Целью статьи является комплексный анализ состава и объемов загрязняющих веществ (ЗВ), поступающих в водные объекты со сточными водами в федеральных округах и ряде крупных речных бассейнов (Невы, Северной Двины, Волги, Оки, Камы, Дона, Кубани) Европейской части России (ЕЧС) в 2015-2020 гг., и сопоставление сброса ЗВ с фактическим содержанием их в речных водах. Материалы и методы. Исходными материалами послужили данные о годовом сбросе ЗВ по субъектам и федеральным округам в составе ЕЧС и сведения об их средней годовой концентрации в речных водах, содержащиеся в статистических справочниках. Рассматривается содержание БПК полного (показателя органических веществ), нефтепродуктов, сухого остатка (минерализации), железа, нитрат-аниона, меди. Применен метод географо-гидрологического сопоставления. Результаты и обсуждение. Показано, что федеральные округа существенно различаются между собой как по величине общего сброса отдельных ЗВ, сбрасываемых со сточными водами, так и приходящегося на одного жителя, км2 площади и км3 местного речного стока. Не выявлено какой-то общей явно выраженной тенденции в величине сброса ЗВ в 2015-2020 гг. Вместе с тем выявляется превышение ПДК в большинстве замыкающих створов рассматриваемых речных бассейнов и значительное превышение фактического годового выноса ЗВ, в том числе сверхнормативного, по сравнению с годовым сбросом со сточными водами. Выводы. Значительное превышение фактического годового выноса ЗВ в замыкающих створах речных бассейнов над сбросом их со сточными водами свидетельствует о преобладающем вкладе в загрязнение рассматриваемых водных объектов других источников, прежде всего диффузного стока с водосборов.
Проблема и цель. Сегодня практически не учитывается сброс загрязняющих веществ со сточными водами, их накопление в приемниках, технологические и экономические параметры производств и сооружений их очистки. Все вышеназванное в совокупности с природными факторами (подстилающие грунты, дальность объектов от реки и др.) вызывает загрязнение поверхностных вод, контроль качества которых необходимо проводить. Цель исследований изучить ретроспективу качества воды р. Рака и современное ее состояние в зоне влияния свинокомплекса и пруда-накопителя с целью разработки рекомендаций по сохранению качества окружающей среды.
Методология. Исследования проведены в 1995, 2003 и 2022 годах. Объект река Рака. Пробы воды отбирались в соответствие с ГОСТом. Исследовались гидрохимическое и бактериологическое состояние воды р. Рака. Методы исследований традиционные с математической обработкой результатов.
Результаты. В вегетационный (май-сентябрь) и межвегетационный (апрель, октябрь) периоды качество воды в реке не отвечало нормативам в 1995 году при проведении орошения сточными водами. Концентрация аммиака, нитратов и нитритов в воде с мая по сентябрь превышала ПДК в 6080 раз. Содержание растворенного О2 было ниже допустимого на 5 %. Было установлено высокое содержание хлоридов и сульфатов. В межвегетационный период концентрация токсикантов чуть снижалась за счет разбавления, но оставалась высокой вследствие наличия подпитки из переполненного пруда-накопителя. Коэффициент самоочищения речной воды минимальный. В 2003 г. при введении цикличного орошения, подразумевавшего полив сточными водами 1 раз в 4 года научнообоснованной нормой гидрохимические показатели за счет небольшого снижения концентрации биогенных веществ улучшились в среднем в два раза. Современное состояние вод р Рака характеризуется как загрязненное вблизи свинокомплекса и пруда-накопителя, но при дальнейшем движении по течению воды наблюдается разбавление концентрации токсикантов. Коэффициент самоочищения воды 12 %. Изменился гидрохимический состав речной воды за счет большего поступления со сточными водами поллютантов химического происхождения. Аналогичные изменения прослеживаются и в отношении содержания в речной воде микроогвнизмов. С мая по конец августа 1995 г. в водах выявлено большое количество микроорганизмов, что не позволило к весне будущего года снизить концентрацию, самоочищения воды не произошло. Но и в 2003 году превышение норматива отмечалось по количеству лактозоположительной кишечной палочки (70000), Е. сйИ 13000. В 2022 г. санитарное состояние заметно улучшилось, что, на наш взгляд, есть следствие изменения химического состава: микрофлоры поступает меньше, а химических загрязнителей больше, в результате чего наблюдается губительное действие последних. Болезнетворные микроорганизмы в водах не обнаружены во все годы исследований.
Заключение. Поверхностные воды р. Рака, протекающей вблизи свинокомплекса и пруда-накопителя в межи вегетационный периоды представляют определенную опасность. Концентрация биогенных элементов, поступающих в реку, сохраняется высокой. Из-за уменьшения поголовья свиней и роста концентрации химикатов в коммунально-бытовых сточных водах, поступающих в очистные сооружения из п. Искра, наблюдается химический прессинг при некотором снижении биологического в 2 раза и более. Введение после ремонтных работ в строй второй очереди биологической очистки несколько улучшит показатели качества воды, однако необходимо коренным образом менять под ход к проблеме утилизации сточных вод и возрождать надзорные мероприятия.
Цель исследования - выявление особенностей генезиса и геоэкологического развития семи озер между населенными пунктами Улитино и Набережный Зеленодольского муниципального района Республики Татарстан, объединенных в комплекс озер с единым типом генезиса «Собакинские Ямы», расположенных по правому берегу Куйбышевского водохранилища в Вязовских горах, западнее устья р. Свияга. Материалами исследования послужили спутниковые снимки разных лет, полевые данные, собранные во время выездов, и последующие лабораторные анализы, периодически проводившиеся сотрудниками лаборатории гидрологии Института проблем экологии и недропользования Академии наук Республики Татарстан. Комплекс озер, находящихся на однотипном ландшафте, характеризуется, как правило, единством происхождения и схожими характеристиками. Собакинские озера, как их еще называют, входят в число озерных комплексов, сформировавшихся в условиях однотипных ландшафтов, объединенных однонаправленными трендами развития и едиными механизмами функционирования гидрогеоэкосистем. Их единый тип происхождения обусловлен обособленным расположением на генетически однородной геологической структуре, что совместно с гидрогеологическими условиями и подстилающей поверхностью определило единый гидрологический режим с особым видовым составом гидробионтов. Два озера комплекса из семи включены в перечень особо охраняемых природных территорий.
Цель исследования - провести оценку эффективности расчетных зависимостей транспортирующей способности русловых потоков. В данной работе рассмотрены причины высокой погрешности расчетных соотношений, используемых для оценки транспорта наносов в русловых потоках. Показано, что данные погрешности связаны в первую очередь с особенностью задания размеров транспортируемых частиц. В экспериментальных лотках, где вариация размеров частиц минимальна, соответственно, и погрешность расчетных соотношений минимальна. В то же время естественные водотоки, как правило, характеризуются значительной неоднородностью размеров частиц, при этом, что принципиально важно, размеры транспортируемых частиц входят в знаменатель расчетных соотношений. Включение случайных параметров в знаменатель расчетных соотношений, как показано в работе, принципиально изменяет характер статических распределений рассматриваемых соотношений. При достаточно высоких значениях коэффициентов вариации размеров транспортируемых частиц Сv ≥ 1, статистические функции распределения приобретают «тяжелые хвосты», принципиально влияющие на их статистическую оценку. При этом традиционные параметрические методы оценки становятся совершенно неэффективными. Предложено для повышения эффективности расчетных зависимостей транспортирующей способности русловых потоков использование более корректных оценок характерных размеров транспортируемых частиц.
Цель исследования - оценка колебаний изменчивости показателей качества воды и ее химического состава, имеющая принципиальное значение для решения широкого круга задач, связанных с охраной природы и ее рациональным использованием. При этом, как правило, рассматриваются и анализируются сезонные, месячные колебания. Это было связано, в первую очередь, с особенностями действующей системы мониторинга. Переход на автоматизированные системы измерений дает возможность исследовать и анализировать значительно более короткопериодные процессы, такие как межсуточные и внутрисуточные колебания. В настоящее время эти колебания показателей качества воды в водохранилищах являются недостаточно исследованным явлением, хотя они играют важную роль как в формировании потребительских свойств воды, так и в обеспечении экологической безопасности водных объектов. В первую очередь, данные колебания особенно актуальны для водных объектов, расположенных в зонах активного техногенеза, являющихся важнейшими источниками водоснабжения крупнейших промышленных комплексов. В статье рассматриваются процессы, фиксируемые на участке Камского водохранилища, непосредственно прилегающем к Камской ГЭС. На данном участке качество забираемой воды в зимний период характеризуется ярко выраженными межсуточными и внутрисуточными колебаниями, обусловливаемыми значительными изменениями расходов сброса воды в нижнем бьефе.
В статье рассмотрены вопросы геоинформационной оценки рельефа для целей сельскохозяйственного землепользования и землеустройства, влияния рельефа на формирование структуры сельскохозяйственных угодий и развитие экзогеодинамических процессов (водная эрозия, оползнеобразование, заболачивание и др.) в агроландшафтах северной лесостепи Республики Мордовия, предложены рекомендации по экологической оптимизации сельскохозяйственного землепользования в условиях интенсивного развития процессов водной эрозии. Целью исследования явилась геоинформационная оценка рельефа для оптимизации сельскохозяйственного землепользования в агроландшафтах Республики Мордовия. Исследование выполнено с использованием общенаучных методов, статистического, картографического, геоинформационного, аэрокосмического методов. Выявлено значение геоморфологического каркаса территории как картографической основы для создания региональных схем землеустройства, проектов территориального и внутрихозяйственного землеустройства. На основе цифровых моделей рельефа подготовлены карты углов наклона земной поверхности, экспозиции склонов, разработана модель потенциальной опасности развития процессов водной эрозии почв. В ходе исследования выявлены общие закономерности изменения показателей вертикального и горизонтального расчленения рельефа для агроландшафтов Мордовии, выделены участки пашни агроландшафтов, которые вследствие развития негативных экзогеодинамических процессов необходимо перевести под другие виды сельскохозяйственных угодий. Результаты геоинформационного анализа рельефа способствуют совершенствованию структуры агроландшафтов и сельскохозяйственного землепользования в целом, сокращают затраты на проведение полевых почвенных обследований земель.
В статье представлены результаты исследования сорбционной способности природной монтмориллонитовой глины по отношению к катионам тяжелых металлов: Fe3+, Mn2+, Cu2+ и Pb2+. Исследования проводились на модельных растворах с концентрациями от 0,01 до 0,2 ммоль/мл. Для определения химического состава исследуемой глины применялся метод рентгеноструктурного анализа (РСА) с использованием сканирующего растрового микроскопа JEOLJSM 6510 LV (Япония). Процесс адсорбции исследуемых ионов металлов проводился статическим способом при температурах 25, 45 и 600С до установления равновесного состояния. Для характеристики сорбционной возможности монтмориллонитовой глины по отношению к исследуемым катионам тяжелых металлов применялись модели Ленгмюра и Фрейндлиха. Были определены константы уравнений Ленгмюра и Фрейндлиха, рассчитаны термодинамические функции сорбционного процесса. Для расчета теплоты сорбции применялось уравнение Клаузиса-Клапейрона. По значениям величин сорбируемости исследуемых двухзарядных катионов металлов было установлено уменьшение сорбционной способности монтмориллонита в порядке: Mn2+ > Cu2+ > Pb2+. Исследовано влияние температуры на величину сорбируемости исследованных ионов. При увеличении температуры величина сорбции у всех катионов металлов возрастает. Вычисленные термодинамические функции показывают, что процесс сорбции на поверхности монтмориллонитовой глины протекает самопроизвольно. Таким образом, на основании полученных значений сорбции исследованных ионов установлена возможность использования монтмориллонитовой глины в целях извлечения катионов исследованных тяжелых металлов из водных сред.
Цель исследования - выявление перераспределения величины стока внутри года на р. Вилюй для учета фоновых показателей экосистемы под влиянием как естественных, так и антропогенных факторов. Материалами и методами послужили многолетние ряды наблюдений на гидрологических постах Росгидромета, расположенных в бассейне р. Вилюй, данные Якутского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Для расчета внутригодового распределения стока использованы географо-гидрологические и статистические методы. После введения в эксплуатацию Вилюйской ГЭС было установлено отсутствие синхронности колебаний уровня воды на реке. При расчете скорости и времени руслового добегания очевидным является тот факт, что такие параметры, как площадь водосбора реки, рельеф местности, разная степень наполнения русла, играют существенную роль, но при этом скорость и время добегания на зарегулированных участках р. Вилюй в зимний период в основном зависят от метеоусловий и спуска водной массы. В ходе работы было установлено, что на реках со снеговым питанием, расположенных в зоне сплошного распространения многолетней мерзлоты, основными факторами, определяющими перераспределение стока в течение года, являются повышение температуры воздуха и зарегулирование рек.
В настоящее время множество канализационных очистных сооружений как по всей России, так и на территории Республики Саха (Якутия) находятся в процессе модернизации или даже реконструкции. Это происходит не только по причинам морального износа устаревшего оборудования и необходимости увеличения производительности в связи с внутренней миграцией населения, но и в какой-то степени из-за изменения культуры быта и поведения человека - появились загрязнения в виде крупных частиц - остатков средств личной гигиены. Исходя из вышеизложенного, модернизация технологического процесса биологической очистки сточных вод на примере канализационных очистных сооружений г. Мирный Республики Саха (Якутия) является актуальной задачей. Поскольку сточные воды, прошедшие очистку на канализационных очистных сооружениях г. Мирный, сбрасываются в р. Ирелях, они должны соответствовать показателям характеристик нормативно допустимого сброса в водные объекты очищенных сточных вод, которые согласно недавно внесенным изменениям (СП 32.13330.2018) были ужесточены. В работе были определены фактические среднесуточные показатели расхода сточных вод за трехлетний период, среднее значение которых составило 15858 м3/сутки. Также был произведен анализ показателей качества состава сточных вод на входе канализационных очистных сооружений за трехлетний период, среди которых стоит выделить: биологическое потребление кислорода, взвешенные вещества, фосфаты, азот аммонийный, азот нитратный. Выявлены отрицательные значения показателей по концентрации на входе и выходе очистных сооружений за полугодовой период (март - август). Ни по одному из показателей качества состава сточных вод не достигается 100 % эффективности очистки, а превышение уровня допустимых норм составляло от 66,5 до 180 %. По результатам проведенных исследований была предложена технология очистки сточных вод путем нитри-денитрификации, предусматривающая глубокое биологическое удаление азота и фосфора, а также преферментацию в первичных отстойниках.
Цель данного исследования заключается в оценке расчетных гидрологических характеристик, основанных на анализе и обработке фактических данных измеренных расходов воды реки Мензеля, впадающей в Икский залив Нижнекамского водохранилища, и ее притоков. Водосборный бассейн реки Мензеля, водные ресурсы которого интенсивно используются для промышленных и бытовых целей, расположен в северной части физико-географического региона Восточное Закамье, на территории Сармановского, Альметьевского, Заинского, Тукаевского и Мензелинского муниципальных районов Республики Татарстан. Расходы воды были измерены с помощью гидрометрической вертушки ГР-21М методом «скорость - площадь» в летний меженный период согласно стандартной методике на характерных участках исследуемых рек. Для перехода от мгновенных измеренных расходов к обеспеченным значениям и дальнейших преобразований также необходим многолетний ряд данных ежедневных расходов воды действующего гидрологического поста № 76705, расположенного на реке Мензеля в среднем течении, в деревне Шарлиарема Сармановского муниципального района Республики Татарстан. На основе собранных и рассчитанных данных были получены такие гидрологические параметры, как интенсивность подземного питания и слой меженного стока в пределах всего бассейна. Также были построены тематические картосхемы в программном обеспечении QGIS, графически отображающие пространственное распределение исследуемых характеристик по всей гидрологической сети рек водосборного бассейна.