ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ ХЛОРА И НАТРИЯ В ВОДЕ Р. АНГАРА В РАЙОНЕ Г. УСОЛЬЕ-СИБИРСКОЕ

Алиева В.И.  

В изменение качества поверхностных вод, происходящее в результате антропогенной нагрузки, вносят вклад города и поселки, сточные и ливневые воды которых сбрасываются в водные объекты, сбросы сточных вод отдельных крупных промышленных предприятий, сброс подогретых вод от ТЭЦ, расположения устьевой зоны загрязненных притоков больших водоемов и т.д. Влияние антропогенных факторов на гидрохимический состав воды с каждым годом имеет все большее значение не только из-за расширения производства, но и из-за больших запасов вредных веществ уже накопленных в водоемах за годы работы предприятий.

Река Ангара, в бассейне которой проживает более 40 % населения Иркутской области, служит не только главным источником питьевой воды, но также является объектом рыбохозяйственного назначения. Поэтому оценка качества вод, являющихся одним из стратегических природных запасов Прибайкалья, становится одной из важнейших экологических задач в нашем регионе, особенно в век развивающегося техногенеза.
В районе г. Усолье-Сибирское расположены предприятия химической и мясоперерабатывающей промышленности, сточные воды которых поступают непосредственно в р. Ангара и являются основными  источниками загрязнения [Госдоклад, 2008]. Наиболее значимый вклад в техногенное поступление химических элементов вносит предприятие «Усольехимпром», основная продукция которого хлор и каустическая сода. Работами прошлых лет установлена высокая степень загрязнения Братского водохранилища ртутью [Коваль, 2008], которая использовалась в технологическом процессе комбината.
Поступление сточных вод Усольской промзоны происходит с организованными промышленно-ливневыми выпусками (выпуск 1, выпуск 2, ГЗУ – канава гидрозолоудаления) и дренажной канавой. В результате ликвидации цеха ртутного электролиза (1998 г.), началось снижение темпов производства, что привело к значительному сокращению выбросов загрязняющих веществ со сточными водами химического предприятия. Несмотря на это, сброс промышленных вод в р. Ангара, хотя и в меньших объемах, продолжается и в настоящее время. Поступление продуктов техногенеза в водоем связано не только с недостаточно очищенными сточными водами комбината, но и с находящейся в критическом состоянии коллекторной системы «Усольехимпром», в которой за годы работы накоплено большое количество загрязняющих веществ.
Для определения концентраций и протяженности потоков рассеяния макроэлементов отобраны пробы сточных вод Усольской промзоны (выпуски 1 и 2, ГЗУ, дренажная канава) и пробы воды р. Ангара (район пос. Железнодорожный, 50 м ниже выпуска 1 и ГЗУ,  50 м ниже выпуска 2,  50 м ниже дренажной канавы, створы в 1,5, 5 и 10 км ниже выпусков).
Химический анализ выполнен с использованием стандартных методик в аналитической группе ИГХ СО РАН  (аналитики Чернигова С.Е., Арсенюк М.И.).
Ранними работами [Коваль, 2005] показано, что состав вод истока р. Ангара, наименее подверженный техногенному воздействию, может использоваться в качестве фонового стандарта для исследуемого региона. Однако, на участке исток р. Ангара – г. Усолье-Сибирское происходит изменение гидрохимического состава реки после  впадения в нее крупных притоков, таких как р. Иркут, р. Китой, а также в результате техногенной эмиссии от предприятий г. Иркутска и г. Ангарск. Поэтому, для определения воздействия сосредоточенного источника  загрязнения (Усольской промзоны) в качестве условно фонового створа нами выбран участок в районе пос. Железнодорожный, расположенный в 5 км выше выпусков сточных вод предприятий.
Гидрохимический режим р. Ангара, определяющийся, прежде всего, составом воды оз. Байкал [Бочкарев, 1959], характеризуется небольшими изменениями минерализации и преобладанием НСО3- и Са2+. В исследуемый период в воде р. Ангара в районе пос. Железнодорожный, при слабых вариациях макро- и биогенных элементов, максимальные изменения характерны лишь для концентраций сульфат-иона, содержание которого за исследуемый период изменялось в 2,4 раза.
В зависимости от технологических особенностей и объемов производства, макроэлементный состав производственных сточных вод в годы исследований варьировал в значительных пределах:

– в выпуске 1 и ГЗУ от хлоридного натриевого до гидрокарбонатного натриевого;
– в выпуске 2 от гидрокарбонатно-хлоридного кальциево-натриевого до гидрокарбонатного натриевого;
– в дренажной канаве от гидрокарбонатно-хлоридного натриевого до гидрокарбонатного натриевого.
Большой разброс значений характерен и для водородного показателя (рН). Сточные воды выпуска № 1 и ГЗУ главным образом кислые, реже слабокислые, выпуска № 2 – изменяются от нейтральных до слабощелочных, дренажной канавы – от слабощелочных до сильнощелочных.
Со стоками Усольской промзоны в воды р. Ангара поступают значительные количества хлора  и натрия (табл. 1). Максимальные концентрации, зафиксированные в период исследований, превышают нормы предельно-допустимых концентраций (ПДК) в 28 и 52 раза, соответственно. В меньших количествах, но зачастую также превосходящие ПДК, содержатся сульфаты, кальций и магний.

Распределение техногенных потоков хлора и натрия по поперечному сечению водоема показывает, что они вытянуты вдоль линии левого берега р. Ангара. В центральной части и у правого берега створа, расположенного в 1,5 км ниже выпусков, их концентрации находятся в пределах условно фоновых значений.

Поступающие в водоем химические элементы рассеиваются в водной толще. На небольшом расстоянии от выпусков (50 м ниже по течению) происходит резкое снижение концентраций всех главных ионов (от 2 до 33 раз). В точке, расположенной в 5 км ниже выпусков Усольской промзоны, содержание кальция, сульфатов и магния близко к условно выбранному фону.
Несколько иная картина наблюдается для ионов хлора и натрия. Увеличенные в десятки раз концентрации этих элементов на участке реки, непосредственно прилегающем к выпускам «Усольехимпром», последовательно снижаются на станциях, расположенных в 1,5, 5 и 10 км ниже впадения сточных вод. Но даже после разбавления вод р. Ангара ее притоком – р. Белая (10 км ниже выпусков), остаются выше, чем в условно фоновом створе. Необходимо отметить схожесть гидрохимического состава р. Ангары и р. Белая, воды которых имеют гидрокарбонатный кальциевый состав и содержат близкие количества Cl^- и Na⁺.
Повышенные (в 1,5 – 2 раза) концентрации ионов натрия и хлора постоянно отмечаются на протяжении всей верхней части Братского водохранилища. Отметим, что интенсивность рассеяния элемента отражает коэффициент водной миграции; хлор и натрий, преобладающие в сточных водах, относятся в рядах миграции элементов к очень сильному и сильному мигрантам, соответственно [Перельман, 1972]. Увеличение концентраций этих макроэлементов в воде р. Ангара в районе Усольской промзоны может быть связано с поступлением их с подземными водами, выходящими по трещинам в бортах долины реки, обогащенными компонентами рассолов [Пиннекер, 1966]. Опробованная нами в 2007, 2009 гг. вода из скважины Бродовича (глубина 190 м), находящейся в 100 м от уреза воды р. Ангара в г. Усолье-Сибирское, имеет выраженный хлоридный натриевый состав, характерный для подземных вод этого района [Пиннекер, 1966]. Средние концентрации хлора и натрия в этих пробах достигают 37396 и 22260 мг/дм³, соответственно. Такие высокие концентрации этих элементов в определенной степени могут оказывать воздействие на гидрохимический состав вод р. Ангара.

Из вышесказанного следует, что повышенные содержания хлора и натрия в воде р. Ангара и верхней части Братского водохранилища имеют не только техногенное, но и природное происхождение. Причем поступающие со сточными водами значительные концентрации этих макроэлементов быстро нивелируются в водах р. Ангара, благодаря своим миграционным свойствам и процессам самоочищения водоема, которые связанны с его гидрологическими и геохимическими характеристиками. Учитывая это, повышенные концентрации ионов хлора и натрия в воде р. Ангара после участка с явным влиянием Усольской помзоны можно объяснить небольшой, но постоянной во времени подпиткой водных масс реки из природных источников.

Литература:
1. Бочкарев П.Ф. Гидрохимия рек восточной Сибири. – Иркутск: Вост. Сиб. изд-во. –  1959. – 156 с.
2. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2006 году. – Иркутск: Изд-во «Облмашинформ». – 2008. – 254 с.
3. Коваль П.В., Пастухов М.В., Бутаков Е.В., Азовский М.Г., Удодов Ю.Н. Ртуть в экосистеме Братского водохранилища и экологические последствия ртутного загрязнения // Бюл. Моск. о-ва испытателей природы. Отд. биол. – 2008. – Т. 113, вып. 4. – С. 74-81.
4. Коваль П.В., Удодов Ю.Н., Андрулайтис Л.Д., Гапон А.Е., Склярова О.А., Чернигова С.Е. Гидрохимические характеристики поверхностного стока озера Байкал (1997-2003 гг.) // ДАН. – 2005. – Т.401. –  № 5. – С. 663-665.
5. Перельман А.И. Геохимия элементов в зоне гипергенеза. – М.: Наука. – 1972. – 288 с.
6. Пиннекер Е.В. Рассолы Ангаро-Ленского артезианского бассейна. – М.: Наука, 1966. – 322 с.
 

Файл с полным текстом: Алиева В.И.