Качество поверхностных вод свободненского космодрома

Н.Г. Хлынина
ФГОУ ВПО ДГАУ, г. Благовещенск, Россия

Речная сеть района расположения Свободненского космодрома в Амурской области представлена преимущественно малыми реками, берущими начало в средней части плоскоувалистого плато. Муссонный характер климата Амурской области определяет основные черты гидрологического режима рек. Основным питанием рек является дождевое. На снеговое питание приходится 10…20%, на подземное – 10…30%. Соотношение источников питания определяется географическим положением, при этом существенное значение имеют высота водосбора, характер почв и подстилающей поверхности. Зимой грунтовые воды являются основным источником питания. Весеннее половодье формируется в основном за счет снеготаяния.
Обычно весенние уровни (расходы) не превышают летних паводков. Доля подземного питания в этот период невелика из-за медленного оттаивания грунтов. Главной фазой водного режима рек являются дождевые паводки. Летний сток увеличивается также и за счет таяния наледей, снега в горах, поступления грунтовых вод. Продолжительность паводочного периода около 180 дней. По гидрологическим характеристикам речная сеть данного региона принадлежит к зоне умеренного и малого стока. Наступление максимальных уровней воды приходится на август, кроме рек Большая Пера и Малая Пера, где эти сроки сдвинуты соответственно на 1 мая и 26 апреля. Средняя дата, когда отмечаются самые низкие уровни воды, относится к периоду с 5 по 25 июля. Исключением являются малые реки, где эта дата приходится на начало августа.
Температурный режим рек исследуемого района достаточно синхронен с ходом температуры воздуха. На малых и средних реках в 40% случаях осенний ледоход не наблюдается, ледостав здесь образуется за счет смыкания берегов в конце октября. Вскрытие ото льда происходит, как правило, в конце апреля. Очищение малых рек ото льда происходит в основном без ледохода - лед тает на месте.
Территория космодрома находится на площади водосбора р. Зеи с ее притоком р. Большая Пера. Более детально территория разделяется на площади водосбора р. Б. Перы - 80 км2, р. Оры - около 300 км2 и правых притоков р. Зеи - 110 км2. Главными водными артериями района космодрома являются реки Б. Пера и Ора - притоки р. Зеи I и II порядка. Более мелкие водотоки - ручьи Медный, Прохладный, Охотничий, Гальчиха, Кабанка, Ивер, Николаевский и другие. Река Ора пересекает территорию космодрома с севера на юг, до устья ручья Николаевский ее протяженность составляет около 35 км. Ширина реки на выходе с территории космодрома - до 6 м, глубина - до 1,7 м, скорость течения -0,1…0,3 м/с, дно песчаное, у берегов - илистое. Илы обычно серого или темно-серого цвета с растительными остатками, иногда с примесью песка.
Воды реки опробованы на всем протяжении в границах территории космодрома. Химический состав вод отличался постоянством. Состав - хлоридно-гидрокарбонатный, магниево-кальциевый или кальциево-магниевый, воды пресные (сухой остаток 0,052…0,068 г/дм3), нейтральные (рН – 6,5…7,1), очень мягкие (общая жесткость 0,44…0,64 мг экв/дм3), бесцветные или с коричневатым оттенком. Содержание органических веществ, судя по значению перманганатной окисляемости (3,5…9,9 мг/дм3) небольшое. Содержание основных компонентов: азотистых соединений, фосфатов, большинства тяжелых металлов, нефтепродуктов, СПАВ не превышало ПДК, исключение составляли железо (6,3…9,3 ПДК или 2,1…3,1 ПДК) и марганец (до 1,6 ПДК). До 1,6 ПДК ниже ручья Николаевский в воде увеличилось содержание СПАВ. Значения индекса загрязнения вод (ИЗВ) р. Оры от 0,21-0,26 в верховьях до 0,37 ниже устья ручья Николаевский, т.е. на сегодняшний день воды р. Оры по степени загрязнения относятся к водам I и II классов (очень чистые и чистые). Донные осадки р. Ора содержали в среднем (по 17 пробам) 300 мг/кг марганца, 20 мг/кг хрома, 83 мг/кг ванадия, 7 мг/кг никеля, 6,6 мг/кг кобальта, 20 мг/кг меди, 0,05 мг/кг серебра, 31 мг/кг цинка, 20 мг/кг свинца, 2,6 мг/кг олова, 0,6 мг/кг молибдена, 0,03 мг/кг ртути, 6 мг/кг мышьяка, 2,5 мг/кг нефтепродуктов, 0,05 мкг/кг бензапирена. Отдельные пробы содержали до 20 мг/кг кобальта; обычно это места пересечений реки с какими-либо коммуникациями. Коэффициент донной аккумуляции (КДА) для тяжелых металлов, несмотря на чистые воды, высокий - от 1,5 10-3 до 6 10-4, что может свидетельствовать о загрязнении вод и донных осадков в предшествующие годы. Значения КДА для нефтепродуктов - от 50 до 350. Река Б. Пера протекает на юге за пределами территории космодрома. В районе пос. Курган ширина реки около 20 м, глубина 1…2,5 м, скорость течения 0,5…0,8 м/с, дно преимущественно песчаное, у берегов - илистое. Илы темно-серые, почти черные с примесью песка и растительных остатков. Во время летних паводков скорость течения реки и расход воды значительно возрастают. Река Б. Пера является единственным источником поверхностных вод, используемых для технических нужд пос. Углегорска.
Производительность водозабора, расположенного в 2 км к юго-западу от площадки, 2340 м3/сут. Вода из мелководного ковша (1,5…1,8 м) без очистки подается в котельные. Состав воды хлоридно-гидрокарбонатный, магниево-кальциевый; вода пресная (сухой остаток 0,060 г/дм3), слабокислая (рН – 6,3), очень мягкая (общая жесткость 0,44 мг экв/дм3), слабо окрашенная. Содержание органических веществ повышенное (окисляемость 13,12 мг/дм3). Содержание азотистых соединений, фосфатов, большинства тяжелых металлов, нефтепродуктов, СПАВ не превышает ПДК; исключение составляло железо (6,2 ПДК или 3,0 ПДК). Характерно также повышенное содержание алюминия (350 мкг/кг или 0,7 ПДК). Значение ИЗВ реки Б. Пера – 0,35, то есть вода II класса (чистая). Содержание тяжелых металлов, мышьяка, нефтепродуктов, бензапирена в донных осадках незначительно отличалось от содержаний в осадках р. Ора. В настоящее время лимит общего забора воды для нужд космодрома составляет 4145 м3/сут., из которых 2615 м3/сут. приходится на подземные и 1530 м3/сут. на поверхностные воды. На хозяйственно-питьевые цели потребляется 2426 м3/сут. или 303 л/сут. на человека.
Ручей Медный - левый приток реки Б. Пера. Протяженность водотока - 6 км. Долина корытообразная асимметричная, левый борт крутой, правый пологий, пойма двусторонняя до 300 м, заболочена и заросла кустарником. Ширина ручья в устье 3 м, скорость течения 0,3…0,4 м/с. Дно обычно песчаное, у берегов - илистое. Илы темно-серые, серые с растительными остатками, реже с мелким песком. Состав воды гидрокарбонатный, магниево-кальциевый; вода пресная (сухой остаток 0,050…0,070 г/дм3), нейтральная (рН – 6,65), очень мягкая (общая жесткость 0,46…0,7 мг экв/дм3), бесцветная. Содержание органических веществ - среднее (окисляемость 6-8,6 мг/дм3). Содержание основных компонентов: азотистых соединений, фосфатов, большинства тяжелых металлов, нефтепродуктов, СПАВ не превышало ПДК; исключение составляло железо (1,5…2,8 ПДК). По степени загрязненности (ИЗВ=0,26…0,4) воды относятся к I и II классу (чистые и очень чистые). Содержание тяжелых металлов, мышьяка, нефтепродуктов, бензапирена в донных осадках незначительно отличалось от содержания в осадках реки Ора.
Ручей Прохладный - водоток в пади Сухая Ора, правый приток р. Ора. Протяженность водотока около 4 км, долина корытообразная, пойма двусторонняя, асимметричная, заболочена. Ширина ручья до 1,5 м, скорость течения 0,1…0,2 м/с, дно илистое. Состав воды хлоридно-гидрокарбонатный, натриево-магниевый; вода пресная (сухой остаток 0.068 г/дм3), нейтральная (рН - 6,62), очень мягкая (общая жесткость 0,5 мг экв/дм3), бесцветная. Содержание органических веществ незначительное (окисляемость 3,2 мг/дм3). Содержание основных компонентов: азотистых соединений, фосфатов, большинства тяжелых металлов, нефтепродуктов, СПАВ не превышало ПДК; исключение составляло железо (6,8 ПДК). По степени загрязненности (ИЗВ=0,2) воды относятся к I классу (очень чистые).
Ручей Охотничий - левый приток р. Ора. Протяженность 12 км, долина корытообразная, пойма двусторонняя асимметричная, заболочена. Ширина ручья в среднем течении 2,5-3 м, скорость течения 0,1…0,3 м/с, глубина - до 1,5 м, дно илистое, реже песчаное. Илы темно-серые с растительными остатками и небольшим количеством песка. Состав воды гидрокарбонатный, кальциево-магниевый; вода пресная (сухой остаток 0,070 г/дм3), нейтральная (рН - 6,91), очень мягкая (общая жесткость 0,9 мг экв/дм3), слабо окрашенная. Содержание органических веществ незначительное (окисляемость 5,4 мг/дм3). Содержание основных компонентов: азотистых соединений, фосфатов, большинства тяжелых металлов, нефтепродуктов, СПАВ не превышало ПДК, исключение составляло железо (11 ПДК). По степени загрязненности (ИЗВ=0.26) воды относятся к I классу (очень чистые). Содержание большинства тяжелых металлов, мышьяка, нефтепродуктов, бензапирена в донных осадках незначительно отличалось от содержания в осадках р. Ора. В некоторых пробах отмечено высокое содержание марганца (до 3000 мг/кг, то есть в 10 раз выше фонового) и кобальта (до 30 мг/кг - в 4,5 раз выше фонового).
Ручей Николаевский - правый приток р. Ора. Протяженность водотока 7 км, глубина в устье до 0,4 м, долина до 0,6 км, асимметричная, пойма двусторонняя, заболочена, местами заросла кустарником, правобережная - до 400 м, левобережная - до 200 м. Пункт наблюдения в 1 км выше устья, ширина ручья здесь 2-3 м, течение слабое, скорость менее 0,05 м/с, дно песчано-глинистое, донные осадки - серый ил с примесью глинистого материала. Состав воды хлоридно-гидрокарбонатный, магниево-кальциевый; вода пресная (сухой остаток 0,052 г/дм3), нейтральная (рН - 6,80), очень мягкая (общая жесткость 0,44 мг экв/дм3), слабоокрашенная. Содержание органических веществ - среднее (окисляемость 10,9 мг/дм3). Содержание основных компонентов: азотистых соединений, фосфатов, большинства тяжелых металлов, нефтепродуктов, СПАВ не превышало ПДК; исключение составляло железо (6 ПДК). По степени загрязненности (ИЗВ=0,4) воды относятся ко II классу (чистые). Содержание тяжелых металлов, мышьяка, бензапирена в донных осадках незначительно отличалось от содержания в осадках р. Ора. Лишь содержание нефтепродуктов составляло 7,0 мг/кг, что в 2,8 раза выше среднего содержания в илах р. Ора.
Ручей Гальчиха - правый приток р. Зея. Протяженность 12 км, в пределах территории космодрома - 5 км. Ширина в среднем течении 2 м, глубин - до 0,7 м, скорость течения до 0,3 м/с. Дно песчаное, у берегов илистое. Илы серые или темно-серые с песком. Состав воды гидрокарбонатный, кальциево-магниевый; вода пресная (сухой остаток 0,064 г/дм3), нейтральная (рН - 6,91), очень мягкая (общая жесткость 0,8 мг экв/дм3), бесцветная. Содержание органических веществ незначительное (окисляемость 7,7 мг/дм3). Содержание основных компонентов: азотистых соединений, фосфатов, большинства тяжелых металлов, нефтепродуктов, СПАВ не превышало ПДК; исключение составляло железо (12 ПДК) и марганец (1,8 ПДК). По степени загрязненности (ИЗВ=0,25) воды относятся к I классу (очень чистые). Содержание тяжелых металлов, мышьяка, нефтепродуктов, бензапирена в донных осадках незначительно отличалось от содержания в осадках р. Ора. Ручей Кабанка - правый приток ручья Ивер. Протяженность водотока 5 км. Ширина в среднем течении до 2 м, глубина 0,7 м, скорость течения 0,2 м/с. Дно песчаное или илистое. Илы серые или темно-серые с растительными остатками. Состав воды гидрокарбонатный, кальциевый; вода пресная (сухой остаток 0,044 г/дм3), нейтральная (рН - 6,69), очень мягкая (общая жесткость 0,44 мг экв/дм3), бесцветная. Содержание органических веществ незначительное (окисляемость 5,8 мг/дм3). Содержание основных компонентов: азотистых соединений, фосфатов, большинства тяжелых металлов, нефтепродуктов, СПАВ не превышало ПДК; исключение составляло железо (4,9 ПДК). По степени загрязненности (ИЗВ=0,23) воды относятся к I классу (очень чистые). Содержание тяжелых металлов, мышьяка, бензапирена в донных осадках незначительно отличалось от содержания в осадках р. Ора. Содержание нефтепродуктов в среднем составляло 7,5 мг/кг, что в 3 раза выше среднего содержания в илах р. Ора.
Ручей Ивер - правый приток р. Зея. В 4 км выше устья руч. Кабанка ширина реки 3…4 м, глубина до 1 м, скорость течения 0,25 м/с, дно песчаное, у берегов илистое. Ил плотный темносерый с небольшим количеством песка и растительными остатками. Состав воды гидрокарбонатный, кальциевый; вода пресная (сухой остаток 0,044 г/дм3), нейтральная (рН - 6,62), очень мягкая (общая жесткость 0,36 мг экв/дм3), бесцветная. Содержание органических веществ повышенное (окисляемость 11,2 мг/дм3). Содержание основных компонентов: азотистых соединений, фосфатов, большинства тяжелых металлов, нефтепродуктов, СПАВ не превышало ПДК; исключение составляло железо (6,7 ПДК). По степени загрязненности (ИЗВ=0,33) воды относятся ко II классу (чистые). Содержание тяжелых металлов, мышьяка в донных осадках незначительно отличалось от содержания в осадках р. Ора. Содержание нефтепродуктов в среднем составляло 7 мг/кг, бензапирена – 0,2 мкг/кг, что, соответственно, в 2,8 и 4 раза выше среднего содержания в илах р. Ора.
Воды родников используются населением в основном для питьевых целей. Воды родников пресные, сухой остаток не превышал 0,06 г/дм3, очень мягкие с общей жесткостью до 0,48 мг экв/дм3, нейтральные или слабокислые (pH от 6,03 до 6,72). Состав вод разнообразен, но всегда преобладали гидрокарбонатная и кальциевая составляющие; содержание сульфатов увеличивались в водах родников по долине р. Б. Перы, но в целом содержание основных компонентов, как и органолептические показатели (цвет, запах, вкус, прозрачность), не превышало санитарных норм. Количество растворенного кислорода от 9,92 до 10,08 мг/дм3; ХПК вод 1,98…2,66 мг/дм3, перманганатная окисляемость – 1,76…2,56 мг/дм3, БПК5- 0,90…1,20 мг/дм3. Эти показатели соответствовали качеству подземных вод для источников I-II класса. Содержание азотистых соединений, фосфатов, фтора, тяжелых металлов, нефтепродуктов, СПАВ, фенолов в водах родников также не превышало санитарных норм. Для родников долины р. Б. Перы характерно повышенное содержание алюминия - от 0,13 до 0,34 мг/дм3. В донных осадках ключей, сопровождающих родники, повышенных концентраций каких-либо загрязняющих компонентов не обнаружено.
Водоотведение в пос. Углегорске осуществляется для большей части сточных вод централизованно. Хозяйственно-бытовые и часть производственных стоков пос. Углегорска и ТКРН отводятся на сооружения биологической очистки, производительностью 10000 м3/сут. Остальные площадки имеют самостоятельные системы канализации: сточные хозяйственно-бытовые воды собираются в септики и затем вывозятся на очистные сооружения, расположенные в 2 км к юго-востоку от пос. Углегорска. В настоящее время очистные сооружения загружены на 40%. Хозяйственно-бытовые сточные воды и часть производственных стоков от котельных поступают на очистные сооружения и далее по выпуску сбрасываются в падь Курганья и затем поступают в р. Б. Пера.
Другая часть производственных стоков от котельных и мазутно-насосной станции объемом 1240 м3/сут. сбрасывается в падь Крысановская без очистки. Эти воды до р. Б. Пера не доходят, фильтруясь в грунт перед пос. Курган. В поверхностных водах рек Ивер, Б. Пера НДМГ и продукты его окисления не обнаружены. Детально изучены поверхностные воды, которые могут быть загрязнены КРТ на ТКРН с последующим выносом за ее пределы. Содержание 2,7…24 мг/дм3 НДМГ определено в пределах площадки в сточных водах, заполняющих зарытые баки «могильника», а также в воде заросшего пруда около этих баков. Ниже по ручью, вытекающему из этого пруда, и в остальных пробах поверхностных вод на территории ТКРН не обнаружено НДМГ.
Полученные на территории ТКРН результаты свидетельствуют о том, что в местах захоронения отходов стоки и поверхностные сточные воды содержат большое количество НДМГ, что может представлять несомненную опасность загрязнения грунтов, грунтовых вод, водоносных горизонтов, особенно учитывая стабильность НДМГ в анаэробных условиях. Вместе с тем, НДМГ и продукты его окисления не обнаружены в водах родников.
Остаточное содержание НДМГ в донных отложениях обнаружено в пределах промышленной зоны ТКРН - 0,15…0,63 мг/кг (ОДУ почв 0,1 мг/кг). Точки соответствуют местам установок перелива топлива из железнодорожных цистерн, а также заболоченному участку в районе «могильника» и в дренажной канаве ниже рабочей зоны (0,16…0,23 мг/кг НДМГ). Следы НДМГ (0,08 мг/кг) обнаружены в илах очистных сооружений; в результате повторных определений эти сведения подтвердились. В донных отложениях природных водотоков, куда поступают очищенные сточные воды, НДМГ и продуктов его окисления не обнаружено.