Введение 4
Глава 1. Физико-географические условия формирования химического состава вод Северо-Запада России 5
Глава 2. Гидрологическая и гидрохимическая изученность бассейна 10
2.1. Гидрологическая изученность 10
2.2. Гидрохимическая изученность 20
Глава 3. Гидрохимическая характеристика рек по данным Северо-Западного
Управления Гидрометеорологической Службы 23
3.1 Характеристика основных показателей химического состава речных вод в период интенсивного хозяйственного освоения водосборов в сравнении с фоновыми
гидрохимическими показателями 23
3.1.1. Общая минерализация, рН и ионный состав 24
3.1.2. Биогенные элементы, органическое вещество и газовый состав 25
3.2 Сезонная изменчивость речных вод за период 1985 - 1987 гг 29
Глава 4. Сток растворенных химических веществ 32
4.1. Годовой сток растворенных химических веществ 32
4.1.1. Ионный сток 33
4.1.2. Сток биогенных элементов 34
4.1.3. Сток органического вещества 36
4.1.4. Сток загрязняющих веществ 38
4.2. Сезонный сток растворенных химических веществ 39
4.2.1. Сезонная изменчивость ионного стока 39
4.2.2. Сезонный сток биогенных элементов 41
4.2.3. Сезонный сток органического вещества 44
4.2.4. Сезонный сток загрязняющих веществ 45
Глава 5. Оценка изменения качества воды по загрязняющим веществам 48
5.1. Основные виды хозяйственного освоения водосборов рек 48
5.2. Интегральная оценка степени загрязненности рек по ИЗВ, коэффициенту
комплексности и УКИЗВ 48
Заключение 56
Литература 58
Приложение 60
Интенсивное хозяйственное освоение водосборных территорий рек Северо-Запада приводит к ухудшению качества воды рек и их обмелению, что неизбежно отражается на общем экологическом состоянии региона. Пространственно-временной анализ стока химических веществ по материалам мониторинговых наблюдений Росгидромета позволяет наиболее объективно оценить непосредственное загрязнение как самих рек, так и их водосборов. В связи с этим целью моей работы явилась оценка стока различных химических веществ (главных ионов, биогенных элементов, органических и загрязняющих веществ) для ряда рек Ленинградской и Новгородской областей. Анализ литературных материалов указывает на то что, несмотря на имеющиеся опубликованные данные по стоку растворенных веществ рек Северо-Запада, региональная специфика стока с учетом разнообразных природных условий нашего региона в литературе недостаточно освещена, что и определяет актуальность выбранной мной темы.
Основными задачами являлись:
- создание информационной базы гидрологических и гидрохимических данных по материалам Росгидромета и их статистическая обработка;
- установление антропогенно измененного гидрохимического фона за период интенсивного хозяйственного использования рек, находящихся в различных природных условиях;
- гидрохимическая характеристика рек с учетом специфики физико-географических условий;
- расчет модулей стока растворенных веществ и оценка их пространственно-временной изменчивости (внутригодовой и многолетней);
- оценка степени загрязнения на основе расчета интегральных индексов загрязнения вод.
В результате проведенных исследований планировалось получить значения показателей стока растворенных веществ для различных рек нашего региона, которые в дальнейшем могут быть использованы при проектировании различных хозяйственных мероприятий на территории водосборов (строительство мостов и прокладка газопроводов, сбросы сточных вод).
1. На основе анализа физико-географических особенностей формирования химического состава вод исследуемого региона и литературных данных выявлена региональная гидрохимическая специфика рек. Установлена дифференциация величины общей минерализации речных вод (45 - 350 мг/л) - от очень малой до средней, и значений рН
- от слабокислых (6,5 ед. рН) до слабощелочных (7,45 ед. рН). Максимальные значения общей минерализации и величины рН (от нейтральной до слабощелочной) установлены для рек бассейна Финского залива (Вруда, Оредеж); минимальные значения для рек Карельского перешейка (Вуокса).
2. На основе статистической обработки СЗУГМС рассчитаны диапазоны антопогенно измененного фона все определяемых гидрохимических показателей для разнотипных рек региона.
3. Проведена оценка загрязненности речных вод в период интенсивного хозяйственного освоения их водосборной территории на основе расчетов интегральных индексов загрязнения и сопоставления их с УКИЗВ. Показано, что для рек различных групп приоритетными загрязняющими веществами нефтепродукты, нитритный азот, общее железо, медь и органическое вещество (ХПК). При этом наибольшее превышение ПДК по нитритному азоту характерно для рек с сельскохозяйственно освоенным водосбором (Вруда, Оредеж); для рек с заболоченными водосборами (Паша, Оять) максимальное превышение установлено для общего железа и органического вещества естественного происхождения (по ХПК). По величине ИЗВ реки отнесены к умеренно загрязнённым и загрязненным.
4. Установлены особенности сезонной изменчивости гидрохимических показателей для исследуемых рек. Показано, что величины для общей минерализации характерен устойчивый зимний максимум и весенний минимум, особенно четко выраженный для рек с наибольшей долей грунтового питания (Вруда, Оредеж). Сглаженный характер сезонных изменений общей минерализации установлен для зарегулированной реки Вуоксы. Для органического вещества установлены выраженные увеличения в период в период осеннего паводка, а минимальных - в зимний период.
5. Установлены значения модулей стока растворенных веществ, включая ионный сток (10
- 100 т/км2 год), сток органического вещества (6 - 16 т/км2), сток биогенных элементов (3 - 12 кг/км2) и загрязняющих веществ (нефтепродукты (10 - 130 кг/км2) и медь (630 - 1210 г/км2). Максимальные значения ионного стока (Ри = 99 т/км2 год) и стока биогенных веществ ( Рр = 12 кг/км2 год) установлены для рек Вруда и Оредеж, минимальные для р. Вуокса. Макс значения органического вещества - для р. Паша и Оять ( Рс = 5 - 14 т/км2 год). Установлены модули сезонного стока растворенных веществ. Для разных химических веществ сезонные изменения стока имеют различный характер. Так для минеральных и биогенных веществ максимальный вынос наблюдается в периоды весенних половодий и осенних паводков, органических веществ и общего железа - в период осенних паводков, загрязняющих веществ - в периоды весеннего половодья при минимальных значениях в меженные периоды.
6. Выявленная дифференциация показателей стока различных химических веществ для разнотипных рек региона может быть положена в основу расчета предельно допустимы сбросов загрязняющих веществ и изменении качества воды при проектировании различных хозяйственных объектов (прокладка нефтепроводов, сброс сточных вод и др.).
