Статья: Динамика экологического состояния реки Волга на территории города Вольска за 1940 и 2017 годы (исследовательский проект)

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Военный институт материального обеспечения Вольск, Саратовская обл., Россия

Volsk Military Logistic Institute Volsk, Saratov region, Russia

Динамика экологического состояния реки Волга на территории города Вольска за 1940 и 2017 годы (исследовательский проект)

The dynamics of the ecological state of the Volga river in the city of Volsk in 1940 and 2017 (research project)

Чирва А.С., Алексеева Л.М., Кукалёв А.И.,

Кучер М.И., Френкель Е.Н., Френкель Е.Э.

Chirva А.S., Alekseeva L.M., Kukalev A.I., Kucher M.I.,

Frenkel` E.N., Frenkel` E.E.

Содержание

Глава 1. Река Волга у города Вольска

1.1 Общая характеристика реки Волга

1.2 Экологическое состояние реки в пределах города Вольск

1.3 Классификация загрязняющих веществ в водоёмах

Глава 2. Анализ качества воды в реке Волга в условиях химической лаборатории ВВИМО

2.1 Метод определения жёсткости воды

2.2 Метод определения ионов кальция

2.3 Метод определения ионов хлора

2.4 Метод определения сульфат-ионов

2.5 Метод определения рН-фактора воды

2.6 Метод определения содержания магния

2.7 Расчёт показателей и определение качества воды

Вывод

Список использованных источников

Глава 1. Река Волга у города Вольска

река химический магний хлор

1.1 Общая характеристика реки Волга

Волга - самая длинная европейская река, а также одна из крупнейших на планете Земля, которая находится в европейской части России и в Казахстане. На сегодняшний день протяжённость Волги составляет 3530 км, площадь бассейна - 1360 км квадратных. Покрывая огромную площадь России, она впадает в Каспийское море, соединяется еще с тремя морями: Черным и Азовским морем, протекая через Волго-Донской канал; Балтийским морем через Волго-Балтийский водный путь; и Белым морем, протекая через Северодвинскую речную сеть и Беломорско-Балтийский канал (рис. 1).

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Рисунок 1 Река Волга на географической карте

Волга берет свое начало не территории Валдайской возвышенности, питаясь от маленького ручья на высоте 228 м над уровнем моря. Несмотря на свою площадь, сама река достаточно мелководна: её максимальная глубина составляет всего лишь 18 метров, средняя - варьируется от 8 до 11 метров. Полноводная Волга питается из трёх источников: талые 60 %, грунтовые воды 30 %, дожди 10 %. От истока и до территории города Саратова Волгу питает 200 притоков, но начиная от Саратовской области и до самого Каспийского моря, она протекает без поддержки других водоёмов. Основное направление водной артерии - восточное, несмотря на достаточную извилистость русла река сохраняет своё направление до встречи с Уральскими горами. У Казани она круто поворачивает на юг, у Самары пробивается через многочисленные возвышенности, образуя при этом, так называемую, Самарскую луку. В устье у Каспийского моря она разливается на десятки полноводных рукавов.

Весеннее половодье начинается в апреле, характеризуется достаточно резким повышением уровня воды, заканчивается в июне. В это время река Волга разливается примерно на 10 км. Незначительное повышение уровня воды характерно для осеннего времени года в период паводка. В остальное время река достаточно однородна: в летние месяцы за счёт высокой температуры, в зимние - благодаря единственному источнику питания - грунтовым водам.

В зимний период практически вся Волга покрывается льдом, это объясняется географическими особенностями каждого региона и медленным водным потоком. В период с ноября по март практически вся поверхность реки покрывается плотным слоем льда. Только у города Астрахани шар льда не покрывает водную поверхность, здесь же зафиксирован самый активный ледоход во время весеннего таяния льда.

Река Волга играет важную роль в жизни России, в качестве транспортной магистрали для лёгкого передвижения между городами Поволжья и не только. Не менее важным является вклад в сферу рыбной ловли и туризма, однако на сегодняшний день зафиксирован высокий уровень загрязнения водной артерии, что в будущем может основательно изменить жизнь не только прибрежных районов, но и крупных городов.

1.2 Экологическое состояние реки в пределах города Вольска

Саратовская область обладает богатыми запасами поверхностных и подземных водных ресурсов, однако их распределение на территории области крайне неравномерное.

Для Вольского района река Волга является юго-восточной границей, и её протяжённость составляет более 100 километров. Река Волга протекает в юго-западном направлении, её ширина в районе города Вольска колеблется от 1,2 до 2,5 километров. Вольский район характеризуется удовлетворительными гидрологическими условиями. Здесь практически все водопотребители могут получать пресные воды, пригодные для хозяйтвенно-питьевых целей в любой точке района.

В Вольском районе зарегистрировано более 50 родников, которые расположены на территории населенных пунктов, в том числе в городе Вольске и в лесных массивах на территории Вольского, Черкасского и Куриловского лесхозов и Причернавского военного лесничества. Зарегистрированное количество родников далеко от реального. Так, по данным школьников села Куликовка, только в их округе находится более 70 родников. Все родники требуют к себе внимания, ухода, надлежащего содержания и благоустройства. Рассмотрим роль воды в биосфере и жизни человека. Первое и важнейшее назначение воды - обеспечение жизни на Земле. Без воды на Земле нет жизни. Она служит универсальным растворителем и средством транспортировки питательных веществ, гормонов, ферментов, кислорода, необходимого для обмена веществ. Она же способствует удалению из живого организма продуктов этого обмена. Вода в организме выполняет и функции терморегулятора, регулируя теплообмен и поддерживая постоянной температуру тела. Без пищи мы можем прожить много недель, но без воды погибнем меньше чем через неделю. Поэтому одной из важнейших задач современности является обеспечение населения водой, качественной в экологическом отношении. Если в начале XX века в населённых пунктах, имеющих водопровод, расход воды на одного жителя не превышал 15 литров в сутки, то современный городской житель, особенно крупных городов, ежедневно потребляет до 200 литров воды. Кроме того, вода необходима ещё и для бытового обслуживания населения, уборки городских улиц, полива зелёных насаждений, тушения пожаров. Особое место в обеспечении населения водой имеет питьевое водоснабжение, которое характеризуется как деятельность по забору, подготовке и подаче к местам расходования и реализации питьевой воды. Качество воды регламентируется Федеральным законодательством. Так, например, питьевая вода из источника водоснабжения «Головушка» соответствует ГОСТу и пригодна для потребления (табл. 1).

Таблица 1 Показатели качества питьевой воды из источника водоснабжения «Головушка» г. Вольска на 20 мая 2016 г.

В городе Вольске используется две системы водоснабжения: городской водопровод для снабжения водой питьевого качества населения и водопроводы промышленных предприятий для снабжения технической водой. Источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения города являются Волгоградское водохранилище, подземные воды, выходящие на поверхность в виде родников и артезианские скважины.

Родниковая вода и вода из скважин служат для водоснабжения северной и западной частей города. Основное население и промышленные предприятия пользуются волжской водой.

1.3 Классификация загрязняющих веществ в водоёмах

Загрязняющие вещества, которые поступают в водоёмы со сточными водами, подразделяются на минеральные, органические и бактериальные. Минеральные загрязнители представлены в сточных водах нефтью и нефтепродуктами, растворёнными минеральными солями, песком, глиной, кислотами, щелочами, шлаком и другими веществами, многие из которых являются ксенобиотиками (синтезированы искусственным путём). Органические загрязнители могут быть растительного и животного происхождения (остатки растений, плодов, бумаги, органические шлаки и т. д.)

В состав бактериальных загрязнителей входят различные микроорганизмы в виде грибков, водорослей и различных бактерий. По существу, бактериальные загрязнения относятся к категории неорганических, выделение их в самостоятельную группу обусловлено особой значимостью.

Соотношение минеральных и органических загрязнителей в сточных водах изменяется в широких пределах и обусловлено спецификой и масштабами промышленных производств и населённых пунктов. Наибольшую опасность для водной среды представляют нефть, нефтепродукты, хлорорганические соединения, тяжёлые металлы и радиоактивные вещества. При попадании загрязняющих веществ в воду, содержание кислорода в ней резко снижается за счёт окисления им органических веществ и накопления промежуточных продуктов реакции. В качестве наиболее опасного загрязнителя вод в последнее время выступают синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). Они образуют стойкие пены, резко снижают эффективность очистки сточных вод, прекращают рост водорослей и другой растительности, являются стойкими загрязнителями окружающей среды.

Сброс сточных вод в природные объекты в городе Вольске и Вольском районе, начиная с 1990 года, неуклонно снижается. Если в 2000 году сброс сточных вод составлял 19,0 млн метров кубических в год, то в 2011 году он насчитывал около 7 млн метров кубических в год.

Поскольку централизованной системы очистки канализационных стоков город пока не имеет, сброс неочищенных сточных вод от жилых массивов центральной части города и ряда предприятий осуществляется в реку Волгу через реки Верхняя и Нижняя Малыковка, давно превращённых в канализационные коллекторы. Поскольку все предприятия и граждане центральной части города являются абонентами горводоканала, то, следовательно, основным загрязнителем реки Волги и является городской водоканал.

В восточной части города имеются биологические очистные сооружения, построенные (ныне принадлежат горводоканалу), производительностью 7 тыс. м3 в сутки, на которые поступают сточные воды от северо-восточной группы заводов и жилых посёлков Большевик, Клёны и Коммунар.

На Вольском механическом заводе построены очистные сооружения полной биологической очистки сточных вод, производительностью 2,7 тыс. м3 в сутки. Сооружения построены с возможностью расширения до 7 тыс. м3 в сутки. Они ведут очистку сточных вод от северной группы предприятий и от жилого массива района Северного. Очищенные сточные воды отводятся в реку Верхнюю Малыковку, затем в Волгу.

Биологические очистные сооружения имеют: санаторий «Светлана», санаторий «Синяя Птица», посёлок Сенной, Шиханы-2 и др. На основании решения Правительства Саратовской области администрация Вольского муниципального района ведёт строительство городских канализационных очистных сооружений мощностью 50 тыс. м3 в сутки на площадях бывшего кожевенного завода. Завершение строительства очистных сооружении обеспечит перспективу развития города, уменьшит загрязнение реки Волги, а главное, снизит заболеваемость населения инфекционными болезнями.

Глава 2. Анализ качества воды в реке волга в условиях химической лаборатории ВВИМО

Для проведения химического анализа качества воды, поступающей к потребителям, необходимо установить наличие и концентрацию некоторых химических элементов (кальций и магний), солей (карбонаты, сульфаты, хлориды), определить жёсткость воды и рН-среды.

2.1 Метод определения жёсткости воды

Давно замечено, что вода определённым образом влияет на качество пищевых продуктов. Так, если в родниковой воде сварить овощи или мясо, продукты окажутся жёсткими, плохо разваренными. С другой стороны, если в такой воде засолить огурцы, они окажутся жёсткими и хрустящими. Отсюда возникло понятие «жёсткая вода». Установлено, что в такой воде плохо мылится мыло, при кипячении в ней образуется осадок - накипь, которая может привести к разрыву водопроводных труб. Вода, содержащая ионы кальция и магния, называется жёсткой.

Откуда эти ионы появляются в воде? Дело в том, что значительная часть нашей планеты покрыта известковыми отложениями. Природная вода, протекая по таким отложениям, частично растворяет их:

CaCO3 + CO2 + H2O * Ca(HCO3)2,

или в ионном виде:

CaCO3 + CO2 + H2O * Ca2+ + 2 HCO3 - .

нет ионов кальция есть ионы кальция

Кроме того, в раствор могут переходить хлориды и сульфаты кальция и магния. Количество солей кальция и магния может быть различным, поэтому вода может иметь разный уровень жёсткости:

Мягкая вода 4 мэкв/л

Средняя жёсткость 4-8 мэкв/л

Жёсткая вода > 8 мэкв/л

Сравним эти данные с реальной жёсткостью воды в некоторых реках (табл. 2).

Таблица 2 Жёсткость воды некоторых рек России и СНГ

Согласно ГОСТу в водопроводе жёсткость воды не должна превышать 7 мэкв/л, а в трубах горячего водоснабжения и того меньше.

Почему? Дело в том, что жёсткость бывает разной. Различают общую, временную и постоянную жёсткость воды (табл. 3).

Таблица 3 Виды жёсткости воды