Муниципальное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 40

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ

НА ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВОДЫ ГОРОДА ТВЕРИ

Выполнил:

                                                                        ученик 10А класса

                                                                        Коноплёв А.И.

                                                                        Руководитель:

                                                                        учитель химии

                                                                        Гулина И.А.

Тверь 2007

ВВЕДЕНИЕ        

ЧАСТЬ 1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОД - ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА РЕГИОНА        

Использование водных ресурсов в Тверской области        

Основные источники загрязнения поверхностных вод г. Твери        

Первый узел экологической напряженности        

Второй узел экологической напряженности        

Третий узел экологической напряженности        

Четвертый узел экологической напряженности        

Пятый узел экологической напряженности        

Шестой узел экологической напряженности        

ЧАСТЬ 2. ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ВОДЫ        

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛАХ, КАК О ЗАГРЯЗНИТЕЛЯХ ВОДЫ        

ДРУГИЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ВОДЫ        

Хлорорганические соединения        

Нефтепродукты        

ЧАСТЬ 3. АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ Г.ТВЕРИ        

ЧАСТЬ 4. КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД В Г.ТВЕРИ        

ЧАСТЬ 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНОЙ ВОДЫ НА ОАО «ТВЕРСКОЙ ВАГОНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ЗАВОД»        

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ        

ВВЕДЕНИЕ

Одна из актуальных проблем современности – изучение воздействия антропогенных факторов на водную оболочку Земли.

Предметная область данного исследования находиться на стыке географии, химии, биологии и экологии.

Объект исследования – промышленные зоны города Твери, которые рассматриваются как основные очаги экологической напряженности на территории города.

Цель исследования – анализ изменения компонентов поверхностных вод под действием антропогенного фактора.

Задачи исследования:

1. Оценить современный уровень загрязнения поверхностных вод г. Твери.
2. Определить основные источники загрязнения поверхностных вод г. Твери.
3. Проанализировать загрязнение водных объектов г. Твери.
4. Оценить качественный состав поверхностных вод в условиях г. Твери.
5. Изучить деятельность ОАО «Тверской вагоностроительный завод» по использованию и охране поверхностных вод.

Актуальность темы:

Река Волга – крупнейшая река в России. Качество воды в реке  Волга формируется под действием антропогенного фактора. Соблюдение экологических нормативов обеспечивает экологическую безопасность населения, сохранение генетического фонда человека, растений и животных и рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в целях устойчивого развития.

В данном исследовании представлены результаты анализа статистического, картографического материала и текстовых документов. Значительную роль в анализе ситуации имели статистические отчеты Санитарно-эпидемиологической службы г. Твери за 1999-2004 гг., документация по промышленным зонам и предприятиям, предоставленная Администрацией г. Твери, а также информация лаборатории ОАО «ТВЗ».

ЧАСТЬ 1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОД - ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА РЕГИОНА

Использование водных ресурсов в Тверской области

Тверская область богата водными ресурсами, однако обеспечение населения качественной питьевой водой остается серьезной проблемой. По данным Комитета по охране окружающей природной среды вода в реке Волга в большинстве створов наблюдений расценивается как "умеренно загрязненная". Наиболее неблагоприятная обстановка складывается у городов Ржев, Зубцов, Старица (вода "загрязненная" и "грязная"). Среднегодовая концентрация нитритов в воде Волги в подавляющем большинстве створов превышала ПДК в 1,2-1,6 раза, максимум (3 ПДК) был отмечен на участке реки выше г. Калязин. Особенно настораживает превышение ПДК меди на участке пос. Селижарово - г. Ржев, при максимуме в створе выше г. Ржев - 44 ПДК.

Суммарный водозабор из природных водных объектов в 2004 г. уменьшился по сравнению с 2002 г. на 281,65 млн. м3 и составил 1265,25 млн. м3; на нужды промышленности использовано на 4,7% меньше свежей воды (1186,3 млн. м3). Основная часть сточных вод – 1182,09 млн. м3 - сброшена в поверхностные водные объекты, нормативно чистые воды составили 89%. Сброс загрязненных сточных вод снизился с 88,2 млн. м3 в 2002 г. до 77,16 млн. м3 в 2004 г.

Из приведенных данных видно, что количество загрязненных сточных вод, сбрасываемых в водоемы уменьшился в 2004 г. по сравнению с 1998 г. на 2,1%. При этом на 6% увеличился объем нормативно очищенных и на 7% уменьшился объем недостаточно очищенных сточных вод, что, однако, не привело к адекватному сокращению количества сброшенных со сточными водами загрязняющих веществ – 26,7 тыс. т (2002 г. – 24,6 тыс. т). Это свидетельствует о более высокой степени загрязненности сбрасываемых в водоем сточных вод.

Информация об использовании и очистке вод

в Тверской области

Основные источники загрязнения поверхностных вод г. Твери

В качестве комплексных объектов выделены узлы экологической напряженности города Твери (районы острой экологической ситуации) участки с таким уровнем загрязненности естественных условий, который оказывает негативное влияние на жизнь, деятельности здоровье человека. Узлы экологической напряженности образуют наиболее неблагоприятные для проживания населения участки города. В пределах города Твери выделено шесть таких узлов.

Первый узел экологической напряженности — обширный район в восточной части г. Твери по правому берегу Волги. Он находится в зоне влияния «Химволокно», ТЭЦ-4 завода «Искож» и других предприятий. Поверхностные воды в районе узла относятся к сильнозагрязненным. Здесь располагаются очистные сооружения города, отстойники крупных предприятий, имеющих сток в реку Волгу. Общий объем сточных вод, сбрасываемых ниже города Твери, составляет 41383 тыс. м3. Вода Волги на этом участке имеет максимальный уровень загрязнения, многократно превышающий ПДК практически по всем загрязнителям, а также по комплексным показателям индекса загрязнения — токсикологическому, санитарно-токсикологическому и рыбохозяйственному. По всем элементам превышаются фоновые показатели, в том числе по цинку в 10 раз, по меди в 4,5 раза, мышьяку в 8 раз.

Второй узел экологической напряженности расположен в центре г.Твери вдоль Волги, между устьями рек Тьмаки и Тверцы, вытянут от обелиска Победы до Московской площади. Это район старого антропогенного освоения и интенсивного движения транспорта. Воды р. Тьмаки и Волги в этом районе относятся к категории сильнозагрязненных по всем лимитирующим показателям вредности (токсикологическому, санитарно-токсикологическому, рыбохозяйственному), наблюдается систематическое многократное превышение ПДК. Общий объем сточных вод, сбрасываемых на этом участке, превышает 2000 тыс. м3. Здесь наблюдается превышение ПДК практически по всем химическим элементам. Наибольшие превышения отмечены по цинку, мышьяку, свинцу. Содержание большинства металлов превышает фоновые показатели.

Третий узел экологической напряженности расположен на востоке Пролетарского района в зоне воздействия АО «Тверская мануфактура», ТЭЦ, камвольного комбината, железнодорожной магистрали и других предприятий. Она занимает значительный участок района от р. Волги у железнодорожного моста вдоль ж/д магистрали в направлении вокзала. На востоке граница узла располагается вблизи бульвара Ногина. Воды р. Тьмаки на этом участке относятся к сильнозагрязненным (индекс по токсикологическому показателю более 30). Река Волга характеризуется средним загрязнением вод (индекс до 30). Общий сброс сточных вод в водоемы района около 15000 тыс. м3.

Четвертый узел экологической напряженности расположен на левом берегу Волги (район ст. Дорошиха — напротив 3-го узла) в зоне воздействия ОАО «Тверской вагоностроительный завод», МЭС, ДСК и др. Воды р. Волги в этом районе относятся к средам, незагрязненным по токсикологическому индексу вредности (до 30). В Волгу сбрасывается более 4000 тыс. м3 сточных вод. В целях сокращения сброса загрязняющих веществ Росприроднадзор предписал руководству "Тверского вагоностроительного завода" провести реконструкцию очистных сооружений и выполнить план водоохранных мероприятий.

Пятый узел экологической напряженности расположен вдоль правого берега Волги в районе Мигаловского моста. Территория находится в зоне воздействия полиграфических предприятий города, завода «Легмашдеталь», ДСК-2, аэродрома «Мигалово», окружной городской автодороги и др. Побережье Волги захламлено бытовым мусором. Воды Волги в этом районе имеют среднюю степень загрязнения (индекс по токсикологическому показателю до 30). Объем сбросов сточных вод в районе составляет 1300 м3.

Шестой узел экологической напряженности располагается на востоке города в зоне влияния комбината стройматериалов №2, фирмы «Тверис» и др. по левому берегу Волги напротив промышленной зоны 1-го узла. Воды Волги сильно загрязнены (максимальные величины индекса более 30). В этом районе г. Твери отмечен весьма высокий уровень загрязнения поверхностных вод. Сильно загрязнены воды приустьевых участков р. Тьмаки и Тверцы, а также воды р. Волги ниже впадения Тьмаки: максимум загрязняющих веществ по токсикологическому признаку вредности превышает в них 30 ПДК. Такая вода не пригодна для питья, в ней не рекомендуется купание.

ЧАСТЬ 2. ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ВОДЫ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛАХ, КАК О ЗАГРЯЗНИТЕЛЯХ ВОДЫ

Органические отбросы, биогенные вещества и тепло наносят вред водным экосистемам тогда, когда перегружают их. Загрязненная ими вода может при благоприятных условиях очиститься сама. Однако существуют загрязнители, которые абсолютно чужды экосистемам. Поэтому вред от них более существен, а последствия на экосистему подчас непредсказуемы.

Среди таких загрязнителей особое место занимают металлы. В настоящее время они являются одними из главных по объему выбросов в водоемы. Многие металлы чрезвычайно токсичны уже в малых дозах (Hg, Pb, Cd, Tl). В таблице 1 приведены данные о некоторых металлических загрязнителях воды.

Ртуть представляет наибольшую опасность для людей и окружающей среды. Она воздействует на нервную систему рыб и морских млекопитающих. По пищевым цепям она переносится и к человеку, вызывая тяжелые психические расстройства, врожденные уродства у детей. Ртутьсодержащие пестициды в настоящее время запрещены к производству и использованию. Одним из широко распространенных источников ртути являются люминесцентные лампы. Одна такая лампа содержит около 150 мг ртути и, будучи выброшена на свалку и лишившись герметичности, способна загрязнить ртутью 500 тыс.м3  воздуха на уровне ПДК.

Свинец и его соединения  нарушают обмен веществ и являются ингибиторами ферментов, у детей вызывая умственную отсталость, заболевания мозга. Свинец попадает в воду из загрязненных им почв, а также путем прямых сбросов отходов в реки и моря. Свинец используют для производства аккумуляторных батарей, присадок к бензину, для покрытия кабелей. Важнейшей задачей является извлечение свинца из сточных вод и его возвращение в производство.

Кадмий  способен вызвать серьезные отравления: белок в моче, поражения нервной системы, острые костные боли, дисфункции половых органов. Кадмий повышает кровяное давление, может служить причиной образования камней в почках. Одноразовая доза в 30-40 мг может стать для человека смертельной. Источником поступления кадмия в сточные воды являются гальваника, производство полимеров, пигментов красок и серебряно-кадмиевых аккумуляторов.

ДРУГИЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ВОДЫ

К загрязнителям воды также относят хлор- и фосфорорганические соединения, поверхностно-активные вещества (ПАВ), пластмассы, нефть, кислотные осадки и теплые загрязняющие стоки.

Хлорорганические соединения

В настоящее время источниками галогенорганических соединений являются производство консервантов древесины (полихлорфенолы и феноляты), красителей, пестицидов, гербицидов, пластмасс и др.

С химической точки зрения органические соединения хлора, загрязняющие биосферу и представляющие наибольшую опасность, можно разделить на несколько групп:

1. хлорпроизводные циклоалканов, например гексахлоран;
2. n, n – дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ) и его производные;
3. хлорпроизводные диоксина;
4. хлорбифенилы и др.

Хлорпроизводные чрезвычайно опасны для теплокровных, в силу того, что они:

1. высокотоксичны;
2. обладают большой биологической активностью;
3. необычайно устойчивы в окружающей среде и живых организмах;
4. способны к накоплению в пищевых цепях.

ДДТ обнаружен сейчас на всех уровнях биосферы.

Отрицательные свойства:

1. появление видов насекомых, нечувствительных к воздействию ДДТ;
2. накапливается в живых тканях и вызывает различные патологии;
3. остается на десятки лет в воде, почве и организмах;
4. летуч;
5. период обращения его частиц вокруг земного шара - 3-4 недели, обнаружен даже в тех странах и материках, где не применялся.

Эти свойства ДДТ, а также появление новых инсектицидов -фосфорорганических - привело к тому, что к 1970 году ДДТ был запрещен.

Позднее было выяснено, что значительная часть отрицательных свойств ДДТ обусловлена наличием в нем примесей и, в частности, полихлорбифенилов (ПХБ).

Методика анализа ДДТ определяет совместно с ним также и ПХБ. В промышленном ДДТ содержится до 30% ПХБ, безвредных для насекомых, но токсичных для людей. При этом, если чистый ДДТ распадается в растениях на 90% через месяц, то техническому препарату требуется не менее 180 лет.

Диоксины возникают во всех процессах, в которых хлор, бром, или их сочетания взаимодействуют с углеродом в кислородной среде (преимущественно при высоких температурах и давлениях). Являются сильнейшими ядами.

Источники диоксинов:

1. отходы, содержащие хлорфенолы (особенно в щелочной среде);
2. выбросы печей, сжигающих промышленные отходы;
3. процессы хлорирования.

Нефтепродукты

Химически нефть представляет собой смесь различных алифатических и ароматических углеводородов с примесями различных химических элементов, в том числе, металлов.

Воздействие нефти на морские экосистемы:

1. отравление живых организмов с летальным исходом;
2. нарушение физиологической активности у гидробионтов;
3. обволакивание нефтепродуктами живых организмов;
4. болезни, связанные с попаданием в организмы углеводородов и примесей, содержащихся в нефти;
5. негативные изменения в среде обитания;
6. увеличение нефти в водоемах.

Первоначально нефть и нефтепродукты скапливаются в поверхностной пленке. При перемешивании образуются устойчивые эмульсии в толще воды, которые частично растворяются или оседают на дно.

Анаэробные бактерии окисляют нефтепродукты и доводят их в конечном итоге до углекислого газа и воды:

Н3С-(СН2)n-СН3 + О2 →Н3С-(СН2) n-1-СООН + СО2 + Н2О,

т.е. результатом протекающих процессов является образование менее токсичных, чем нефтепродукты, соединений. Однако эти реакции идут медленно, при значительной концентрации кислорода и при температуре воды не ниже 5оС.

Следует отметить, что бактерии разных видов селективно разрушают различные компоненты нефти. При этом н-алканы разлагаются быстрее, чем циклопарафины и ароматические углеводороды. Однако последние лучше растворяются в воде, что способствует их утилизации.

Таблица 1. Металлы и их воздействие на организм человека

ЧАСТЬ 3. АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ Г.ТВЕРИ

Водные объекты г. Твери не являются источниками питьевого водоснабжения и относятся к II категории водопользования - рекреационного водопользования. В городской черте протекают 3 реки (Волга, Тверца, Тьмака) и несколько крупных ручьев, которые являются их притоками. Загрязнение водных объектов может оказывать отрицательное воздействие на водоснабжения населенных пунктов, расположенных ниже по р. Волге, а также использование водных объектов в черте города рекреационного водопользования.

Санитарное состояние водоемов зависит от влияния хозяйственной деятельности города. Основными источниками загрязнения в черте города являются: выпуск очищенных сточных вод с городских очистительных со оружений МУП «Водоканал», выпуски условно - чистых и ливневых, сточных вод с территории промышленных предприятий, а также ливневые сточные воды с городских улиц и дорог.

Каждый водоем (р. Волга, Тверца, Тьмака) имеют точку отбора до города- где можно охарактеризовать воду водоема, приходящую в город, и точки (устье реки Тьмаки, устье реки Тверцы, река Волга ниже города), которые характеризует загрязнение водоема в процессе жизнедеятельности города.

Качество воды водных объектов по санитарно-химическим показателям в целом соответствует требованиям нормативов. Вода исследуется на наличие взвешенных веществ, плавающих примесей, окраски, запаха, температуры, водородного показателя, растворенного кислорода, БПК5, ХПК, солей тяжелых металлов: ртуть, свинец, кадмий, возбудителей кишечных инфекций, термотолерантных колиформных бактерий, общих колиформных бактерий.

По данным «Доклада о состоянии окружающей среды в Тверской области за 2002 год» получены следующие данные.

В 2001 году имели место превышения по взвешенным веществам, БПК5 (биохимическая потребность в кислороде 5-суточная).

В 2002 году имело место по превышению рН, БПК5, ХПК, в третьем квартале имело место превышение содержание кадмия в 2-х пробах в р. Волге (1-я точке выше микрорайона Мигалово, и во 2-ой точке выше ТЭЦ-4). Соли тяжелых металлов и др. токсические вещества не превышали нормативные показатели. Продолжались исследования воды на содержание количества пестицидов и радиологические исследования, неудовлетворительных результатов не зарегистрировано.

По микробиологическим показателям в 2001-2002 годах по всем створам имело место превышение содержания термотолерантных колиформных бактерий и общих колиформных бактерий в 10-100 раз. Патогенные микроорганизмы в течение 2001 года были выявлены 1 раз, за 2002 год во всех контролируемых точках не выделялись.

Объем поступающих сточных вод, сбрасываемых с городских очистных сооружений с полной механической и биологической очисткой, уменьшается и составляет ежесуточно 110-120 тыс. куб. м, при проектной мощности 400,0 тыс. мЗ/сут.

Городские очистные сооружения (станции аэрации) г. Твери включает полный цикл очистки: механическая, биологическая и обеззараживающая хлором. Химические показатели на этапах очистки и в воде водоемов соответствуют ПДС (предельно допустимый сброс) и требованиям СанПиН. Перегрузки на станции аэрации нет, однако неудовлетворительно работает этап обеззараживания.

При проведении анализа состояния качества воды в водоемах города следует отметить, что город оказывает незначительное влияние на химический состав открытых водоемов. Имеет место незначительное повышение взвешенных веществ, ХПК, БПК5, сульфатов, по микробиологическим показателям загрязнение увеличивается не более чем в 10 раз.

В связи с тем, что за последние 10 лет предприятия работают нестабильно, не на полную мощность, многие сократились - количество сбрасываемых сточных вод сократилось, содержание в них вредных веществ уменьшилось, что оказывает положительное влияние на водоемы.

Основные причины загрязнения - загрязнение водоемов поверхностными стоками (в т.ч. без очистки, все ливнестоки с городских улиц), и недостаточная работа городских очистных сооружений на этапе обеззараживания, залповые сбросы хозфекальных стоков при авариях на канализационных сетях и сооружениях. Только на канализационных сетях города ежегодно регистрируется более 300 крупных и мелких прорывов, засоров. За последние годы проявляется еще одна дополнительная причина (характерная ранее только для сельской местности) - коттеджная застройка на окраинах города без централизованных строительств сетей канализации.

Изменение качества воды как бактериологического, так и химического в коммунальном водопроводе связано со значительной изношенностью сетей, эксплуатационные сроки которых истекли, на некоторых участках в 3 и более раз, неудовлетворительным содержанием внутридомовых сетей. Определенная взаимосвязь с ухудшением качества воды обусловлена передачей на баланс МУП «Водоканал» части ведомственных водопроводов с более устаревшим, даже ветхим оборудованием и техническим состоянием сетей, а также недостатками в эксплуатации водопроводной сети - как нестабильная работа предприятий, наличие застоя в воде и т. д. Кроме того, расширение в 2002 году лабораторного контроля на малых предприятиях, где ранее он не проводился, а также на предприятиях торговли и общепита.

Особых изменений в составе и свойствах подаваемой питьевой воды не произошло. Положение по всем водоисточникам в г. Твери по микробиологическим показателям в течение многих лет остается благополучным, хотя отмечаются тенденции роста числа неудовлетворительных проб в сети.

ЧАСТЬ 4. КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД В Г.ТВЕРИ

Один из важнейших аспектов изучения современного состояния водоемов является проблема качественной оценки содержащихся в них вод. Развитие хозяйства в бассейне Верхней Волги и связанная с этим возрастающая антропогенная нагрузка на водные экосистемы настойчиво диктуют  необходимость срочного решения практических задач, связанных с резким ухудшением качества поверхностных вод бассейна Иваньковского водохранилища, являющегося хозяйственно-питьевым для всей Московской агломерации.

Речные воды Верхней Волги являются приемниками и транспортерами жидких отходов промышленного производства и бытовых стоков таких городов, как Осташков, Пено, Селижарово, Ржев, Старица, Тверь, Торжок. Заметной частью загрязнения являются стоки с сельскохозяйственных угодий и животноводческих ферм.

Поверхностный сток с урбанизированных территорий по концентрации загрязняющих веществ можно отнести к хозяйственно-бытовым водам средней, а иногда и высокой концентрации.

К сожалению, современная гидрохимия пока не дает ответа на вопрос, какое из антропогенных веществ или их сочетание является наиболее нежелательным с точки зрения конкретного водопотребителя. Поэтому при систематизации материалов гидрохимических наблюдений на реках приходится иметь дело с большим числом загрязняющих веществ и характеризовать загрязненность определенным набором этих веществ.

Изучение процессов формирования качества поверхностных вод в пределах г. Твери базировалось на данных Тверской специализированной лаборатории областного комитета по экологии и природопользованию. Отбор проб производился в различные сезоны года на четырех створах:

I) р.Волга в 10 км выше Твери у пос. Мигалово;

2) р.Тьмака в устье;

3) р.Тверца в устье;

4) р.Волга в 15 км ниже Твери у д.Пасынково.

Анализ полученных данных показал, что качество воды на указанных створах заметно разнится. Активная реакция воды рН изменяется во все сезоны в довольно значительном диапазоне от 7,0 до 8,5, но всегда остается слабощелочной либо нейтральной.

Кислородный режим характеризуется повышенным содержанием 02 в холодный период от 7,8 до 12,9 мг O2/л, что связано с низкими температурами поверхностных вод. Недостатка кислорода, как правило, не наблюдается. Насыщение 02 в этот период в створе I составляет 75-98%, 2 - 74-97%, 3 - 72-95%, 4 - 77-98%.

По мнению Е.А.Иларионова /I/, в воде Иваньковского водохранилища биохимическое потребление кислорода (БПК) достигает максимальных величин в начале половодья. Максимальные значения БПК20 во всех створах приходятся на весенний период (табл.1), обычно от 3 до 6 мг/л. Однако в устье Тверцы в летний период отмечено макси мальное содержание БПК20 12,1 мг/л, что в четыре раза превышает предельнодопустимую концентрацию (ПДК). В весенний период возрастает и бихроматная окисляемость (Б.О.), хотя средние значения по сезонам почти не различаются. Изменение этих показателей косвенно, характе ризует поступление органических соединений с талыми водами.

Поступление загрязняющих веществ стало причиной появления во все сезоны сероводорода. И если выше города лишь несколько раз отмечено наличие растворенного газа (летом до 0,33 мг/л, осенью до 0,07 мг/л), то в других створах он отмечается во все сезоны, достигая концентрации в устье Тьмаки летом до 0,41 мг/л.

Количество сухого остатка не подвержено резким изменениям, но все же максимальные концентрации содержащихся в воде веществ характерны для зимнего периода, когда преобладает подземное, более минерализованное, питание. Максимальные значения сухого остатка в створе 2 нередко более 500 мг/л.

Изменение макрокомпонентного состава растворенных веществ можно проследить на примере хлоридов и сульфатов. Минимальные значения С1- отмечаются у поступающих в город вод рек Волги и Тверцы (створ I и 3) от 3 до 18 мг/л, максимальные - у р.Тьмаки (створ 2) от 14 до 72 мг/л, стоки Тьмаки приводят к тому, что ниже Твери (створ 4) хлоридов от 6 до 18 мг/л. Большая часть поступающих хлоридов связана с бытовыми и ливневыми стоками селитебных территорий. Отличие в концентрациях сульфатов менее заметно, на всех створах отмечается почти одинаковое максимальное их содержание. Все же несколько меньше концентрации сульфатов выше города, которые изменяются по сезонам от 0 до II мг/л, тогда как ниже города - от 1,0 до 13,0 .мг/л, а в устье Тьмаки не отмечались ниже 3 мг/л. Все это подтверждает мнение о возросшей в 1,5-1,7 раза за последние 50-60 лет общей минерализации крупных водотоков, в том числе и содержания хлоридов и сульфатов в 3-4 раза /4/.

Поверхностные воды Верхневолжского региона отмечаются высокой концентрацией общего железа: выше города летом - 0,22-1,17 мг/л, осенью - 0,54-0,90 мг/л, зимой - 0,60-0,80 и весной - 0,80-1,02 мг/л. Более высокие концентрации-железа - до 2,60 мг/л - в устье Тьмаки, которая питается в значительной мере болотными водами.

Природные поверхностные воды лесной зоны отмечаются полным отсутствием фосфора в отдельные периоды летнего и зимнего сезона, в первом случае в результате его активного потребления водными растениями, во втором - в связи е его слабым поступлением. Выше города его концентрация - от 0 до 0,49 мг/л, ниже - от 0,04 до 0,65 мг/л ПДК - 0,04 мг/л).

Концентрация эфиррастворимых соединений в створе 1—0,10-1,10-мг/л, 2 - 0,05-1,60 мг/л, 3 - 0,15-1,30, 4 - 0,10-1,30 мг/л, т.е.- в черте города также происходит увеличение их содержания.

Таблица 2. Химический состав поверхностных вод г. Твери

Химический состав поверхностных вод г. Твери

Примечание.         6,5 – числитель обозначает минимальное содержание;

8,5 – знаменатель обозначает максимальное содержание;

сл – означает наличие следов данных металлов или ионов;

-  –  означает отсутствие данных.

Во все сезоны возможно превышение ПДК азота аммонийного и нитритного, впрочем, возможно и его полное отсутствие. Антропогенный фактор в основном связан с сельскохозяйственным загрязнением поверхностных вод соединениями азота. В обычной геохимической обстановке нитриты быстро переходят в нитратные соединения. Концентрация азота нитратов не подвержена значительным изменениям по створам и составляет в летний период 0,18-2,10 мг/л, осенью -0,57-1,75 мг/л, зимой - 0,25-1,86 мг/л, весной - 0,45-5,70 мг/л (ПДК - 9,1 мг/л).

Поступление тяжелых металлов меди, цинка, никеля, хрома почти целиком связано с человеческой деятельностью. При анализах слабо и совершенно незагрязненных поверхностных вод отмечается их полное отсутствие либо их "следы". В то же время поступающие с верховьев Волги воды могут иметь концентрацию меди, превышающую ПДК в 20 раз, цинка - в 4,1, никеля - в 10, хрома - в о8 (стоки городов Осташкова, Селижарова, Ржева, Старицы), ниже города соответственно в 21, 4,2, 10, 66 раз. К сожалению, в створе 2 полностью отсутствуют наблюдения за содержанием никеля и хрома, концентрация меди может превышать ПДК в 22 раза, цинка - в 10,5 раз. Вода р.Тверцы отличаются повышенной концентрацией никеля-до 28 ПДК.

Согласно "Правилам охраны поверхностных вод..." при поступлении в водные объекты нескольких веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности сумма отношений этих концентраций (С1, С2, С3…Сn)

каждого из веществ к соответствующим ПДК не должна превышать единицы: C1/ПДК1 + C2/ПДК2... + Сn/ПДКn  1.

Все исследованные элементы относятся к трем группам лимитирующих показателей вредности: токсилогическому (азот аммонийный и нитритный, железо общее, медь, цинк, никель, хром); санитарно-токсилогмческому (азот нитратов, фосфаты, сульфаты); рыбохозяйственному (нефтепродукты, пестициды, фенолы).

В створе I летом лимитирующие показатели вредности таковы: токсилогический 0,88-18,8 ПДК, санитарно-токсилогический 0,62-10,07, рыбохозяйственный 4,00-22,00; осенью соответственно 0,44-32,72, 0,60-10,02, 4,00-7,00; зимой 1,36-17,63, 0,34-5,84, 2,00-10,00; весной 0,18-75,17, 1,05-12,67, 4,00-10,00 (табл.2). Максимальные значения лимитирующих показателей вредности в створе 4 превышают аналогичные створа I. Так, по токсилогическому показателю летом превышение в 3 раза, осенью - в 2,5 раза, зимой - в 3,5 раза. Связано это как с поступлением вредных веществ из р.Тверцы (токсилогический признак вредности может достигать летом 82 ПДК,  осенью 68, зимой 115), так и с поступлением со сточными водами р.Твери.

Таблица 3. Изменение лимитирующих показателей вредности в поверхностных водах г.Твери

Из нескольких ингредиентов, входящих в суммарный рыбохозяйственный признак вредности, регулярно определяются лишь нефтепродукты, которые составляют от 2 до 26 ПДК. Небольшие отличия по створам и различным сезонам - у санитарно-токсилогического признака, максимальные значения 6-18 ПДК.

Проведенный анализ позволил установить; что крупные водотоки, протекающие в пределах г.Твери - р.Волга, Тверца, Тьмака, имеют крайне неблагоприятные химические свойства. Низкое качество подтверждается превышением БПК20 до 2 ПДК, появлением сероводорода во все сезоны года, увеличением минерализации (во многом за счет хлоридов и сульфатов); значительным поступлением биогенных веществ (соединений фосфора до 16 ПДК, азота аммиака до 4 ПДК и нитритов до 2 ПДК). Основным источником поступления фосфора являются хозяйственно-бытовые стоки, а азота сельскохозяйственное загрязнение.

Однако основными загрязнителями, определяющими многократное превышение ПДК по токсилогическому признаку вредности, являются тяжелые металлы: медь до 25 ПДК, цинк до 10,5, никель до 28, xpoм до 68. Все это приводит к тому, что ниже черты города токсилогический признак вредности в последнее время не опускается (5 ПДК).

Два крупных притока Волги Тверца и Тьмака в целом имеют более загрязненные воды, нежели сама река. Так, воды Тверцы в зимнее время имеют до 100 ПДК по токсилогическому и до 26 ПДК по рыбохозяйственному признакам вредности.

ЧАСТЬ 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНОЙ ВОДЫ НА ОАО «ТВЕРСКОЙ ВАГОНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ЗАВОД»

Данная информация предоставлена лабораторией ОАО «ТВЗ» и не содержит конкретных данных о составе и количестве сточных вод

На ОАО ТВЗ в качестве технической используется вода р. Волга. Приблизительный ежедневный расход составляет 4500-5000 м3. Основными показателями, на которых основывается применение волжской воды, является:

1. Жёсткость - это содержание в воде катионов Са2+ и Мg2+ Её величина от 1мл - экв/л в половодье до 4,5мл – экв/л в зимний период.
2. Взвешенные вещества в природе содержатся в виде глинистой

суспензии, частиц песка отмершей растительности до 7.5 мг/л.

3. Окисляемость воды - косвенный показатель наличия органических веществ, преимущественно в виде различных коллоидных соединений от 2 - до 10 мг/л.
4. Железо общее - 0,02мг/л.
5. рН - 7 - 8

Таблица 4. Предельно допустимые концентрации

Таблица 5. Выбросы сточных вод ОАО «ТВЗ»

Росприроднадзор инициировал повторную проверку выполнения требований природоохранного законодательства ОАО "Тверской вагоностроительный завод". Как сообщили корреспонденту REGIONS.RU в пресс-службе Министерства природных ресурсов России, в ходе проверки предприятия в ноябре 2004 года инспекторы Росприроднадзора установили, что предприятие сбрасывает сточные воды в Волгу со значительным превышением ПДК загрязняющих веществ. В частности, содержание нефтепродуктов в стоках предприятия превышало ПДК более чем в 19 раз, железа - в 15 раз, меди - в 37 раз. В целях сокращения сброса загрязняющих веществ Росприроднадзор предписал руководству "Тверского вагоностроительного завода" провести реконструкцию очистных сооружений и выполнить план водоохранных мероприятий. В случае если повторная проверка выявит факты неисполнения ранее выданных предписаний и превышение ПДК загрязняющих веществ в стоках предприятия, Росприроднадзор намерен передать документы в органы прокуратуры с ходатайством о возбуждении уголовных дел в отношении должностных лиц завода. Кроме того, будет подготовлено исковое заявление в суд с требованием о приостановке завода до устранения всех нарушений природоохранного законодательства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В России в среднем на одного человека в сутки расходуется 303 литра воды, в Англии - более развитой и цивилизованной - 160 литров. Зачем нам столько? Однозначно, не надо. Мы ее просто не умеем учитывать.

"... надо посмотреть на цену. Во всем мире цена одного кубометра воды приравнивается к цене одного литра бензина, а у нас знак равенства можно поставить только между стаканом бензина и кубометром воды. За границей над каждой раковиной висит пробочка. Для чего? Вовсе не для того, чтобы носки стирать. Они затыкают раковину пробочкой, даже когда умываются, зубы чистят. А мы? Знаете, сколько воды утекает из открытого крана, пока мужчина умывается, возится с зубами и бреется? Два ведра. Можете проверить. А когда хозяйки чистят картошку в раковине - они закрывают ее пробкой? Нет, струя льется постоянно. У нас нет привычки воду беречь, экономить, потому что мало кто берет себе за труд знать, сколько и за что он платит".

Проблемы количества потребляемой воды в Твери вроде бы не существует. Она берется из подземных горизонтов с глубины 70-150-210 метров, на город работают Тверецкий и Медновский водозаборы через очистительные станции. Но... уже и Медновского водозабора как будто недостаточно. Сейчас начали поговаривать, что из расчета на каждого жителя Твери надо тратить в сутки 349 литров, из них 222 литра должны забирать жилой сектор, 94 - промышленность, остальное - коммунально-бытовые предприятия. Прямо мания величия от дармового богатства!"

Разработчик проекта "Концепции экологически безопасного устойчивого развития г. Твери и основных направлений действий по ее реализации на 2001-2005 годы" Виктор Богданов в унисон с Борисом Титовым полагает, что проблема водного хозяйства в Твери существует и по качественным показателям. Наверняка будет ухудшение воды по бактериологическому показателю в Тверецком и Медновском водозаборе из-за индивидуального строительства коттеджей в районе деревни Киселево, дачных участков сельхозпредприятий Калининского района, так как в этих местах может формироваться источник фекального загрязнения, и где из-за отсутствия сетей канализации оборудуется лишь выгребная канализация.

По химическому составу вода из всех водопроводов в полной мере не соответствует требования ГОСТа. Вода из подземных источников содержит соединения железа природного характера, очистные сооружения для этой цели имеются только в Тверецком водозаборе.

При подаче воды в дома происходит дополнительное загрязнение отложениями и выпавшими в осадок железистыми соединениями, в том числе из-за применения неоцинкованных труб. Кроме того, как отмечено в "Концепции", вторичному загрязнению способствует недостаточное техобслуживание внутридомовых сетей и отсутствие плановых ремонтов, промывок. В тверской воде отмечается низкое содержание фтора.

Мы пьем воду из подземных источников, не заботясь особенно об открытых водоемах, реках, озерах, загрязнение которых может отрицательно сказаться на водоснабжении населенных пунктов ниже по Волге. Основные источники загрязнения - выпуск вод с городских очистных сооружений, выпуск сточных и ливневых вод с предприятий, с городских улиц, с дорог.

Волга защищена не на 100%. В районе городского пляжа в Твери существует потенциальный источник загрязнения - 3 ливневыпуска с городских улиц. Сильно загрязнены свалками ручьи и малые речки, впадающие в Волгу: Перемерковский, Хлебный, Межурка, Лазурь и другие.

В городской черте в водоемы стекает вода через 58 выпусков ливнестоков, в том числе в Волгу - 18, в Тьмаку - 10. Ливнестоки загрязнены мутью, фекалиями животных, нефтепродуктами и они могут быть причиной кишечных инфекций, в том числе холеры, паразитарных и других заболеваний.

"Водоканал" сделал скачок в количестве и качестве потребляемой воды. На очереди проблема сохранения ее качества и экономии. Подземных источников немного, и они не безграничны, а Тверь тихо-тихо, но растет, поглощая пространство и продолжая загрязнять среду обитания.

В соответствии с законодательством негативное воздействие на окружающую среду должно компенсироваться соответствующей платой. Как показывает практика, предприятия предпочитают платить, нежели заниматься природоохранными мероприятиями.

Плата предприятий Тверской области за вредное воздействие на окружающую среду в 2003 году составила 80,3 млн. рублей, из них почти 39,1 млн. рублей составляет плата за выбросы в водные объекты, 33,0 млн. рублей - за размещение отходов, 7,8 млн. рублей - за выбросы в атмосферный воздух и 0,4 млн. рублей - в подземные горизонты.

В сумме экологических платежей плата за допустимые сверхнормативные выбросы загрязняющих веществ составила 63,9 и 16,4 млн. рублей соответственно. При этом 84% платежей за сверхнормативное загрязнение приходится на предприятия промышленности, в том числе 52% - электроэнергетики.

В последние годы в сфере природопользования Российской Федерации сложилась тенденция систематического недофинансирования мероприятий, направленных на воспроизводство, сохранение и рациональное использование природно-ресурсного потенциала.

По экспертным оценкам Комитета Государственной Думы по природным ресурсам и природопользованию, в 2004 году реальное (в постоянных ценах) бюджетное финансирование природопользования сократится на 13-14 % (в том числе, на воспроизводство минерально-сырьевой базы - на 26-27%) по сравнению с 2002 годом, причем его доля в расходной части федерального бюджета снизится с 0,87% в 2002 году до 0.69 % в 2004 году.

Обращает на себя внимание снижение бюджетного финансирования Федеральной целевой программы «Экология и природные ресурсы России (2002-2010 годы)». В 2004 году по сравнению с 2002 годом реальное бюджетное финансирование уменьшится на 14-16%, в том числе по подпрограмме «Водные ресурсы и водные объекты» - на 38-40 % . по подпрограмме «Водные биологические ресурсы и аквакультура» - на 27-29%.

Эта тенденция наблюдается на фоне роста природно-ресурсной составляющей в доходной части федерального бюджета. В 2004 году с учетом всех налогов, платежей и пошлин она составит около 23 %.

Несовершенной остается и организация порядка финансирования мероприятий, направленных на сохранение и воспроизводство природно-ресурсного потенциям. В соответствии со сложившейся практикой составления бюджетных заявок (по принципу от достигнутого, а не ожидаемого результата) возникла ситуация, при которой государство не может эффективно финансировать ряд мероприятий в сфере природопользования.

Таким образом, финансирование мероприятий по воспроизводству, сохранению и рациональному использованию природных ресурсов осуществляется на минимально допустимом уровне и не обеспечивает государственную политику в природопользовании.

На региональном уровне пожинаются плоды недальновидной финансовой политики в отношении природоохранных мероприятий, проводимой федеральным центром. Выполнение многих намеченных экологических мероприятий и мероприятий по восстановлению и охране водных объектов, воспроизводству минерально-сырьевой базы, ведения мониторинга окружающей среды не было доведено до конца.

В 2003 году в регионе на природоохранные мероприятия было использовано 191,9 млн. рублей инвестиций, что на 1,7% (в сопоставимой оценке) меньше уровня 2002 года.

Инвестиции на охрану окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов характеризуются следующими данными:

в ценах соответствующих лет, млн. руб., 1995г. - млрд., рублей

Таблица 6. Использование инвестиций на охрану окружающей среды

Основным направлением инвестиций на охрану окружающей природной среды в 2003 году остается строительство станций для очистки сточных вод (37% природоохранных инвестиций) и систем оборотного водоснабжения (55%). В 2003 году возобновилось инвестирование на охрану атмосферного воздуха (3,5%), охрану и рациональное использование лесных (0,3%) и земельных ресурсов (0,6%), воспроизводство рыбных запасов (2,6%). По сравнению с предыдущим годом в 6 раз возросли инвестиции на строительство станций биологической очистки сточных вод.

В структуре инвестиций преобладают собственные средства предприятий -96,6%, из федерального бюджета финансируется 2%, из бюджета области -1,4%.

В 2003 году предприятиями области на капитальный ремонт основных производственных фондов по охране окружающей среды было израсходовано 160,6 млн. рублей, что в фактически действующих ценах на 9 млн. рублей или 5% меньше, чем в 2002 году.

Текущие затраты на охрану природы в 2003 году составили 593 млн. рублей, что на 280 млн. рублей или 89% больше уровня 2002 года. В структуре текущих затрат 60% приходится на охрану и рациональное использование водных ресурсов, 36% - на охрану окружающей среды от загрязнения отходами производства и потребления, 3,8% - на охрану атмосферного воздуха и 0,4% - на рекультивацию земель.

В рамках ФЦП «Возрождение Волги» ставятся следующие задачи:

1. строительство, реконструкция и расширение очистных сооружений в городах Бежецке, Ржеве, Кувшинове, Твери, Торжке, Лихославле, Конаково, Вышнем Волочке, а также в Конаковском и Калининском районах;
2. создание системы оборотного водоснабжения ТЭЦ-3 в Твери;
3. устройство и обустройство водоохранных зон, включая вынос из них ферм крупного рогатого скота в 22 районах (31 объект);
4. обустройство набережной в г. Конаково;
5. очистка ложа Иваньковского водохранилища от ила и проведение дноуглубительных работ на нем;
6. защита от подтопления ряда городов, населенных пунктов и коммуникаций (22,5 км);
7. восстановление и охрана малых рек, включая строительство плотин и ремонтно-восстановительные работы на плотинах семи рек области, берегоукрепление на реках;
8. облесение водоохранных зон на волжских водоемах, вынос из этих зон запасов минеральных удобрений и складов ГСМ (13 объектов);
9. строительство канализационных сетей в ряде городов, (Адреаполь, Белый, Красный Холм, Удомля), замена около 200 км ветхих и перегруженных канализационных сетей с реконструкцией канализационных насосных станций в городах Твери, Конаково и Торжке.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Балина Т.К., Папулов Ю.Г., Зимин Р.А.. Охрана природы (химическая экология). Тверь, 1995.
2. Доклад о состоянии окружающей среды в Тверской области за 2002 год. Тверь, 2003.
3. Информация  лаборатории ОАО «ТВЗ» об использовании природной воды. 2007.
4. Информационно-аналитическая записка «Экологическое состояние Тверской области». Тверь, 2005.
5. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. М., 1976.
6. Цыганов А.А. Оценка качественного состава поверхностных вод в условиях г. Твери. Тверь, 1993.
7. Шустов С.Б., Шустова Л.В. Химические основы экологии. М., Просвещение, 1995.
8. Эколого-географическая оценка и мониторинг природной среды./Под ред. П.П. Араповой, Ю.П.Селиверстова, СПб., 1998.