
- Анализ воздействия ОАО «Лебединский ГОК» на р. Осколец
Введение к работе
Актуальность исследования. Высокие темпы развития горнодобывающих предприятий региона КМА на фоне интенсивного сельскохозяйственного производства вместе с относительно ограниченной водообеспечен-ностью южной части Среднерусской возвышенности обусловливают здесь ухудшение количественных и качественных показателей водных ресурсов, в том числе на территории модельного района исследования - Белгородской области. Данные наблюдательных пунктов Белгородского областного центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды показывают постепенное ухудшение качества водных ресурсов Белгородской области за период 1968-2008 годов, но их малочисленность не позволяет детально устанавливать причинно-следственные связи, моделировать локальные гидроэкологические ситуации, а также адекватно информировать местные и региональные органы власти для разработки водоохранных мероприятий, планов и программ.
Данная работа направлена на исследование закономерностей формирования гидрохимической ситуации рек, протекающих по территории Белгородской области, с учетом их природных особенностей, вклада источников организованного и диффузного стока загрязняющих веществ, воздействия горнодобывающей деятельности как ведущей отрасли региональной экономики.
Цель работы - гидрохимический анализ состояния рек, подверженных влиянию горнодобывающей промышленности на территории Белгородской области.
Для достижения этой цели решались следующие задачи:
проанализировать существующие методы изучения состояния рек, подверженных влиянию горнодобывающей промышленности;
выявить физико-географические и антропогенные факторы формирования речного стока исследуемой территории;
изучить динамику состояния рек, проанализировать влияние различных типов антропогенной нагрузки на качество речных вод;
исследовать характер воздействия ОАО «Лебединский ГОК», ОАО «Стойленский ГОК», ООО «Металл-групп» (Яковлевский рудник) на состояние рек Осколец, Оскол, Ворскла;
разработать природоохранные мероприятия по улучшению гидрохимического состояния рек.
Объект исследования - реки, подверженные интенсивному воздействию горнодобывающей промышленности в Белгородской области, характеризующейся специфическим комплексом физико-географических и социально-экономических условий (высокая плотность населения, концентрация промышленного и горно-промышленного производств, маловодность поверхностных водных объектов, черноземные почвы и геологическое строение, характеризующееся широким распространением меловых пород).
Предмет исследования - природно-техногенные процессы, влияющие на состояние рек.
Научная новизна. Впервые на ряде рек Белгородской области проведено достаточно подробное исследование гидроэкологической ситуации, определяемой совокупностью биоценотических условий и других природных факторов и антропогенной нагрузки с использованием методов экспресс-наблюдений (динамика прозрачности, содержания нитратов, как индикаторов самоочищающей способности водной среды). Впервые созданы карты животноводческой и населенческой нагрузки. Проведено исследование вклада двух основных типов антропогенной нагрузки (селитебно-сельскохозяйственной и селитебно-промышленной) в формирование качественного состава воды рек, а также воздействия, оказываемого горнопромышленными предприятиями на состояние водных объектов.
Основные положения работы, выносимые на защиту:
Результаты анализа практики реализации современных методов оценки гидрохимической ситуации на реках.
Результаты исследования значимости природных и антропогенных условий территорий при формировании современной гидроэкологической ситуации рек Белгородской области.
Оценка вклада в формирование гидрохимического состава воды разных источников антропогенной нагрузки.
Методический подход к изучению состояния рек, подверженных влиянию горнодобывающей промышленности.
Результаты анализа гидрохимического воздействия ОАО «Лебединский ГОК», ОАО «Стойленский ГОК», Яковлевского рудника на гидроэкологическое состояние рек Осколец, Оскол, Ворскла.
Исходные материалы и методы исследования. В основу работы положены результаты полевых исследований автора (2005-2008 г.г.), отечественные и зарубежные литературные источники, справочные и статистические данные, картографические источники, многолетние данные наблюдений на реках ФГУ «Управление эксплуатации Белгородского водохранилища», данные регулярных наблюдений гидрологических постов, фондовые материалы Центрально-Черноземного управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей природной среды, Отдела водных ресурсов по Белгородской области Донского Бассейнового водного управления.
В ходе работы применялись традиционные методы географических исследований: ландшафтно-гидрологический, гидрологической аналогии, гео-графо-гидрологический, бассейновый подход, сравнительно-описательный, математико-статистический, картографический, экспедиционный, ГИС-технологий. При этом были использованы программные средства БелГИС (версия 1.7.90) и Статистика (версия 6.0).
Личный вклад. Автором рассмотрена практика реализации существующих методов изучения рек; проведено экспедиционное изучение гидроэкологической ситуации на ряде рек Белгородской области, при котором использовались методы экспресс-наблюдений; выполнен статистический анализ данных по гидрохимическому составу речных вод; исследовано влияние горнодобывающих предприятий на состояние рек; разработан методический
подход к изучению состояния рек, подверженных влиянию горнодобывающей промышленности; предложен перечень первоочередных направлений природоохранной деятельности на территории региона.
Практическое значение работы. Результаты диссертации имеют практическое значение для создания системы регионального мониторинга водных объектов и обоснования мероприятий по охране водных ресурсов. Полученные автором результаты использовались при разработке практических и лекционных занятий по курсам «Экологическое картографирование», «Геохимия окружающей среды», читаемых в БелГУ, а также в природоохранных проектах ряда горнодобывающих предприятий Белгородской области, при разработке природоохранных разделов государственных областных программ развития свиноводства, птицеводства, молочного животноводства в Белгородской области на 2005 - 2010 годы. Материалы исследования были включены в ежегодный доклад «Состояние окружающей среды и использование природных ресурсов Белгородской области в 2003-2004 годах» (2005), монографию «Природные ресурсы и окружающая среда Белгородской области» (2007).
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на I и II международных научных конференциях «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах» (Белгород, 2004; Белгород, 2006), Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Регион - 2006: общественно-географические аспекты» (Харьков, 2006), Международной научно-практической конференции «Регион - 2006: стратегия оптимального развития» (Харьков, 2006), IX международном симпозиуме «Вопросы осушения, горнопромышленной геологии и охраны недр, геомеханики, промышленной гидротехники, геоинформатики, экологии» (Белгород, 2007), Международной научно-практической конференции «Геоэкологические исследования и их отражение в географическом образовании» (Курск, 2007), Объединенном совете по фундаментальным географическим проблемам при Международной ассоциации академий наук (Белгород, 2007).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 работ, из которых 2 в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 210 страницах, включает введение, четыре главы, заключение, библиографический список состоящих из 162 источников, в том числе 4 на иностранном языке, и 5 приложений.
Практика изучения
Гидрологическая изученность речных бассейнов Белгородской области неравномерна и в основном определяется исторически сложившимися условиями, временем и степенью хозяйственного освоения водосборов различной величины. Степень изученности водных ресурсов характеризуется числом и продолжительностью действия гидрологических станций в ее пределах [114]. В 1930 г. Государственный институт по проектированию водохозяйственных сооружений (Гипроводхоз) осуществлял исследовательские работы в бассейне р. Дон. С организацией Главного управления Гидрометеорологической службы началось планомерное развитие сети гидрологических станций и водомерных постов по притокам р. Дон. К 1939 г. число гидрологических постов достигает шести. В период с 1941 по 1944 гг. систематические наблюдения были прерваны в связи с Великой отечественной войной. Восстановление гидрологической сети началось с 1944 г., когда были вновь открыты два поста: на реке Ворскла у с. Козинка и на реке Сейм у с. Зуевка. К 1950 г. гидрологическая сеть пополнилась десятью вновь открытыми постами. В связи с промышленной разработкой железорудных месторождений с 1962 г. начато изучение водных ресурсов КМА. Дополнительно к имевшимся створам сети Гидрометеослужбы на р. Оскол были открыты 15 временных постов Государственного гидрологического института (ГГИ), 7 из которых располагались на р. Осколец и вели наблюдения за стоком воды [31,39]. На р. Северский Донец также появилось 3 новых поста, осуществлявших. систематические наблюдения на его притоках: р. Сажновский Донец, р. Липовый Донец, р. Нежеголь, р. Корень и др.
К настоящему времени наблюдательная система за гидрологическими и гидрохимическими показателями водных объектов Белгородской области представлена пунктами, принадлежащими государственной наблюдательной сети (ГНС), или Государственному учреждению «Белгородский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды», бассейновому водному управлению (БВУ), включая сеть подведомственных федеральных государственных учреждений (ФГУ), другим органам Министерства природных ресурсов РФ (МНР РФ), территориальной наблюдательной сети (ТНС), муниципальной наблюдательной сети (МНС), а также локальной наблюдательной сети (ЛИС), т. е. водопользователям [39].
Белгородский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (БЦГМС) контролирует и обобщает работу на водных объектах, в состав которого входят: Отдел гидрологии, Белгородская лаборатория по мониторингу загрязнений атмосферы и Старооскольская лаборатория по мониторингу загрязнения природной среды. Под контролем БЦГМС - 12 гидрологических постов на девяти водных объектах (табл. 1.5, рис. 1.1) и 12 гидрохимических пунктов в 20 створах на 9 водных объектах (прил. 1, рис. 1,2). БНС представлена совместно с ТНС в 7 пограничных с Украиной (на реках Северский Донец, Ворскла, Ворсклица, Оскол) и межобластных створах (на реках Оскол, Потудань, Тихая Сосна). ТНС представлена 56 пунктами наблюдений за гидрохимическими показателями водных объектов, ЛНС составляют пункты наблюдений предприятий-водопользователей, сбрасывающих сточные воды в водные объекты. Для территории Белгородской области эта величина составляет 2,7-3,0 тыс. км2, т.е. необходимо создание дополнительных пунктов наблюдений. На сегодняшний день слабоизученным звеном гидрофафической сети являются малые водосборы, что объясняется недостаточностью на них пунктов наблюдений, постоянным сокращением действующих водпостов. Необходимо совершенствование методов расчета стока рек и их гидрохимических характеристик с тем, чтобы они, с одной стороны, были достаточно просты и не требовали большого объема исходной информации, а с другой — были бы надежны [45].
В настоящее время гидрологический режим водных объектов Белгородской области обусловливается не только естественными колебаниями метеорологических элементов, но и антропогенными факторами. При этом роль последних с каждым годом становится все более значительной и игнорирование их в ряде случаев может привести к большим ошибкам при определении расчетных гидрологических характеристик [43].
Число рек с измененным стоком с каждым годом возрастает, водохозяйственный баланс развитых в экономическом отношении районов становится более напряженным, поэтому вопросы оценки величины изменений речного стока под влиянием различных мероприятий, осуществляемых в речных бассейнах, приобретают исключительно важное практическое и научно-методологическое значения. Изучение природно-антропогенных процессов на речных водосборах и состояние водных ресурсов Белгородской области осуществлялась в три этапа.
На первом этапе производился сбор и анализ литературных источников, изучение детальных топографических карт, составление первичного картографического материала с установлением границ водосборов, выбор объектов натурных исследований.
Второй этап заключался в проведении полевых исследований, цель которых заключалась в сборе фактического материала по каждому рассматриваемому водосбору, а также в получении информации об основных морфо-метрических, гидроэкологических характеристиках, необходимых для наиболее полного описания бассейнов рек Белгородской области. На третьем этапе произведена обработка полевых материалов с использованием теоретического материала и статистических гидрологических данных [56]. При анализе природных и антропогенных факторов, действующих на водосборе, и экологического состояния водных объектов наиболее удобным является бассейновый подход. Преимущества такого подхода - четкая выраженность границ и зон взаимодействия природных факторов, иерархия в структуре и процессах, возможность использования балансовых соотношений, возможность применения геофизических, геохимических и математических методов исследования, что позволяет принимать наиболее обоснованные решения при регулировании природных процессов [118]. В настоящее время такой подход часто используется при решении природоохранных проблем и проведении комплексной оценки антропогенных воздействий на природную среду, а также при обосновании природоохранных мероприятий [119].
Действительно, на площади водосборов осуществляется хозяйственная деятельность человека, оказывающая прямое и косвенное воздействие на состояние водных ресурсов, здесь же наиболее удобно проводить мониторинг поверхностных и подземных ресурсов и природоохранные мероприятия. Поэтому гидроэкологический анализ водного режима территории Белгородской области начинался с выделения границ водосборов, порядку которых соответствует определенная величина стока. Она зависит от зональных и азональных физико-географических условий исследованной территории. Возни-кает необходимость анализа природных факторов формирования гидрологического режима рек, который осуществлялся с использованием комплекса методов.
Геологическое строение
Территория Белгородской области испытала сложный и длительный этап геологического развития. В тектоническом отношении регион расположен на Восточно-Европейской (Русской) платформе, в пределах Воронежской антек-лизы, представляющей собой платформенную структуру в виде пологого антиклинального поднятия в несколько сотен километров в поперечнике [29, 31, 53, 105]. Породы кристаллического фундамента залегают в пределах антеклизы на различной глубине. Наиболее близкое их залегание наблюдается в центральной части поднятия (100-200 м), приуроченного к северу и северо-востоку Белгородской области. В пределах юго-западной границы области (периферийной части антеклизы) глубина залегания резко увеличивается до 400-600 м. Естественных выходов кристаллических пород фундамента на дневную поверхность нет [31].
Формирование пород в различные этапы геологической истории происходило весьма неравномерно. В геологическом строении территории Белгородской области принимают участие девонские, каменноугольные, юрские, меловые, палеогеновые, четвертичные отложения и полностью отсутствуют отложения кембрийского, ордовикского и силурийского периодов [6, 29, 53, 105, 125]. Породы архей-протерозойского возраста разделяются на два структурных яруса: нижний - архейский, представленный гнейсами и пачками амфиболитов, и верхний — протерозойский, в составе которого — сланцы, железистые кварциты. К кровле последних приурочены месторождения богатых железных руд [139].
Геологическое строение и литологический состав рельефообразующих пород - определяющий фактор образования, пополнения запасов, уровня залегания подземных вод, которые, в свою очередь, обеспечивают питание рек в периоды, когда поверхностный сток отсутствует или незначителен. Одним из основных свойств, создающих условия для формирования подземных вод, является водопроницаемость пород. Чем больше водопроницаемость пород, чем мощнее их отложения, тем больше подземная емкость и ее регулирующая способность. Основными рельефообразующими породами на территории Белгородской области повсеместно являются мела и мергели верхнемелового возраста. При этом на севере распространены мела туронского яруса верхнего мела, ниже которого находятся пески сеноман-альба. Южнее основную роль в рельефе выполняют мергели сантона. На самом юге рельефообразующими породами являются мела кампан-маастрихта [140]. Они залегают на размытой поверхности нижневолжских отложений и обнажаются по крутым склонам долин, балок и оврагов (кроме юго-запада). На водоразделах мело-мергельная толща прикрывается отложениями палеогена, которые представлены породами палеоцена: бучакскими глауконитовыми песками с включением рыхлых песчаников, песками и мергелями киевского и глинами харьковского ярусов, песками и глинами полтавского яруса. Здесь также распространены четвертичные флювиогля-циальные пески, которые залегают по левому склону долины р. Оскол, на водоразделе рек Потудани и Оскола. На водоразделах распространены покровные суглинки, элювиального происхождения, а по склонам балок развиты делювиальные суглинки. Древние аллювиальные отложения представлены песками, которыми сложены речные террасы.
По литологическому составу породы меловой системы делятся на две толщи: нижнюю (терригеновую) и верхнюю (карбонатную). Терригеновый отдел сложен глинистыми разнозернистыми кварцевыми песками, глинами пестрыми, слабосцементированными песчаниками. Верхняя терригеновая толща представлена альб-сеномантскими разнозернистыми песками глауконито-кварцевого состава. Эти отложения распространены повсеместно и вскрываются речной сетью Убли, Котла, Оскольца. Карбонатная толща меловых образований залегает на размытой поверхности сеномантских песков и представлена писчим мелом, мергелем, опоками, и лишь на небольшой площади в верховьях р. Псел развиты алевриты и алевролиты [125].
Основную роль в питании речной системы в меженный период выполняют грунтовые воды, залегающие в верхней части гидрогеологического разреза, где водоносные горизонты находятся в зоне дренирующего воздействия крупных эрозионных форм. Подземные воды, залегающие глубже 100 м, относятся к зоне глубокого стока — на них меньше влияют свойства рельефообразующих пород и почвенного покрова. С речным стоком эти воды связаны относительно слабо. Обычно они имеют напорный характер, очень замедленные скорости движения и повышенную минерализацию. Питание их происходит за счет перетекания из вышележащих водоносных горизонтов, а сток направлен к главной реке - к Дону или Днепру [52].
Формирование подземных вод зоны свободного водообмена в районе исследования происходит на водосборах малых и средних рек. Благоприятные условия для инфильтрации атмосферных осадков имеются в бассейнах Ворсклы, Харькова, Северского Донца, Нежеголи с величиной питания подземных вод атмосферными осадками - 8,0 %; Оскола и Валуя - 7,5 %, Пены — 7 % и Илька — 6 %, Псел а и Потудани - 5 %, Сейма - 4 % [120, 121].
В пределах Белгородской области известно 14 водоносных горизонтов и комплексов. По запасам подземных вод выделяются: турон-маастрихтский, се-номан-альбский, юрский, каменноугольный горизонты и трещиноватые породы архей-протерозойского возраста глубиной залегания до 600 м. Основное значение для питания поверхностных водотоков имеют верхнемеловой (мело-мергельный) и сеноман-альбский водоносные горизонты.
Гидрохимическая характеристика
По данным М. И. Львовича (1986), из общего объема гидросферы, составляющего примерно 1,5 млрд. км2, на долю поверхностных пресных вод приходится около 360 000 км (0,25 %). Единовременный объем русловых реч-ных вод составляет около 1200 км (менее 0,0001 %), который благодаря круговороту ежегодно воспроизводит в 33 раза большее количество воды. В результате этого общий речной сток с суши в океан равен 38830 км (или 44230 км с учетом стока с полярных ледников и притока подземных вод непосредственно в океан). Главной особенностью речных вод является исключительно высокая (после атмосферной влаги) активность водообмена. Русловые речные воды сменяются в среднем каждые 11 дней, что определяет их быструю возобнов-ляемость (для сравнения: активность водообмена океана и подземных грунтовых вод составляет соответственно 3000 и 5000 лет).
К основным особенностям рек, от которых зависят химический состав речной воды и ее гидрохимический режим, О. А. Алекин относит: 1) быструю смену воды в русле, в результате чего она взаимодействует с породами ограниченное время и испаряется незначительно; 2) формирование состава воды в самых поверхностных слоях земной коры; 3) сильную зависимость водного режима рек от климатических и погодных условий; 4) хорошее взаимодействие воды с атмосферой; 5) интенсивное воздействие на воду растительных и животных организмов. По указанным причинам речные воды отличаются малой минерализацией, быстрой изменчивостью состава под воздействием гидрометеорологических условий и постоянным присутствием в воде газов атмосферного происхождения. В естественных условиях (при отсутствии в водосборном бассейне сильно растворимых минералов, болот, торфяников, различных антропогенных воздействий) речные воды являются пресными и служат одним из основных источников питьевого водоснабжения населения.
Приведенные выше особенности гидрохимического режима речных вод характеризуют условия их преобразования непосредственно в русле. Однако фактически формирование состава вод рек зависит не только от процессов, протекающих в самой реке, но в значительной мере и от процессов, совершающихся на водосборной площади, например, от специфических условий формирования поступающих в реку поверхностных или грунтовых вод.
Важнейший этап формирования химического состава вод суши связан с пребыванием воды на водосборной площади, где происходит преобразование атмосферных вод в поверхностные. Поступающие из атмосферы осадки перехватываются растительностью и затем испаряются или просачиваются через растительный покров и стекают по стволам деревьев. Если растительность отсутствует, осадки поступают прямо на землю. С поверхности почвы вода ин-фильтруется вглубь или задерживается в почве. Вода может двигаться вниз по склону или испаряться. Вода, содержащаяся в почве, испаряется с поверхности, транспирируется растениями, фильтруется до поверхности грунтовых вод, где движется по склону в виде почвенно-поверхностного и почвенно-грунтового стока. Грунтовые воды в свою очередь расходуются на транспирацию и испарение, если уровень воды располагается близко к поверхности, на капиллярное поднятие в ненасыщенную почвенную зону, на глубокую фильтрацию, а также на медленную разгрузку на поверхность в ручьи, источники и русла рек в виде грунтового стока. По мере того как вода движется через систему резервуаров и перетоков между ними, ее химический состав изменяется. В итоге химический состав воды, покидающей водосборный бассейн, будет значительно отличаться от химического состава той воды, которая поступает на водосбор в виде осадков.
В. Г. Глушков предложил различать сток местных вод (или местный сток) и транзитный речной сток. Согласно П. П. Воронкову, местный сток представляет собою воды, образующиеся из атмосферных осадков, выпавших на поверхность водосбора и сформировавших свой химический состав в процессе стекания в его пределах. При выпадении жидких осадков (или таянии снежного покрова) эти воды поступают в речное русло по различным стоковым ярусам. Различают следующие генетические категории вод: 1) поверхностно-склоновые; 2) почвенно-поверхностные (воды микроручейковой сети); 3) почвенно-грунтовые (зоны аэрации); 4) грунтовые. В природе они тесно связаны и зачастую бывает затруднительно отделить одну категорию от другой. Периодическое преобладание на водосборе вод той или иной генетической категории обусловливает смену типов водного питания и внутригодовые изменения минерализации и химического состава русловых речных вод, что подтверждает важное теоретическое положение о гидрохимическом режиме малых рек как отображении процесса смены в русловой сети вод различного происхождения.
О. А. Алекин по минерализации вод делит реки на четыре группы: 1) с малой минерализацией — до 200 мг/л; 2) со средней минерализацией - 200 — 500 мг/л; 3) с повышенной минерализацией — 500 — 1000 мг/л; 4) с высокой минерализацией - более 1000 мг/л. В пределах первой группы можно выделить еще реки с водой очень малой минерализации (до 100 мг/л). Выделенные группы рек различаются и по преобладающим ионам. Речные воды с малой и средней минерализацией являются гидрокарбонатными кальциевыми или реже гидрокарбонатными магниево-кальциевыми. Для них более типичен следующий порядок расположения главных ионов НСОз" SCV" СГ; Са2+ Mg2+ Na+ + К+. В речных водах с повышенной минерализацией наряду с НС03" доминирующим является SO4 ", с высокой - ионы S04 " и СГ.
Воды рек в подавляющем большинстве относятся ко второму типу, хотя он выражен значительно слабее, чем у атмосферных осадков. Средний состав речных вод, по Кларку, О. А. Алекину и М. Мейбеку, также принадлежит ко второму типу. Из анионов в среднем составе доминирующее положение зани-мают ионы НСОз, на втором месте находятся ионы SO4 ". Из катионов в среднем химическом составе рек главную роль играет Са+. Концентрации растворенных в воде рек минеральных и органических веществ и показатели качества воды в значительной мере регулируются физическими, химическими и биологическими процессами, протекающими в водном объекте. Воды средней минерализации занимают почти всю среднюю полосу европейской части СНГ, зоны лесов и лесостепей, куда входит и Белгородская область. Бассейны рек с водами повышенной минерализации распространены преимущественно на юге европейской части СНГ в зоне лесостепей. Эти воды дренируют типичные черноземы, обычно залегающие на карбонатных породах.
Анализ воздействия ОАО «Лебединский ГОК» на р. Осколец
Производственная деятельность Лебединского горно-обогатительного комбината связана с добычей неокисленных кварцитов и производством рядового концентрата, окатышей из рядового концентрата и горячебрикетированно-го железа. Сырьевой базой предприятия служат Лебединское и Южно-Лебединское месторождения, разработка которого осуществляется открытым способом. В обводнении месторождений принимают участие современный аллювиальный водоносный горизонт, турон-коньякский водоносный подгори-зонт, альб-сеноманский водоносный горизонт, неоком-аптский водоносный горизонт и археиско-протерозойский водоносный комплекс [44]. Предприятие сбрасывает производственные стоки и часть дренажных вод непосредственно в р. Осколец в количестве порядка 10 млн. м3 в год. Данные нижеприведенной таблицы (табл. 4.1) показывают, что содержание всех загрязняющих веществ (кроме сухого остатка и сульфатов) после попадания сточных вод в р. Осколец снижается. Это связано с тем, что содержание загрязняющих веществ в сточных водах Лебединского ГОКа ниже, чем в р. Осколец до места сброса. Фоновое содержание нефтепродуктов составляет 3,4 ПДК, а после сброса - 0,6 ПДК. Концентрация железа снижается с 5 ПДК до 3 ПДК после сброса. Содержание марганца изменяется с 3,5 ПДК до 2,5 ПДК. Концентрация меди снижается с 9 ПДК до 3 ПДК. Содержание сухого остатка и сульфатов после сброса сточных вод увеличивается незначительно: в 1,07 и 1,03 раза соответственно. Нужно сказать, что содержание сульфатов составляет 1,12 ПДК до сброса и 1,16 ПДК после сброса. Ход изменения содержания загрязняющих веществ показан на рис. 4.1. В связи с тем, что в р. Осколец, помимо Лебединского ГОКа, сбрасывают свои сточные воды и другие предприятия, расположенные ниже по течению, сложно вычленить влияние на гидроэкологическое состояние р. Осколец отдельно Лебединского ГОКа. В какой-то мере это позволяют сделать расчетные концентрации загрязняющих веществ, которые показывают содержание загрязняющих ингредиентов при отсутствии сброса от других предприятий. Данные таблицы 4.1 показывают, что расчетные концентрации по всем веществам (кроме нефтепродуктов) ниже фактических. Это говорит о том, что при отсутствии сброса от других предприятий, содержание загрязняющих веществ было бы ниже, чем есть на самом деле.
Влияние горнодобывающей промышленности на примере Лебединского ГОКа на прилегающие малые реки (р. Осколец), имеет двойственный характер: с одной стороны - содержание почти всех загрязняющих веществ после сброса снижается, с другой - за счет снижения водности реки на 1/3 (с 2,18 м/с в пе-риод ненарушенного стока до 1,47 м /с в период нарушенного стока), значительно уменьшилась самоочищающая способность Оскольца в отношении диффузного селитебного и сельскохозяйственного загрязняющего стока [33].
Река Осколец берет свое начало у с. Петровки Губкинского района Белгородской области. Протекает преимущественно с запада на восток по территории Губкинского и Старооскольского районов и впадает в реку Оскол в г. Старый Оскол. Длина реки составляет 40 км. Бассейн Оскольца граничит с бассейнами следующих рек: на западе — Сейма, на юго-западе - Орлика, на юге — Ду-бенки и Чуфички. Площадь бассейна составляет 494 км .
Водосборный бассейн р. Осколец располагается на территории Староос-кольско-Губкинского горнопромышленного района и, соответственно, насыщен сельскохозяйственными и промышленными предприятиями различных отраслей хозяйства. Практически вся территория бассейна р. Осколец характеризуется разной степенью экологической нарушенности вследствие хозяйственной деятельности человека. Здесь естественные природные ландшафты сильно изменены под воздействием застроек городов Губкин и Старый Оскол, а также целого комплекса горно-промышленных и иных предприятий, таких как Лебединский ГОК, Стойленский ГОК, Губкинская ТЭЦ, комбинат «КМА руда», предприятия пищевой промышленности, строительной индустрии и др.
В соответствии с методическими требованиями [92, 127] для оценки гидроэкологической ситуации р. Осколец должен применяться бассейновый подход, подразумевающий учет природных и хозяйственных особенностей на водосборных бассейнах. Проведенное зонирование бассейна р. Осколец (рис. 4.2) показывает наличие шести зон антропогенной нагрузки.
