Определение экологических рисков сброса загрязненных сточных вод города Херсон в р. Днепр по гидробиологическим показателям (стр. 1 )

 

УДК [(574.63:504.45 (006.44)(08)]; 282.247.32	Определение экологических рисков сброса загрязненных сточных вод города Херсон в р. Днепр по гидробиологическим показателям
, , ,
Институт гидробиологии НАН Украины, Киев
Досліджено вплив скидання забруднених стічних вод міста Херсон у р. Дніпро. Підприємства міста роблять скидання в міські очисні споруди, де їхні стоки об'єднуються з комунально-побутовими, тому методику розрахунку екологічних ризиків можна було застосувати тільки для сумарного скидання ПУВКГ м. Херсон. Скидання здійснюється за досить складною схемою через систему ставків-відстійників та каналів. Результати аналізу загальної мінералізації і вмісту мінеральних форм азоту та фосфору дають підстави зробити висновок про надходження забруднених стічних вод міста Херсон у р. Дніпро. Визначено екологічні ризики забруднення ріки, що навіть у точці контролю складають 99%. Це показник свідчить про загальне несприятливе положення ріки та її «ризикованого» стану. Зроблено висновок про високий самоочисний потенціал цієї ділянки ріки, обумовлений, насамперед, великим масивом очеретяних плавнів, у якому досить швидко й ефективно відбувається самоочищення забруднених вод.
Исследовано влияние сброса загрязненных сточных вод города Херсон в р. Днепр. Предприятия города производят сброс в городские очистные сооружения, где их стоки суммируются с коммунально-бытовыми, поэтому методику расчета экологических рисков можно было применить только для суммарного сброса ПУВКХ г. Херсон. Сброс производится через систему прудов-отстойников и каналов по достаточно сложной схеме. Результаты анализа общей минерализации и содержания минеральных форм азота и фосфора дают основание сделать вывод о поступлении загрязненных сточных вод города Херсон в р. Днепр. Определены экологические риски загрязнения реки, которые даже в точке контроля составляют 99%. Это показатель общего неблагоприятного положении реки и ее «рискованного» состояния. Сделан вывод о высоком самоочистительном потенциале этого участка реки, обусловленном, прежде всего, крупным массивом тростниковых плавней, в котором достаточно быстро и эффективно происходит самоочищение загрязненных вод.

 

Введение

 

Актуальность работы. Система экологических норм должна охватывать всю совокупность факторов экологического риска, которая связана с размещением, проектированием, строительством, реконструкцией, эксплуатацией хозяйственных объектов и комплексов [1]. Экологические нормативы устанавливают на основе экспертного анализа результатов обработки материалов предварительных гидрологических, гидрохимических, гидробиологических, эколого-токсикологических и радиоэкологических исследований и наблюдений, проведенных в натурных условиях, непосредственно на водных объектах [2]. Благодаря этому учитываются местные и региональные особенности формирования качества воды; суммарная антропогенная нагрузка на водный объект, а не только по отдельным загрязняющим вещества. В этом состоит принципиальное различие экологических нормативов качества поверхностных вод от нормативов экологической безопасности водопользования, например, ПДК. Анализ и оценка экологических рисков особо эффективны, в частности, в тех случаях, когда имеются значительные неопределенности в исходных данных об антропогенных нагрузках на экосистемы и состоянии самих экосистем; реакции экосистем на эти нагрузки также неопределенны и имеют вероятностный характер; сценарий возможного будущего использования экосистем допускает несколько альтернативных вариантов.

Целью работы - оценка экологических рисков, которые возникают при воздействии крупных точечных источников загрязнения, локализованных в окрестностях города Херсона, на экосистемы Нижнего Днепра.

Определение основных понятий.

Экологический риск – возможность возникновения изменений экосистемы, приводящих к ее деградации, исчезновению либо переходу в состояние, угрожающее здоровью населения, и (или) утрате ее хозяйственного значения.

Оценка экологического риска – научно обоснованное суждение относительно возможности и размеров неблагоприятных изменений экосистемы или ее компонентов при определенных антропогенных нагрузках на нее.

Вероятность экологического риска – вероятность осуществления события, которое классифицируется как нежелательное для экосистемы и принесет ей ущерб. Значение вероятности оценивается для определенного временного интервала или нескольких интервалов (например, 1 год, 3 года, 10 лет).

Индикаторы риска – характеристики экосистемы и ее составляющих, по значениям которых выносятся суждения о наступлении и размерах риска.

 

Материал и методика

 

Натурное обследование, отбор проб и биологическая оценка влияния точечного источника загрязнения г. Херсона на гидроэкосистемы Нижнего Днепра проводили на различном расстоянии от него: непосредственно ниже сброса загрязненных вод (десятки метров в случае реально точечного сброса); в пределах зоны 1 км, в пределах зоны 3 км (и т.д. с учетом мощности сброса и разбавляющей способности реки) до зоны, где структура биотических сообществ не имела видимых отклонений от фоновой. Визуально, а также приборами изучали распространение мутьевого (температурного, рН, О2) следа в реке. При выборе места отбора проб обязательным условием являлось их ландшафтно-биотопическое сходство. В качестве контроля в идентичных биотопах, расположенных выше точечного источника загрязнения, отбирали пробы и описывали сообщества. Кроме того, проводили обследование непосредственно в экологически чувствительных и экологически ценных зонах, на акваториях, имеющих статус охраняемых и расположенных в пределах 15 - километровой зоны от точечного источника загрязнения.

Общую физиономию биотических сообществ описывали на основании развития и распределения макроформ (высшие водные растения, нитчатые водоросли, макробеспозвоночные). Отбирали пробы зообентоса и зооперифитона, по возможности фито- и зоопланктона. По опросам местного населения и на основе анализа уловов рыболовов-любителей оценивали видовой состав ихтиофауны. Определяли следующие фоновые абиотические характеристики: растворенный кислород, рН, температуру воды (портативным полевым кислородомером Oxi315i/SET), электропроводность, минерализацию (портативным полевым прибором DurOx 325), прозрачность (диском Секки), цветность (по шкале цветности ШЦВ-000Т0), скорость течения (оценочно). Одновременно отбирали пробы для лабораторного определения форм минерального азота и фосфор, БПК5 и других гидрохимических показателей.

Пробы планктона отбирали с поверхности воды: фитопланктон непосредственно в тару объемом 0,5 л, зоопланктон – концентрируя 100 л воды через планктонную сеть с мельничным газом № 73 (прокраска зоопланктона с целью определения процента погибших особей проводилась «суданской розой»). Пробы зообентоса и зооперифитона отбирали с учетом визуально выделенных однородностей, при необходимости используя легководолазное снаряжение. В биотопах с рыхлыми донными отложениями использовали коробчатый пробоотборник с площадью захвата 100 см2 или дночерпатель Петерсена с площадью захвата 0,25 м2. Обрастания с твердых субстратов отбирали скребком с шириной лезвия 5 см, с отдельных камней, поднятых на поверхность, делали смывы. Учет макроформ проводили рамкой 0,5х0,5 м. Все пробы фиксировали формалином. Камеральную обработку проб проводили по общепринятым методикам. Обсчет и статистическая обработка материала проводилась с использованием прикладного программного пакета WACO, разработанного в Институте гидробиологии НАН Украины.

Методологии оценки экологического риска имеют трехуровневую структуру: 1 – проверочная оценка (screening assessment), 2 – предварительная количественная оценка риска, 3 – детальная количественная оценка риска [3]. Аналогичная структура принята в настоящем исследовании.

Исходными данными для проверочного уровня оценки являлись литературные, фондовые источники, результаты опроса местных специалистов. Особое значение имели данные формы “ПОЛЕВОЙ ПРОТОКОЛ” [4], заполняемого для каждой точки. Исходя из специфики экспресс-методов сбора полевой информации о состоянии и нагрузках на гидроэкосистемы, которые применялись в настоящей работе, большинство стандартных математико-статистических методов оценки вероятности (например, по частоте события) непригодны. В данном случае возможны два метода ориентировочной оценки вероятности риска: метод оценки по вариации значений индикатора риска и метод экспертной оценки. Выбор того или другого (либо применение обоих) зависело от имеющихся предположений о степени вариации значений индикатора риска. Из имеющихся методов экспертной оценки значения вероятности события наиболее подходящим для целей данного исследования является оценка значения вероятности каждым экспертом с последующим вычислением средней арифметической оценки. Экспертная оценка вероятности (от 0 до 1) давалась для каждого типа экологического риска на каждой обследованной станции. Эту работу выполняли после заполнения всех полевых протоколов, сбора информации в местных организациях и анализа собранных данных по всем станциям.

На уровне предварительной количественной оценки ориентировочные оценки вероятности риска для различных временных интервалов получали, используя метод граничного оценивания вероятности отказа, предложенный в работе [5] и модифицированный применительно к оцениванию устойчивости экосистем [6].

 

Результаты исследований

 

Участок Нижнего Днепра находится в Цюрупинском и Голопристанском районах Херсонской области. Согласно геоботаническому районированию Украины (Геоботанічне районування Української РСР, 1975) территория относится к Нижнеднепровскому плавневому геоботаническому району. В его ландшафте преобладают высокотравные тростниковые болота и пойменные луга. Ниже г. Херсон русло Днепра делится на множество рукавов, образуя дельту с многочисленными пойменными островами и водоемами различного размера и конфигурации. Район отличается хорошо сохраненными массивами лесной, болотной и водной растительности, богатой по видовому составу, среди которой много редких, реликтовых и эндемичных видов. Дельта Днепра является местом обитания многочисленных видов водной и околоводной фауны, используется перелетными птицами во время сезонных миграций. Территория относится к Рамсарским водно-болотным угодьям (3UA009), включает русловые участки, протоки и ерики, мелководные пойменные водоемы, тростниковые плавни, островные массивы, Днепровский лиман.