Статья: Экологическое состояние вод реки Ардон и оценка последствий их загрязняющего воздействия на воды реки Терек - объекта рыбохозяйственного значения I категории

Статья по теме:

Экологическое состояние вод реки Ардон и оценка последствий их загрязняющего воздействия на воды реки Терек - объекта рыбохозяйственного значения I категории

А.Г. Гурбанов, А.Б. Лексин, В.М. Газеев, О.А. Гурбанова, А.Б. Лолаев, А.Х. Оганесян, С.О. Дзебоев

Аннотация

В статье на основании результатов геохимических исследований проб воды и дебитов в контрольных пунктах р. Ардон приведены впервые рассчитанные количества (в кг/месяц) металлов и металлоидов, выносящихся загрязненными (отходами деятельности ССЦК) водами р. Ардон на предгорную равнину. На основании сравнительного анализа количеств металлов, выносящихся водой р. Ардон, выявлен еще один из основных источников техногенного загрязнения ее вод в равнинной части, представленный аллювиальными донными осадками.

Экологическое состояние воды в р. Ардон, а соответственно и в реке более высокого порядка - Тереке, как водоема рыбохозяйственного значения первой категории, ухудшилось, и из ее оборота пока (2001-2003 гг.) выведено 90 га нерестовых и нагульных площадей для ценных пород рыб. Однако, судя по полученным в 2015 г. данным, состояние вод р. Ардон ухудшается и будет постоянно ухудшаться, что в итоге может привести к экологической катастрофе федерального уровня.

Анализ всех полученных последних и опубликованных ранее данных показал, что представляется целесообразным проведение исследований на федеральном уровне с опробованием (воды и донных осадков) в выбранных нами контрольных пунктах:

устьях притоков р. Терек - Ардона, Фиагдона и Баксана, дренирующих многочисленные месторождения Садонского и Тырныаузского рудных полей с Унальским, Фиагдонским и Тырныаузскими хвостохранилищами;

р. Терек, как после впадения в него рек более низкого порядка - Ардона, Фиагдона и Баксана (Малки), так и далее вниз по его течению, вплоть до его впадения в Каспийское море.

Представляется также целесообразным отбор представительных проб илов и воды в дельте Терека, так как при смешении относительно холодных пресных речных вод, обогащенных рядом металлов, с теплыми солеными морскими водами, с различными рН и еН, может возникнуть природный геохимический барьер, на котором более 90 лет происходит осаждение и накопление ряда металлов и металлоидов. Этот процесс может привести к формированию комплексного осадочного месторождения. Результаты анализа отобранных проб подтвердят или опровергнут наше предположение.

Ключевые слова: Садонский свинцово-цинковый комбинат, геохимические особенности вод, воды водоемов рыбохозяйственного значения, источники загрязнения вод р. Ардон, методы очистки вод поверхностных водотоков и количество выносимых ими металлов и металлоидов.

Введение

месторождение загрязнение река металл

Ранее [13; 3, 4, 2] на основании анализа полученных данных о концентрации макро- и микроэлементов и форм их миграции в поверхностные водотоки в районе деятельности Тырныаузского вольфрамо-молибденового комбината (ТВМК) были выявлены их следующие важные особенности:

1. Содержание макро- и микроэлементов в водах р. Баксан - главной водной артерии, дренирующей, с питающими ее поверхностными водотоками, район бывшей деятельности ТВМК; превышает в десятки и сотни раз величины ПДК для широкого круга элементов не только вблизи от техногенных источников загрязнения, но и на значительном удалении от них - ниже их по течению р. Баксан. Так, в воде р. Баксан при ее выходе на предгорную равнину (пос. Исламей в 70 км ниже по течению от района деятельности ТВМК) установлено существенное превышение величин ПДК следующих элементов - Al, Fe, Mn, Be, Si, Ti, W, Mo, Cu, As, Sb, Tl и Hg.

Установлено, что базовые микроэлементы (Mo, W, As, Li, Rb, Cs, Sb, Re, Bi, Y) мигрируют в виде истинных растворов в поверхностные водотоки в районе деятельности ТВМК. Исключение составляют только Bi и Y, мигрирующие (порядка 70 отн. %) во взвешенной минеральной форме.

Экологическое состояние воды в р. Баксан, а соответственно и в реке более высокого порядка - Тереке, как водоема рыбохозяйственного значения первой категории, ухудшилось, и из ее оборота пока было выведено 90 га нерестовых и нагульных площадей для ценных пород рыб [6, 7, 8]. При этом следует учитывать, что воды р. Терек, до впадения в нее вод загрязненной рядом элементов р. Баксан, уже были и продолжают загрязняться рядом элементов, характерных для ССЦК. Эти факты и определили проведение исследований для приблизительной оценки количества металлов и металлоидов, выносящихся водами р. Ардон в р. Терек, что необходимо для объективной оценки экологического состояния гидросферы бассейнов рр. Ардон, Терек, а соответственно, угрозы не только для развития, но и для существования рыбных хозяйств не только в бассейне р. Терек - реки более высокого порядка, впадающей в Каспийское море и, вероятно, загрязняющей его акваторию в районе своей дельты. Результаты этих исследований рассматриваются ниже.

Основная часть

Оценка экологического состояния гидросферы, влияющей на сокращение площадей нерестилищ в р. Ардон и загрязнение вод р. Терек

Из-за ухудшения геохимического состава вод р. Ардон явно проявляется реальная опасность загрязнения ими других водоемов высшего порядка, что может привести к выведению из рыбохозяйственного оборота значительных нерестовых и нагульных площадей в бассейне р. Терек [5, 6, 8, 10]. В 2001 г. в воде р. Терек в контрольном пункте было установлено превышение ПДК по Mo в 4-8; W в 4; Pb в 3 и Си в 2 раза [1,7, 9, 10]. Следовательно, уже начала проявляться региональная экологическая катастрофа, выразившаяся в загрязнении экологически опасными элементами части среды (гидросферы) обитания человека. Причем экологически опасные элементы (Tl, As, Sb, Cd, B, Li, Pb, Zn, Sn, W, Mo и др.) будут постоянно поступать из главных источников загрязнения - Унальского хвостохранилища и «воды» из защитного озера, постоянно сливаемой по дренажной трубе прямо в р. Ардон. Кроме того, загрязнение вод р. Ардон происходит и за счет второстепенных источников, каковыми являются ее боковые притоки Садонка, Архондон, Джимидон, Уналдон, в долинах которых расположены полиметаллические месторождения ССЦК, шахтные воды которых загрязняют эти притоки [11, 12]. В итоге в реках Ардон и Терек из-за постоянного загрязнения их вод будут уменьшаться площади для нереста и нагула ценных пород рыб, что нанесет весьма значительный урон рыбным хозяйствам Южного федерального округа. В связи с этим рассмотрим ПДК для воды в рыбном хозяйстве и существующие законодательство и нормативные акты в этой отрасли.

Проблемам безопасного использования природных ресурсов, а также образования, хранения и утилизации твердых бытовых и промышленных отходов посвящена обширная литература. Из ее анализа следует, что, в соответствии с существующим природоохранным законодательством и подзаконными актами, в местах хранения хвостов обогатительных фабрик горно-обогатительных комбинатов (ГОКов), расположенных на территории Южного федерального округа (Республика Северная Осетия-Алания, Кабардино-Балкарская и Карачаево-Черкесская Республики), крайне необходимо осуществлять мониторинг в области природопользования и экологической безопасности территорий, прилегающих к этим хвостохранилищам.

Известно, что загрязненная среда обитания оказывает как токсическое (легко определяемое), так и генетическое (выявить сложно, так как его последствия проявляются через длительный промежуток времени) влияние на живые организмы. Среди поллютантов важную роль играют тяжелые металлы (ТМ), что обусловлено их широким применением в промышленности и многочисленными путями их поступления в окружающую среду и в организмы человека, животных и рыб. Особую проблему создает малая подвижность ТМ в биогеоценозах, обусловленная их плохой растворимостью. ТМ, попавшие в окружающую среду, формируют стойкие соединения, которые практически не выводятся из биогеоценозов и, постепенно накапливаясь в природных объектах, со временем могут достичь опасных концентраций, даже при незначительных уровнях их поступления [5].

Приведем предельно допустимые концентрации (ПДК) для ряда элементов и классы опасности для вод водных объектов рыбохозяйственного значения (табл. 1).

Даем расшифровку лимитирующих показателей вредности: токсикологический - прямое токсическое действие веществ на водные биологические ресурсы. Санитарный - нарушение экологических условий, изменение трофности водных объектов рыбохозяйственного значения; гидрохимических показателей: кислород, азот, фосфор, pH; нарушение самоочищения воды водных объектов рыбохозяйственного значения: БПК5 (биохимическое потребление кислорода за 5 суток); численность сапрофитной микрофлоры. Санитарно-токсикологический - действие вещества на водные биологические ресурсы и санитарные показатели водных объектов рыбохозяйственного значения. Органолептический - образование пленок и пены на поверхности воды водных объектов рыбохозяйственного значения, появление посторонних привкусов и запахов в воде водных объектов рыбохозяйственного значения, выпадение осадка, появление опалесценции, мутности и взвешенных веществ, изменение цвета воды водных объектов.

Для расшифровки степени опасности некоторых элементов приведено описание токсических действий Al, Fe и Mn.

Al - токсическое действие. Токсичность алюминия проявляется во влиянии на обмен веществ, в особенности минеральный, на функцию нервной системы, в способности действовать непосредединений железа в воде зависит от pH. В щелочственно на клетки (их размножение и рост); длиной среде токсичность для рыб резко возрастает, тельное вдыхание пыли алюминия и некоторых т. к. образуются гидроксиды железа, которые осажего соединений ведет к фиброзированию легочной даются на жабрах, закупоривают их и разъедают. ткани [5]. Кроме того, железо (II) легко переходит в железолород, приводя к массовой гибели рыб и других гидробионтов. Вода, содержащая железо, непригодна для инкубации икры, так как его гидроксид осаждается на икре и на жабрах мальков, вызывая их массовую гибель. Очень чувствительны к гидроксиду железа (III) моллюски, прудовики, улитки, водоросли.

Таблица 1 - Предельно допустимые концентрации (ПДК) и класс опасности

Примечание. Приказ Росрыболовства от 18 января 2010 г. № 20 об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения [14].

Токсическое действие Mn связано с поражение ЦНС, где он вызывает органические изменения экстрапирамидного характера, в тяжелых случаях - паркинсонизм. В основе этого эффекта лежит поражение дофаминергической системы мозга. Угнетение биосинтеза катехоламинов связано с влиянием на окислительные ферменты, локализованные на митохондриях, где накапливается Mn.

В Республике Северная Осетия-Алания основным крупным объектом техногенного загрязнения окружающей среды является Садонский свинцово-цинковый комбинат (ССЦК), который включает: Садонское, Верхне-Згидское, Архонское, Холстинское, Левобережное, Джимидонское, Бозангское месторождения, Мизурскую горно-обогатительную фабрику (МГОФ) с Унальским хвостохранилищем, отвалы пустых пород и руд из разведочных штолен и шахт с вытекающими из них загрязненными шахтными водами. Важно отметить, что МГОФ с производительностью 20 000 тонн руды в сутки на протяжении 55 лет (с 1929 г. до 1984 г.), складировала «хвосты» флотации в чаше временного хранилища (в узкой боковой долине левого притока р. Ардон), расположенной над пос. Мизур. МГОФ работала в режиме зимнего хранения хвостов с ежегодным полным их сбрасыванием в р. Ардон в паводковый период. Это, вместе с попаданием в реку шахтных и производственных стоков, привело к сильному загрязнению речной воды и донных отложений Pb, Zn, Cu, Cd, Sb, As, Si, Mo, S, Ag и др. на всем ее протяжении до впадения в р. Терек и, возможно, далее, вплоть до Каспия, что могло привести к экологической катастрофе федерального значения. Поэтому в 1984 г. в левом борту долины р. Ардон, в ее пойме, в 700 м севернее сел. Унал, было построено стационарное Унальское хвостохранилище МГОФ. Его ложем являются аллювиальные галечники р. Ардон. С запада оно ограничено федеральной автодорогой «Транскам», его восточный борт отделен от русла реки насыпной дамбой, укрепленной с низовой стороны железобетонной подпорной стеной со сквозными «шпорами» высотой 5 м. Общая длина дамбы около 1 км при высоте до 30 м и площадью 16 га. В чаше хвостохранилища устроено водосборное сооружение шахтного типа с отводящим трубопроводом, по которому происходит постоянный сброс в р. Ардон осветленной части пульпы, поступающей в хвостохранилище. Сейчас, по данным МГОФ, в хвостохранилище захоронено 2,6 млн тонн промышленных отходов с содержаниями: Pb - 0,21 %, запасы - 5 460 т; Zn - 0,з2 %, запасы - 8 320 т; Cu - 0,1%, запасы 2 600 т; Fe - 6,2 %, запасы - 161 200 т; Ti - 0,18 %, запасы - 4 680 т; Mn - 0,16 %, запасы - 4 160 т; Ag - 4,2 г/т, запасы - 10,92 т.