Многолетняя изменчивость качества поверхностных вод верхней части водосборного бассейна р. Пясина в условиях антропогенного воздействия Румянцева Е.В., м.н.с. ГУ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт» IV Школа-конференция молодых ученых "Водная среда и природно-территориальные комплексы: исследование, использование и охрана", г. Петрозаводск, августа 2011

Государственная и водноресурсная граница арктической зоны РФ Никаноров А.М., Иванов В.В., Брызгало В.А. Реки Российской Арктики в современных условиях антропогенного воздействия. – Ростов-на-Дону: Изд-во «НОК», – С. 62

Водосборный бассейн р. Пясина - транзитный и устьевой участок водосбора реки Пясина - верхний участок водосбора реки Пясина (Норило-Пясинская водная система) Площади водосбора р. Пясина тыс. км 2 оз. Пясино - 24 тыс. км 2 (Норило-Пясинская водная система)

Цель исследования - оценка многолетней изменчивости качества вод Норило-Пясинской водной системы по гидрохимическим показателям за период 1980 – 2003 гг. в условиях антропогенного воздействия. План мероприятий по реализации Водной стратегии РФ на период до 2020 г. П. 11 Разработка нормативов допустимого воздействия на водные объекты, учитывающих региональные особенности и индивидуальные характеристики водных объектов П. 16 Развитие системы государственного мониторинга водных объектов

Пункты наблюдений Норило-Пясинской водной системы 1 - оз. Пясино, 0,5 км от истока р. Пясина 2 - оз. Пясино, 4 км от устья р. Джангы 3 - оз. Пясино, 10 км от устья р. Амбарная 4 - р. Амбарная, 13 км от устья 5 - р. Амбарная, 30 км от устья 6 - р. Щучья, 6 км от Норильска 7 - р. Норилка, 4,5 км от устья 8 - р. Норилка, 1 км выше впадения р. Рыбная 9 - оз. Лама, дом отдыха Лама а, б - границы водосборных бассейнов р. Пясина и Норило- Пясинской водной системы в - пункты гидрохимических наблюдений г - населенные пункты

озеро Лама

река Норилка

река Щучья

Методика группировки по интервалам Определение интервала с наибольшей частотой в вариационном ряду Число интервалов: n = ( lgN)* Величина интервала: d=(x max + x min )/n *Пелешенко В.И., Ромась Н.И. Применение вероятностно-статистических методов для анализа гидрохимических данных. Учебное пособие. – Киев, – 65 с.

Водный объект оз. Пясинор. Амбарнаяр. Щучьяр. Норилкаоз. Лама рН Растворен. кислород н.о Минера- лизация Сульфаты Азот нитратный н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о Азот нитритный н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о Азот аммонийн. н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о Железо общее н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о Медь н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о Никель н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о Нефтепро- дукты н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о н.о Многолетние характеристики основных гидрохимических показателей водных объектов Норило-Пясинской водной системы за 1980 – 2003 гг. в мг/л, в числителе – интервал с наибольшей частотой, в знаменателе - диапазон колебаний

Наименование показателя В целом за многолетний период в т.ч. по фазам водного режима Весенне- летнее половодье Летне-осенние паводки Зимняя межень рН* (0.21) (153) (0.26) (38) (0.26) (19) (0.26) (96) Растворенный кислород (0.15) (155) (0.26) (38) (0.24) (21) (0.16) (96) Минерализация (0.12) (92) (0.21) (38) (0.30) (10) (0.18) (44) Сульфаты (0.17) (93) (0.26) (38) (0.40) (10) (0.18) (45) Азот нитратный н.о (0.42) н.о (92) н.о (0.24) н.о (38) н.о (0.30) н.о (10) н.о (0.27) н.о (44) Азот нитритный н.о (0.90) н.о (92) н.о (0.92) н.о (38) н.о (0.80) н.о (10) н.о (0.82) н.о (44) Азот аммонийный н.о (0.33) н.о (92) (0.26) н.о (38) (0.30) н.о (10) н.о (0.32) н.о (44) Железо общее н.о (0.51) н.о (91) (0.41) н.о (37) (0.80) (10) (0.23) н.о (44) Медь н.о (0.51) н.о (151) (0.37) н.о (38) н.о (0.21) н.о (19) н.о (0.46) н.о (96) Никель н.о (0.61) н.о (150) н.о (0.55) н.о (38) н.о (0.53) н.о (19) н.о (0.65) н.о (93) Нефтепродукты н.о (0.57) н.о (151) н.о (0.58) н.о (38) (0.42) н.о (19) н.о (0.54) н.о (94) Многолетние характеристики основных гидрохимических показателей в створе р. Норилка - 1 км выше впадения р. Рыбная за 1980 – 2003 гг.

Методика оценки стока воды и химических веществ озера Пясино Водный сток из озера Пясино восстановлен методом водного баланса озера с использованием гидрометеорологических на ближайших пунктах наблюдений. Подтвержден двухгодичными наблюдениями в истоке р. Пясина (невязка 0,5 – 1,3 %) Объем стока воды р. Пясина в истоке = объем поверхностного стока из озера W повер.ст. = W повер.пр. + W осадк. – W исп. Сток химических веществ оценивался по данным наблюдений в истоке р. Пясина

Элементы водного баланса озера Пясино за средний по водности год (км 3 ) Поверхностный приток 17.9 Поверхностный сток 19.3 Осадки 3.1 Испарение 1.7 Приходная часть Расходная часть

Многолетняя изменчивость годового стока воды (W 1, км 3 /год) и химических веществ (G, тыс. т/год) из озера Пясино 2 – гидрокабронаты, 3 – сульфаты, 4 – хлориды, 5 – ЛООВ, 6 – азот аммоний., 7 – азот нитратный, 8 – соединения никеля, 9 – соединения меди, 10 – соединения цинка, 11 – нефтепродукты, 12 – фенолы

Методики оценка гидрохимического состояния по интегральным показателям Водный объект РД РД (УКИЗВ) Состояние экосистемыКачество водыКласс, разряд оз. Пясина (север)кризисноеочень загрязненная/ грязная3Б - 4А оз. Пясино (северо-восток)кризисноевесьма загрязненная/ грязная3А - 4А оз. Пясино (юг)кризисное/ критическоеочень загрязненная/ грязная3Б - 4А р. Норилка, 4,5 км от устьякризисноеочень загрязненная/ грязная3Б - 4А р. Норилка, 37 км от устьяестественное весьма загрязненная/ очень загрязненная 3А - 3Б р. Амбарная, 10 км от устья кризисноеочень загрязненная/ грязная3Б - 4Б р. Амбарная, 30 км от устья естественное/ равновесное весьма загрязненная/ очень загрязненная 3А - 3Б р. Щучьякатастрофическое очень грязная/ недопустимо грязная 4В - 5 оз. Ламаестественное слабо загрязненная/ весьма загрязненная 2 - 3А

Основные результаты 1.Выделены три группы водных объектов по многолетним характеристикам качества вод 2.Наиболее часто встречаемые интервалы гидрохимических показателей объектов первой группы следует считать фоновыми для системы 3.Сезонная изменчивость качества вод условно фоновых водных объектов системы формируется согласно природным гидрологическим закономерностям 4.Впервые выполнена оценка годового стока воды и химических веществ из озера Пясино 5.Даны рекомендации по оптимизации государственной сети наблюдений.

Рекомендации по ведению мониторинга поверхностных водных объектов Норило-Пясинской водной системы 1. Возобновить мониторинг на фоновых створах на оз. Лама и на р. Норилка (1 км выше вп. р. Рыбная) для получения фоновых характеристик системы 2. Возобновить мониторинг на р. Норилка, Щучья, Амбарная ниже основных сбросов с целью оценки влияния хозяйственной деятельности на качество вод 3. Необходимо организовать гидроствор на р. Пясина в истоке и возобновить гидрохимические наблюдения для оценки водного и химического стока из озера Пясино 4. Необходимо организовать микробиологический мониторинг на основных водных объектах системы с достаточной периодичностью по фазам водного режима. 5. Проводить оперативные наблюдения на поверхностных водных объектах при залповом катастрофическом загрязнении.

Благодарю за внимание!

Водный баланс озера Пясино Цель – получить значения объема стока р. Пясина в истоке Общий вид уравнения водного баланса П – Р = А + Н Уравнение водного баланса оз. Пясино W повер.пр. + W подз.пр. + W осадк. + W конден. –W повер.ст. – W исп. – W фильт. – W водозаб. = W аккум. + Н Объем стока воды р. Пясина в истоке = объем поверхностного стока из озера W повер.ст. = W повер.пр. + W осадк. – W исп.

Гидрологическая изученность Норило-Пясинской водной системы р. Пясина р. Амбарная р. Норилка р. Щучья р. Рыбная р. Валек р. Талнах р.Хараелах р. Мокулай оз. Пясино р. Томулах оз. Мелкое оз. Лама оз. Глубокое - длительность наблюдений на гидростворе

Оценка риска антропогенного воздействия приоритетных загрязняющих веществ на поверхности воды суши Доля антропогенного воздействия, % Д = N 1 /N * 100 Степень антропогенного воздействия, % C = N 2 /N 1 * 100 N – общее число приоритетных загрязняющих веществ N 1 – число веществ, превышающих ПДК N 2 – число веществ, превышающих 10 ПДК Приоритетные загрязняющие вещества 1.Растворенный в воде кислород 2.БПК 5 3.ХПК 4.Фенолы 5.Нефтепродукты 6.Нитрит-ионы NO Нитрат-ионы NO Аммоний ион NН Железо общее 10.Медь Сu Цинк Zn Никель Ni Марганец Mn Хлориды 15.Сульфаты РД

Тенденции изменений гидрохимического состояния оз. Пясино рН – переход от слабокислой к нейтральной реакции среды оз. Пясино, составляет 7.3 – 7.7 ед. рН Кислород – относительная устойчивость содержания кислорода по времени и пространству Минерализация – увеличение в период зимней межени по сравнению с половодьем, уменьшение концентраций главных ионов от южной части озера с северной Солевой состав – воды озера имеют переходный характер от гидрокарбонатного к сульфатному классу Биогенные элементы – не значительные колебания значений фосфора и минеральных форм азота Тяжелые металлы – постоянное превышение ПДК меди и никеля (среднее – мг/л)