Формування і динаміка хімічного складу річкових вод лівобережних приток Дніпра у зоні лісостепу
За даними багатьох гідрохімічних досліджень річкові води Лівобережно-Дніпровської лісостепової провінції (рр. Удай, Сула, Хорол, Псел та ін.) в умовах, близьких до природних, характеризувалися чітко вираженою належністю до гідрокарбонатного кальцієвого, гідрокарбонатного кальцієво-магнієвого або гідрокарбонатно-сульфатного кальцієво-магнієвого типу [1,2]. Однією з причин формування такого складу річкових вод є особливості широко розповсюджених регіональних грунтів і порід з характерними солонцюватими включеннями та підвищеним вмістом розчинних солей (соди, сульфатів, хлоридів натрію і калію). При цьому, мінералізація річкових вод даного регіону не перевищувала 323-571 мг/дм3 протягом літньо-осінньої та зимової межені, знижуючись під час весняного водопілля до 100-200 мг/дм3. Помітного забруднення річок типовими речовинами чисто антропогенного походження не спостерігалося [1].

На сьогодні в більшості річок зазначеного регіону тип води практично не змінився. Однак у її хімічному складі відбулися певні і досить відчутні зміни. Вони полягають насамперед в зростанні величини мінералізації води (у меженні періоди до 600-700 і навіть 1000 мг/дм3) та абсолютного і відносного вмісту головних іонів природно-антропогенного походження (натрію і магнію, сульфатів і хлоридів, рідше гідрокарбонатів і карбонатів) [1,2]. Показово, що в басейнах рр.Сула і Псел (як і в межах України в цілому) середній склад мінеральних речовин антропогенного походження призводить до формування і зростання ролі вод характерного хлоридно-сульфатного натрієво-магнієвого типу.

Протягом останніх десятиріч подібне явище, а також загальне зростання мінералізації річкових вод, зумовлене антропогенними чинниками, носить постійний і цілком закономірний характер. Постійно збільшувався також вміст типових забруднювальних речовин промислового, господарсько-побутового і сільськогосподарського походження (важких металів, фенолів, нафтопродуктів, синтетичних поверхнево активних речовин, сполук азоту і фосфору, органічних речовин тощо). В той же час слід наголосити, що зазначені односпрямовані зміни хімічного складу ручкових вод відбуваються на тлі характерних для кожної річки періодичних коливань річного стоку.

В зв'язку з цим основною метою даної роботи було дослідження і оцінка хімічного складу і рівнів забрудненості вказаних водотоків даної частини дніпровського басейну на сучасному етапі, їх динаміки у часі, виявлення частки і співвідношень різних чинників (природних і антропогенних) у формуванні якості річкових вод (на основі математико-статистичного аналізу даних багаторічних гідрохімічних спостережень).

Виконані дослідження охопили період 1981-1998 рр., який майже повністю співпав з останнім за часом повним циклом багаторічних коливань водності рр. Сула і Псел (рис.) і в найбільшій мірі був забезпечений вихідною гідрохімічною інформацією.

Як зазначалося нами раніше [3-5], протягом цього періоду в гідрохімічному режимі багатьох малих і середніх водотоків дніпровського бассейну відбулися характерні і досить відчутні зміни. Їх початок (1991-1992 рр.) практично співпав з зародженням і наступним інтенсивним розвитком стагнаційних процесів в соціально-економічний сфері України. Це зумовило помітне зменшення загального антропогенного навантаження на всі водні об'єкти

Рис. Різницеві інтегральні криві модульних коефіцієнтів річного стоку р.Псел (ряд 1) і р.Сула (ряд 2).

басейну Дніпра. Крім того, саме напередодні цих років водний режим досліджених річок (Сули, Псла та їх основних притоків) характеризувався черговою зміною багатоводної фази на маловодну (див.рис.). Оскільки вказані чинники відіграють вирішальну роль у формуванні і динаміці якості поверхневих вод суходолу, саме їм була приділена основна увага при інтепретації отриманих гідрохімічних даних.

Головні йони, завислі речовини. Середньобагаторічні концентрації окремих компонентів йонно-сольового складу та мінералізація води (Sі) у притоках Дніпра, що протікають у лівлбережній частині лісостепової зони його басейну помітно (в 1,5-2 рази) перевищують аналогічні показники для річок правобережного Полісся України [4,5]. Найвищі середньорічні концентрації головних іонів знайдені у водах рр.Сула нижче м.Лубни (SO42--110, Cl--108,2; Ca2+-94,6; (Na++K+)-140,1; Sі-910 мг/дм3) і Хорол в районі м.Миргород (SO42--226, Cl--193, Ca2+-110, (Na++K+)-209, Sі-1264 мг/дм3). При цьому, води р.Хорол, особливо, за значеннями середніх концентрацій (С2) SO42-, Cl-, Na+ i K+ протягом 1991-1998 рр. наближаються до типових річкових вод степової зони басейну Дніпра.

По всіх пунктах спостережень, розміщених на досліджених річках, концентрації SO42-, Cl- і величини Sі в порівнянні з аналогічними концентраціями відповідних інгредієнтів протягом 1981-1990 рр. (С1) значно зросли (у випадку Na+ i K+ вказане співвідношення мало місце тільки на частині досліджених створів). В той же час для завислих речовин (за винятком створів р.Псел-с.Запсілля і р.Хорол-м.Миргород) має місце цілком протилежна добре виражена закономірність. Так, наприклад, у водах р.Сула вище м.Лубни протягом першого періоду вміст завислих речовин становив 29,1 мг/дм3, протягом другого – 17,4 мг/дм3; нижче міста відповідно 32,6 і 19,3 мг/дм3. При цьому просторовий і часовий розподіл такого важливого компоненту йонно-сольового складу як Са2+ був практично однорідним (в межах 73,9-110 мг/дм3).

У водах р.Сула протягом всього періоду спостережень (1981-1998 рр.) відбувалося постійне зростання вмісту SO42- (від 48,8 до 110 мг/дм3), Cl- (від 59,9 до 108,2 мг/дм3) та величин Sі (від 745 до 910 мг/дм3). У випадку р.Псел (за даними по замикаючому створу) така тенденція відмічена лише для Cl- - від 48,2 до 84,6 мг/дм3. Вміст SO42- у його водах дещо знизився ( в межах 94,4-83,6 мг/дм3), а динаміка Sі характеризувалася значними варіаціями у часі і тільки в кінці зазначеного періоду загальний вміст розчинених мінеральних солей відчутно впав (836 мг/дм3 у 1991 р. і 620 мг/дм3 у 1996 р.).

Вплив великих населених пунктів на формування якості річкових вод даного регіону за головними компонентами сольового складу був малопомітним. Тільки у випадку Са2+ протягом обмеженого часу спостерігався ріст концентрацій на одному з нижче розміщених створів (м.Лубни): С1-88,3, С2-94,6 мг/дм3. По цьому створу незначним збільшенням концентрацій, однак протягом всього періоду спостережень характеризувалися також завислі речовини.

Зазначені особливості просторового і часового розподілу йонно-сольового складу у досліджених річках лісостепової зони, особливо різке і повсюдне збільшення співвідношень С2/С1 для SO42-, Cl- , Sі і, навпаки, зменшення цих співвідношень у випадку завислих речовин дозволяють зробити висновок, що у формуванні хімічного складу та гідрохімічного режиму їх вод протягом останнього часу (1991-1998 рр.) різко зросла роль природних чинників, зокрема, особливостей гідрологічних і гідрогеологічних умов формування річкового стоку. Такий висновок погоджується з природними змінами водного стоку вказаних річок, для яких на початку останнього десятиріччя відбувся перехід до маловодної фази повного циклу коливань їх водності, що могло призвести до збільшення внеску у річкове живлення більш мінералізованих, однак, менш забруднених (по найбільш розповсюдженим забруднюючим речовинам антропогенного походження) підземних вод.

Біогенні речовини. Вміст, розподіл і динаміка у часі NO3-, NO2-, NH4+ та Рмін. у водах рр. Сула, Псел та їх приток в порівнянні з аналогічними характеристиками йонно-сольового складу відзначався значно більшою однорідністю. Співвідношення С1/С2 у водах рр. Сула і Удай були близькими до одиниці, а у водах рр. Псел і Хорол величини С1 , як правило, перевищували відповідні значення С2. Вплив населених пунктів на вміст біогенних сполук у водах всіх досліджених річок лісостепової зони був незначним або зовсім відсутнім.

Досить виражене загальне підвищення концентрацій Рмін. у воді р.Псел в напрямку до її гирла (середньобагаторічні концентрації за весь період: м.Суми – 0,191, м.Гадяч – 0,214, с.Запсілля – 0,209 мг/дм3) може бути свідченням певного впливу на формування біогенних компонентів її хімічного складу поверхневого стоку з площі водозбору, зокрема сільськогосподарських угідь. Це підтверджується також просторовим розподілом (по даній річці) вмісту завислих речовин. Тобто у формуванні і режимі хімічного складу води р. Псел відчувається прояв (особливо у другій половині періоду спостережень) такого чинника як сільськогосподарське виробництво.

Розчинені органічні сполуки. Надходження нестійких органічних речовин у досліджені ріки та їх гідрохімічний режим також характеризуються (за величиною БСК5) достатньою однорідністю у часі і просторі. Їх абсолютний вміст був незначним (1,0-6,6 мгО/дм3 ). Значення С1 і С2 практично співпадали по всім вивченим створам і тільки у нижній течії р. Псел середні величини С2 перевищували відповідні величини С1 (4,57 і 3,25 мгО/дм3), зокрема, в кінеці періоду проведених досліджень. В той же час загальний вміст розчиненої органіки (за значеннями ХСК) був досить високим. За цим показником величини С2 переважали відповідні значення С1 інколи досить суттєво (на 6-10 мгО/дм3). Загалом знайдені закономірності розподілу ХСК підтверджують припущення, що протягом 1991-1998 рр. на формування гідрохімічного режиму річок лісостепової зони відчутно впливав поверхнево-схиловий стік з урбанізованих територій і сільськогосподарських угід.

Важкі метали, нафтопродукти, СПАР, феноли. Серед досліджених важких металів найбільш характерними змінами у часі відзначаються Cu і Zn. Для цих елементів відмічений ріст і наступна стабілізація концентрацій. На формування вмісту і динаміку міді певний вплив чинить антропогенна діяльність. Так, наприклад, на створі, розміщеному нижче м. Лубни, концентрації Cu протягом всього періоду спостережень перевищували аналогічні концентрації на вище розміщеному створі (відповідно 0,011 і 0,009 мг/дм3). В той же час повністю віднести особливості формування і поведінки важких металів на рахунок тільки антропогенних чинників не можна. На це вказує різкий стрибок вмісту такого компоненту як Cr у водах р. Сули вище м. Лубни (0,009 мг/дм3) і на замикаючому створі по р. Псел (0,010 мг/дм3). Очевидно, на загальний вміст окремих металів у досліджених водах визначався також різним внеском підземних вод у загальне живлення річок. Про це свідчить зокрема досить високий і практично постійний вміст у їх водах такого компоненту як залізо.

В цілому загальний вміст досліджених металів у досліджених річках і його динаміка були досить характерними для поверхневих вод дніпровського басейну. В окремі роки відмічалися як екстремально високі, так і близькі до умовно фонових концентрації даних елементів, тобто на формування хімічного складу річкових вод у даному регіоні впливають як природні, так і антропогенні чинники.

Середньорічний і середньобагаторічний рівень концентрацій нафтопродуктів (НП) змінювався у межах 0,01-0,04 мг/дм3. Тільки в окремі роки і на створах, розміщених нижче великих населених пунктів (р.Удай-м.Прилуки, р.Хорол-м.Миргород), концентрації НП екстремально зростали.

Найбільшою постійністю у часі і досить високим абсолютним вмістом характеризується забруднення річок лісостепової зони речовинами групи СПАР (від 0,10 до 0,31 мг/дм3). Для цих речовин С2 як правило помітно перевищували С1. В той же час концентрації СПАР на створах розміщених вище і нижче окремих населених пунктів змінювались мало (мм. Прилуки, Лубни, Суми). Очевидно, на рівень забруднення даних річок СПАР впливають певні інтегральні, тобто характерні для даного регіону в цілому як природні, так і антропогенні чинники і процеси (поверхневий стік з площ водозбору, співвідношення цього стоку і частки підземного живлення річок, населеність територій, характер місцевого виробництва, рівень розвитку і ефективність функціонування господарсько-побутового комплексу і т.п.).

Досить високим вмістом у досліджених річках характеризуються також феноли (середньобагаторічні концентрації 0,003-0,008 мг/дм3). У випадку р. Сула просторовий і часовий розподіл цих речовин на її різних ділянках майже однаковий і подібний до СПАР. Очевидно, що і у випадку Рhen їх вміст і динаміка регулюється вище вказаними чинниками.

Наведені висновки в певній мірі підтверджуються результатами кореляційного аналізу, проведеного по пунктах найбільше забезпечених гідролого-гідрохімічною інформацією. Більшість суттєвих зв'язків отримано для першого періоду за винятком замикаючого створу на р.Псел. Їх зміст і характер змінюється у часі. Так, по р.Сула вище м.Лубни для С1 отримані прямі залежності між іонами Cl- i Cu (r=0,52), Cl- i ХСК (r=0,56), Cu i ХСК (r=0,70); зворотні – БСК5 і О2 (r=-0,44). Для С2 вони не зберігаються. У цьому випадку з'являються нові суттєві зв'язки, наприклад, між SO42- i NH4+ (r=0,56), зростає також частка зворотніх зв'язків між Cu i O2 (r=-0,54), Zn i БСК5 (r=-0,45), Сa2+ i NH4+ (r=-0,45).

Якщо порівнювати отримані дані кореляційного аналізу по створах, розташованих вище і нижче населених пунктів, то за характером і кількістю позитивних коефіцієнтів кореляції відчувається значний вплив міст на якість води. Можна зробити припущення, що зворотня залежність (для С1) Ca2+ i SO42- (r=-0,52), Ca2+ i Cu (r=-0,50) Ca2+ і завислими речовинами (r=-0,57), а також пряма між Cl- i ХСК (r=0,66), Cr6+ i NO3- (r=0,56), Cr6+ i СПАР (r=0,87) зумовлені саме надходжєенням у річкову мережу господарсько-побутових і поверхнево-схилових стічних вод.

Список літератури

1. Горєв Л.М., Пелешенко В.І., Хільчевський В.К. Гідрохімія України.- К.: Вища шк., 1995.- 307 с. 2. Атлас природных условий и естественных ресурсов Украинской ССР.- М.: ГУГК, 1978.- С.105-108,112. 3. Савицький В.М., Шевчук І.О., Савицька О.В. та ін. Динаміка нафтопродуктів, фенолів і СПАР в річкових водах басейну Дніпра //Меліорація і водне господарство, 2000 – Вип.87.- С.116-123. 4. Пелешенко В.І., мавицький В.М., Шевчук І.О. та ін. Про деякі чинники формування якості поверхненвих вод басейну р.Горинь в сучасних умовах // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія, 2000.- т.1.- С.116-118. 5. Шевчук І.О. Про особливості екологічного стану річкових вод центральної частини Прип'ятського Полісся // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія, 2000.- т.1.- С.128-131.
Случайные рефераты:
Реферати - Життя і творчий шлях Євгена Маланюка
Реферати - Андрій Малишко
Реферати - Мова і нація: акценти сучасності
Реферати - Микола Трублаїні
Реферати - Журналіст і митець Анатолій Марущак
Реферати - Анатолій Дімаров
Реферати
  • Всі реферати
  • Архітектура
  • Астрономія, авіація
  • Аудит
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографія, автобіографія
  • Біологія
  • Бухгалтерський облік
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геологія
  • Гроші і кредит
  • Державне регулювання
  • Діловодство
  • Екологія
  • Економіка підприємства
  • Економічна теорія
  • Журналістика
  • Іноземні мови
  • Інформатика, програмування
  • Історія всесвітня
  • Історія України
  • Історія економічних вчень
  • Краєзнавство
  • Кулінарія
  • Культура
  • Література
  • Макроекономіка
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина та здоров'я
  • Менеджмент
  • Міжнародні відносини
  • Мікроекономіка
  • Мовознавство
  • Педагогіка
  • Підприємництво
  • Політологія
  • Право
  • Релігієзнавство
  • Промисловість
  • Сільське господарство
  • Сочинения на русском
  • Соціологія
  • Литература на русском
  • Страхування
  • Твори
  • Фізика
  • Фізична культура
  • Філософія
  • Фінанси
  • Хімія
  • Цінні папери
  • Логіка
  • Туризм
  • Психологія