Антропогенное загрязнение р. Таналык на территории Хайбуллинского района Республики Башкортостан

ГОУ СПО АКЪЯРСКИЙ ГОРНЫЙ КОЛЛЕДЖ ИМЕНИ И. ТАСИМОВА

НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА.

на тему:

Антропогенное загрязнение р. Таналык

 на территории Хайбуллинского района

Республики Башкортостан

                                                                                                                    ВЫПОЛНИЛ:

                                                                                              Гвоздев Роман

                                                                                                студент 2 курса

                              группы ПРМ 09

    Научные руководители:    

Крымгужина Р.Х.-преподаватель биологии

              с основами экологии    

                                                                   Искакова Г.К — преподаватель химии

АКЪЯР - 2011 

Содержание:

Введение

1.Актуальность

2. Общие сведения о р. Таналык  

2.1. Гидрологическая    характеристика р. Таналык

2.2. Химический состав воды в реке Таналык

3.Основные загрязнители

3.1. Горнорудная промышленность -источник тяжелых металлов

3.2. Агропромышленный комплекс

3.3. Население

4. Материалы и методы исследования

5. Анализ загрязнения

6. Выводы

         7. Литература

         8. Приложения

Введение

 В числе основных направлений работы в нашем колледже является научно-исследовательская работа. Современное общество требует от каждого человека не только овладения профессиональными знаниями, профессиональными навыками, но и способности к саморазвитию, проектированию опережающего развития собственной деятельности, гибкости, мобильности, подготовку творческого специалиста. Те навыки, которые мы получаем в результате исследований могут стать основой для их приобщения в дальнейшем к научной работе. Одна из задач колледжа – создание предпосылок для формирования у выпускников целостного образа «Я – специалист повышенного уровня», сочетающего в себе актуальную потребность студента в интеллектуальной деятельности, утверждении, профессиональном и личностном росте. Научно-исследовательская работа студентов в период подготовки курсовой дипломной работы способствует становлению их исследовательской культуры, так как повышается уровень их интеллектуальной активности и формируется умение овладевать научными знаниями, а также продуктивно их использовать в дальнейшей деятельности.  

В 2010-2011 учебном году мы начали работать над темой «Антропогенное загрязнение реки Таналык». Эта тема является актуальной, так как в современных условиях повышения уровня жизни населения, развития различных отраслей экономики области, прежде всего промышленности и сельского хозяйства, неизбежен рост неблагоприятного влияния на окружающую среду, и в частности на водные ресурсы. Данное воздействие выражено в изменении качественных и количественных характеристик реки Таналык, связанные с интенсивным забором воды и сбросом загрязненных сточных вод.  

    Загрязнители  поступают в пищевые цепи,  и в конечном счете оказывают, возможно,  негативное влияние на здоровье населения.  
      Цель работы – изучить причины загрязнения реки Таналык на основании анализа   антропогенного воздействия населения и    предприятий Хайбуллинского района.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
            1.      Проанализировать состав источников загрязнения окружающей среды;
           2.      Дать рекомендации по улучшению экологического состояния реки Таналык;
                                                1. Актуальность

                 Одним из наиболее загрязненных водных объектов в Республике Башкортостан является река Таналык.  Хозяйственная деятельность человека и связанные с ней техногенные нагрузки   привели к изменению ее экологического состояния. В связи с постоянно растущими потребностями промышленности и сельского хозяйства в пресной воде со всей остротой встает проблема сохранения существующих водных ресурсов.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученные результаты могут служить основой для разработки системы рекомендаций по увеличению эффективности уже существующих методов улучшения качества окружающей среды путем создания   защитных лесополос,   рекультивации территорий промышленных отвалов, улучшение экологического воспитания, перестройки менталитета населения.

2. Общие сведения о р. Таналык

2.1.  Гидрологическая характеристика р. Таналык

Река Таналык относится к бассейну реки Урал. Она является крупной  рекой района  наряду с реками Сакмара,   Зилаир, Большая Ургаза (Б.Уртазымка). Все они имеют общее субмеридиональное

 направление с севера на юг.

Рис.1. Бассейн р. Таналык  

Река Таналык - правый приток р. Урал. Протекает в центральной, юго-восточной частях района. Берет начало в западных предгорьях хр. Ирендык, в 5 км к востоку от оз. Талкас. Протекает по Баймакскому, Хайбуллинскому районам. Впадает в р. Урал за пределами РБ.

Длина реки 225 км, в пределах района - 156 км, площадь бассейна 4160 кв. км, густота речной сети - 0,24 км/км2. Река Таналык   имеет, преимущественно, снеговое питание (60-80 %). Годовой ход уровни воды реки   характеризуется четко выраженной волной весеннего половодья, сравнительно низкой летне-осенней меженью, иногда прерываемой дождевыми паводками. Весеннее половодье на реке начинается обычно в апреле, в очень ранние весны - в конце марта, а в поздние - во второй половине апреля. Уровень воды во время половодья поднимается на 2-4 м, т.к. талые воды, мало просачиваясь в промерзшую землю, почти полностью поступают из ручьев в реки. Летне-осенняя межень составляет в реках 140-150 дней (июнь-октябрь). В некоторые годы уровень реки летом сильно падает.

 Весенний сток составляет 92 % годового, летне-осенний - 5,5%, зимний - 2,5%. Средний расход воды в устье 7,90 куб. м/сек.

Рельеф бассейна реки ровный, с рядом небольших сопок и гребней. Долина степного характера, ширина реки от 2 до 20 м. Глубина до 5-6 м, дно реки неровное, илистое.

 На территории района в Таналык впадают около 60 рек и ручьев. Основные притоки: р. Бузавлык, Еранагас, Макан, Турат, Ташлы, Куриелга, Куруганузяк, ручьи Татыр, Сюсай, Кунакай, Буреяткан, Аранташ и др.  Вода в реке жесткая, характеризуется повышенной минерализацией, которая колеблется от 0,3 г/л до 0,8 г/л. Анионный состав гидронатно-хлоридный или гидрокарбонатно-сульфатный. Из катионов преобладает кальций. Отложения представлены гравийно-галечным материалом, разнозернистым песком, суглинками, супесью.  

 Все крупные его притоки (Бузавлык, Тиргамыш, Ташлы, Турат) впадают справа. Левые притоки представлены короткими ручьями. Длина правых притоков р. Таналык больше левых в 4,6 раза и достигает 996 км, а длина левых составляет - 195 км.  

                                           Притоки реки Таналык 

Река Бузавлык — правый приток р. Таналык. Протекает в северо-западной части района. Берет начало в Зилаирском районе. Длина реки около 50 км, на территории района - 20,8 км. Ширина реки колеблется от 1 до 3 м, глубина - от 0,3 до 1 м. Русло реки извилистое. Дно реки илисто-каменистое, берега низкие, заросшие камышом.Притоки: Суртан-Узяк, Камышлы-Узяк, Ин-Сабын, Аюлы и др.

 Река Ташлы - правый приток р. Таналык. Исток ее находится южнее с. Новосимбирка Кувандыкского района Оренбургской области. Длина реки 45 км, в районе - 35 км. Ширина - 2-5 метров, глубина - 0,5-1,5метров. Река течет по холмистой равнине, образуя неглубокую долину. Притоки: реч. Тиргамыш (Дергамыш), Атинган и др. Название реки Ташлы происходит от башкирского слова «ташлы» — каменистый, т.к. дно реки каменистое и илисто-песчаное.

На   бассейне    реки Таналык  в Хайбуллинском районе расположены такие   населенные пункты района, как  c. Первомайское, Рафиково, Алибаевское, пос. Уфимский, с. Новопетровское, Хворостянское, с.Самарское, пос. Бурибай, районный центр с.Акъяр, с. Ново-Зирган, Мамбетово, Таштугай., а также сульфидно медно-цинковые месторождения-Юбилейное, Майское, Октябрьское и крупное предприятие Бурибаевский ГОК. Поэтому экологическое состояние реки на территории Республики Башкортостан формируется под влиянием действующих предприятий г. Баймак, ЗАО «Бурибаевский ГОК», ОАО «Хайбуллинская горная компания», ОАО «Башкирское шахтопроходческое управление».  

Поэтому, имеет место загрязнение реки промышленными отходами, неочищенными стоками ферм, бытовыми отходами и т.д. Сточные воды предприятий горнопромышленного комплекса представляют наибольшую опасность в загрязнении   поверхностных и подземных вод.

                           1.2. Химический состав воды реки Таналык

Антропогенное воздействие проявляется в повышении содержания в воде таких веществ, как железо, медь, фосфаты, нефтепродукты, нитриты, аммонийный азот, фенолы и органические вещества (таблица №1, Главные загрязнители воды). Для характеристики содержания веществ-загрязнителей в природных водах часто используют не абсолютные их концентрации, а показатели, показывающие степень превышения уровня ПДК.    Следствием этого является высокая антропогенная нагрузка на реку  и существенное изменение их  природного качества.

На сегодняшний день здесь, по-прежнему, наблюдается высокое и экстремально-высокое загрязнение солями тяжелых металлов, характерных для промышленной зоны

3. Основные загрязнители

3.1. Горнорудная промышленность - источник тяжелых металлов

    Значительный сброс загрязняющих веществ связан, прежде всего, с неэффективной работой очистных сооружений, которые были построены еще в  1981-82 годах и были рассчитаны на большой сброс воды. Но такого количества сброса не оказалось, и поэтому они постепенно пришли в упадок.   С отстойника вода выбрасывается на поля, луга, овраги.   Также не разработан проект защиты реки Таналык от влияния загрязнений, поступающих от отвалов  и хвостохранилищ  Бурибаевского ГОКа, поэтому непосредственное влияние оказывает сброс дренажных вод с хвостохранилища, ухудшая качество  речной воды по сульфатам, железу, меди, цинку, магнию, марганцу, никелю и т.д (Таблица 2.Сведения об анализах воды от 10.05.07г. в р. Таналык). Развитие и сосредоточение водоемкой горной промышленности в районе, и Зауралье в целом, обусловливает высокую степень использования поверхностных рек  Таналыка как для забора воды, так и для сброса сточных вод.

 В последние годы из-за выбросов предприятий  горных предприятий остро стал вопрос о повышенном содержании тяжелых металлов в объектах окружающей среды - почв, растений, подземных и поверхностных вод.   Поэтому тяжелые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. (Таблица№3.Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов).

  Ниже представлены предельно допустимые концентрации (ПДК) тяжелых металлов для водоемов, превышение которых наблюдается в р. Таналык   и кратность превышения ПДК по содержанию данных металлов по течению реки в 2010 г. в виде диаграммы  

 3.2. Агропромышленный комплекс

           Современное сельскохозяйственное производство, как и промышленность, может быть источником загрязнения. Вымываемые с орошаемых земель минеральные соли загрязняют водоемы, зачастую бесконтрольно применяются ядохимикаты, фосфорные и азотные удобрения. Излишки химикатов отравляют животный и растительный мир водоемов. К тому же химические вещества способны накапливаться в продукции, представляя тем самым немалую угрозу здоровью человека. К источникам загрязнения водоемов в сельской местности относятся также крупные животноводческие комплексы. Со стоками от животноводческих попадают большие количества органических соединений азота и фосфора.  Вначале в такой флоре резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка  становится непригодным для существования любых форм организмов.  

3.3. Население

В числе основных загрязнителей   местное население, которое оставляет на местах «культурного»  отдыха огромное количество мусора, устраивает вдоль берега несанкционированные свалки. Навоз и трупы домашних животных от подсобных хозяйств, находящихся непосредственно у реки, во время половодья уносятся рекой и являются источником органического загрязнения.

4. Материалы и методы исследования

 Содержание тяжёлых металлов в водных средах может определяться рядом методов химического и физико-химического анализа – весовым, спектральными, электрохимическими и др.  

Мы провели исследования  для  определения температуры воды, прозрачности, запаха, окисляемости, содержания сульфатов, нефтепродуктов, аммиака,  а также  на железо, магний марганец  и медь (ФГУ центр лабораторного анализа и технических измерений по РБ, инверсионно-вольтамперометрический метод)

Определение температуры воды.

Измерение температуры воды можно проводить с помощью любого термометра, важно при этом достичь постоянства показания термометра. При использовании ртутного термометра необходимо хранить его в футляре, а на резервуар со ртутью надеть отрезок резиновой или силиконовой трубки. От температуры воды зависят многие параметры состояния водоемов и водотоков: содержание в воде растворенного кислорода, скорость протекания биологических и физико-химических процессов и, в конечном итоге, видовое разнообразие.  Температура  воды измеренной с помощью  бытового термометра  +50  С.

Определение прозрачности воды.

Прозрачность воды характеризует фотосинтетическую активность в водоеме. В стеклянный цилиндр (можно просто в бутылку белого прозрачного стекла) налили исследуемую воду так, чтобы высота составляла 20 см, и дали ей отстояться 25 минут. Оценивают прозрачность по следующим характеристикам: а) вода сильно мутная; б) слабопрозрачная (слегка мутная); в) прозрачная; г) очень прозрачная. Вода    реки  Таналык слабопрозрачная (слегка мутная).

Определение запаха воды.

Налили в колбу воду, плотно закрыли пробкой и оставили  на несколько часов. Затем открыли  и понюхали. Запах может быть землистый, сероводородный, гнилостный, болотный, аммиачный, резиновый, хлорный и др. Оценивают запах по следующей шкале: 1 балл — нет запаха, 2 балла — чуть заметный запах,,3 балла - устойчивый (вода для питья непригодна), 4 балла — сильный запах.. Вода в  реке  Таналык имеет болотный, землистый  запах, который можно оценить в 3 балла – вода для питья непригодна.

Определение окисляемости воды.

Данный показатель дает возможность судить о количестве органических веществ в воде. Органика окисляется в воде, в результате вода обедняется кислородом, кроме того, на субстрате начинают развиваться синезеленые и красно-коричневые водоросли. Для ориентировочного определения окисляемости налили в пробирку 10 мл воды (предварительно отфильтрованной), добавили 0,5мл 30%-ной серной кислоты и 1 мл 0,01%-ного раствора перманганата калия. Смесь перемешали и оставили на 20 минут при температуре 20 °С. Если после этого раствор остался ярко-розовым, то окисляемость кислорода примерно 1 мг/л, лилово-розовым — 2 мг/л, слаболилово-розовым 4, бледно-лилово-розовым — 6, бледно-розовым — 8, розово-желтым — 12, желтым — 16 мг/л и выше. Раствор получился бледно - розовым. Значит окисляемость кислорода  в реке примерно 12 мг/ л 

Предельно допустимая величина окисляемости кислорода — 15—20 мг/л зимой и 20—30 — летом

Экспресс-метод определения сульфатов в воде.

В пробирку налили 5 мл исследуемой воды, добавили  три капли 10% -ного раствора хлорида бария и три капли 25% -ного раствора соляной кислоты. Пробирку не взбалтывают. По объему выпавшего осадка оценивают содержание сульфатов: слабая муть через несколько минут — 1—10 мг/л; слабая муть сразу — 10—100 мг/л; сильная муть — 100—150 мг/л; большой осадок, который сразу садится на дно, — 500 мг/л. ПДК для сульфатов — 500 мг/л.  Результат получился таким – сильная  муть  – значит от  100 до 150 мг/ л.

Содержание сульфатов в водах обусловлено естественным выщелачиванием горных пород. В водоемах северной и центральной части России содержание сульфатов небольшое, в южных же районах воды более минерализованы. Сульфаты в большом количестве попадают и со сточными водами.

В результате проведенных  иследований можно сделать следующие  выводы:

 1.  Температура воды   + 5 0 С;

2. Вода  слабопрозрачная (слегка мутная).
3. Болотный, землистый запах, 3 балла- для питья непригодна.
4. Окисляемость кислорода в воде  8 мг/л.
5. Содержание сульфатов - 0т  100 до 150  мг/л – сильная  муть.
6. Содержание нитратов  в воде не смогли  определить  из- за отсутствия некоторых химических реагентов.

Вода  в реке Таналык содержит много сульфатов, хлоридов, ионов магния.

7. Река  сильно  загрязнена сельскохозяйственными и бытовыми  отходами, удобрениями  смываемыми  с полей и  требует мер, направленных  на  охрану ее обитаталей.

5. Анализ загрязнения

           Важнейшей составной частью современного советского водно-санитарного законодательства являются гигиенические нормативы — предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воде водоемов. Соблюдение этих ПДК создает безопасность для здоровья населения и благоприятные условия санитарно-бытового водопользования(Таблица 4. Химический состав воды р. Таналык (д. Таштугай) на сентябрь 2010 г.). Они являются критерием эффективности различных мероприятий по охране водоемов от загрязнения, стимулируют прогресс в области промышленной технологии для наиболее полного соблюдения нормативных требований, соответствующих благоприятному санитарному состоянию водоемов.  

ПДК вредных веществ в воде водоемов в качестве гигиенических нормативов позволяют отличать уровни загрязнения, прямо или косвенно влияющие на санитарные условия водопользования и здоровье населения, от уровней загрязнений, затрагивающих не столько интересы здравоохранения, сколько другие народнохозяйственные интересы населения.  

6. Выводы

   Таким образом, что экологическое состояние реки Таналык формируется под влиянием   горно-добывающих предприятий (как действующих, так и ныне не работающих) и по среднегодовому классу качеству воды   характеризуется как   чрезвычайно грязная (в Хайбуллинском районе) и сохраняется практически до границы Республики Башкортостан с Оренбургской областью.  

Для поддержания экологического состояния р. Таналык необходимо проведение следующих мероприятий:

-не допускать попадания токсичных веществ в окружающую среду

 - изучение влияния качества промышленных, сельскохозяйственных и др. стоков на качество воды

-строительство и реконструкция  очистных сооружений как бытовых, так и шахтных (подотвальных и карьерных) сточных вод

- утилизация отходов

- вынос опасных источников загрязнения из водоохранных зон и создание зон санитарной охраны вокруг источников водоснабжения

- поиск путей обезвреживания опасных очагов загрязнения,

-поиск путей переработки твердых и жидких отходов горнодобывающих предприятий.

-  в целях экономии достаточно серьезно решать вопрос использования вод питьевого качества на производственные нужды на предприятиях

-предоставлять информацию о качестве воды в реке в районные газеты и местное телевидение для ознакомления с качеством воды населению района.

     Надеемся, что эти мероприятия позволят уменьшить антропогенную  нагрузку на реку Таналык со стороны населенных пунктов, объектов горной промышленности и сельского хозяйства. Таким образом, будет обеспечена экологическая безопасность населения проживающего в этой зоне и улучшена экологическая и водохозяйственная обстановка региона.  

7. Литература

1.Селезнева А.М. Влияниегорнорудной промышленности на состояние рек Худолаз и таналык // Научные доклады конференции «неделя науки-2003»Сибайского института Башкирского государственного университета: 4.1/ Издание Сибайского института БашГУ. Сибай, 2004.-С.10-18

2. Селезнева А.М. Влияние тяжелых металлов нка биологические системы // труды Сибайского института Башкирского государственного университета: Сборник статей 4.2/ Издание Сибайского института БашГУ. Сибай, 2003.-С.100-102
3. Гареев А.М. Реки и озера Башкортостана. Уфа6Китап, 2001-260 с.
4. Сарбаев Р.С., Селезнева А.М. Экологические последствия деятельности горнорудных предприятий башкирского зауралья// приоритет России21 века: от биосферы и техносферы к ноосфере: Материалы международной научно-практической конференции Пенза, 2004.-с.124-126.

8. Приложения

Таблица 1.  Главные загрязнители воды

Таблица 2.  Сведения об анализах воды от 10.05.07г. в р. Таналык

 Таблица№3. Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов.

Таблица 4. Химический состав воды р. Таналык (д. Таштугай) на сентябрь 2010 г.