Экологический кризис становится реальной угрозой для всего человечества. И чтобы его избежать и сохранить природу, нужно пересмотреть свое отношение к использованию природных ресурсов на территории Российской Федерации, отметил Президент Российской Федерации В.В. Путин. Согласно Указу Президента Российской Федерации В.В. Путина от 19.04.2017 г. № 176 «Стратегия экологической безопасности РФ на период до 2025 г.» для минимальных энерго- и ресурсозатрат возникла острая необходимость в использовании инновационных технологий, позволяющих получать высокоэффективные результаты по переработке и очистке газообразных, жидких и твердых отходов техногенной деятельности [1].
Чеченская Республика является субъектом Российской Федерации, и общей проблемой для всего региона является охрана окружающей среды. Поэтому указ президента Российской Федерации имеет непосредственное отношение к охране окружающей среды Чеченской Республики. В результате военных действий с 1994 по 2001 г. произошла экологическая катастрофа на территории Чеченской Республики. Экологическому состоянию окружающей среды был нанесен огромный ущерб химическими, радиоактивными и биологическими загрязняющими веществами, также пожарами на предприятиях добычи, переработки, хранения нефти и нефтепродуктов. Водные объекты [2, 3], воздушный бассейн [4] и огромные территории республики были загрязнены тяжелыми нефтепродуктами, химическими веществами и неконтролируемыми радиоактивными источниками [5].
Последствия военных событий и антропогенной деятельности человека были ликвидированы в 2011 г. В результате принятых мер (широкомасштабная очистка территории от загрязнений тяжелыми нефтепродуктами, радиоактивных источников, стихийных свалок бытовых и промышленных отходов) экологическая ситуация значительно улучшилась по содержанию загрязняющих веществ в воздушном бассейне, почве и водных объектах [6].
Несмотря на широкомасштабные мероприятия по ликвидации последствий военных событий и улучшение состояния окружающей среды, необходим мониторинг экологии окружающей среды на территории Чеченской Республики. Развитие промышленности, рост численности населения, увеличение антропогенной нагрузки – всё это оказывает негативное влияние как на водные объекты, так и почвенный покров, и воздушный бассейн.
Постановка задачи: исследовать экологическое состояние воздушного бассейна, почвенного покрова и крупных рек Чеченской Республики.
Исследовательские вопросы: определить лабораторными методами концентрации загрязняющих веществ: оксиды углерода и азота, озон, сероводород, аммиак в воздушном бассейне. В почвенном покрове – содержание тяжелых металлов и нефтепродуктов. В водных объектах – содержание нитрат-, хлорид-, сульфат-ионов. Также определить показатель БПК5 (биологическое потребление кислорода) содержание сухого остатка и кислорода.
Цель исследования: оценить экологическое состояние воздушного бассейна, почвенного покрова и крупных водных объектов (Терек, Сунжа) на территории Чеченской республики.
Материалы и методы исследования
Содержание пыли и загрязняющих веществ в воздушном бассейне анализировала передвижная лаборатория, оснащённая современным оборудованием и пробоотборником вертикального зондирования «АТМОСФЕРА», позволяющая идентифицировать 8 неорганических загрязнителей и пыль.
Анализы проб почвы и воды проводили в лаборатории ГБУ (Государственное бюджетное управление) «Лаборатория экологического контроля» Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды. Определение содержания тяжелых металлов в почве проводили инверсионным вольтамперометром, нефтепродуктов – концентратомером КН-2М. Гидрохимический состав воды рек Терека и Сунжи определяли физико-химическими методами: хромато-масс-спектрометром (ITQ700), ИК-спектроскопией, спектрофотометром, инверсионным вольтамперометрическим анализатором.
Результаты исследования и их обсуждение
В настоящей работе приведены лабораторные данные по оценке экологического состояния воздушного бассейна, почвенного покрова, водных объектов на территории республики в 2017 г. Установлено: ухудшение экологического состояния воздушного бассейна влияет на увеличение числа самых тяжелых заболеваний не только живущих в настоящее время, но и будущих поколений.
В течение 2017 г. проводили исследование воздушного бассейна Чеченской Республики: г. Грозного и 5 районов (Шалинского, Шелковского, Курчалоевского, Гудермесского, Веденского). Полученные среднегодовые лабораторные данные приведены в табл. 1.
Таблица 1
Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ в воздушном бассейне г. Грозный, 2017 г., мг/м3
|
№ п/п |
г. Грозный, районы |
Пыль |
NO |
NO2 |
SO2 |
CO |
O3 |
H2S |
NH3 |
|
1 |
Заводской |
0,02 |
0,15 |
0,15 |
0,01 |
0,28 |
0,00 |
0,00 |
0,05 |
|
2 |
Ленинский |
0,02 |
0,13 |
0,10 |
0,01 |
0,39 |
0,00 |
0,00 |
0,05 |
|
3 |
Октябрьский |
0,04 |
0,08 |
0,13 |
0,01 |
0,25 |
0,00 |
0,00 |
0,01 |
|
4 |
Старопромысловский |
0,02 |
0,15 |
0,25 |
0,01 |
0,53 |
0,00 |
0,00 |
0,02 |
Для исследования концентрации неорганических загрязнителей в воздушном бассейне г. Грозного было отобрано 35 проб атмосферного воздуха. Из полученных данных видно, что загрязняющие химические вещества: аммиак, азот, озон, оксиды и сероводород, – и также пыль – не превышали предельно допустимые концентрации, что свидетельствует о благоприятном экологическом состоянии атмосферного воздуха на территории г. Грозного. Например, содержание оксида углерода в воздушном бассейне районов Октябрьского, Ленинского, Заводского и Старопромысловского не превышало предельно допустимую концентрацию (5,0 мг/м3) и сохранялось в пределах 0,25–0,53 мг/м3.
Концентрация аммиака составляла 0,01–0,05 мг/м3 (ПДК 0,20 мг/м3) в атмосферном воздухе г. Грозного в течение всего 2017 г. Необходимо отметить, что в воздушном бассейне г. Грозный не обнаружен сероводород в течение всего года во всех пробах атмосферного воздуха (табл. 1).
Исследование воздушного бассейна на территориях 5 районов: Веденского, Гудермеского, Курчалоевского, Шалинского, Шелковского – выявило, что содержание сероводорода составляло 0,006 мг/м3 в пробах воздушного бассейна Шалинского района и не превышало предельно допустимую концентрацию (ПДК 0,008 мг/м3).
Неорганические загрязнители, такие как NO, NO2, SO2, CO, O3, H2S и NH3 также находились в пределах допустимых величин и в основном концентрация была на порядок ниже ПДК.
Сероводород отсутствовал в пробах атмосферного воздуха 4 районов: Шелковского, Курчалоевского, Гудермесского, Веденского. В воздушном бассейне Шалинского района концентрация сероводорода приближалась к предельно допустимой концентрации (ПДК 0,008 мг/м3) и составляла 0,006 мг/м3.
Предельно допустимая радиация составляет 20 мкР/ч, но необходимо отметить, что на территории всей Чеченской Республики средний показатель радиации находился в пределах 2–9 мкР/ч.
Мониторинг загрязнения почвы тяжелыми металлами и нефтепродуктами проводят на территории Чеченской Республики с 2009 г. В работе приведены результаты исследований содержания тяжелых металлов в почве городов Аргун, Грозный, Гудермес и 12 районов: Ачхой-Мартановский, Веденский, Грозненский, Итум-Калинский, Курчалоевский, Наурский, Ножай-Юртовский, Сунженский, Урус-Мартановский, Шалинский, Шатойский, Шелковской.
В течение 2017 г. было отобрано около 200 проб почвы на территориях городов (Аргун, Грозный, Гудермес) и районов (Ачхой-Мартановский, Веденский, Грозненский, Итум-Калинский, Курчалоевский, Наурский, Ножай-Юртовский, Сунженский, Урус-Мартановский, Шалинский, Шатойский, Шелковской). Средние показатели лабораторных данных по тяжелым металлам и нефтепродуктам в почвенном покрове приведены в табл. 2.
Таблица 2
Среднегодовые концентрации химических загрязнителей в почвенном покрове на территории Чеченской Республики в 2017 г., мг/кг
|
№ п/п |
Населенный пункт |
Химические загрязнители |
||||||||
|
Cu |
Zn |
Pb |
Cd |
As |
Hg |
Ni |
Mn |
нефте- продукты |
||
|
Города |
||||||||||
|
1 |
Грозный |
1,00 |
1,16 |
1,31 |
<0,10 |
0,10 |
0,10 |
<0,50 |
247,70 |
63,50 |
|
2 |
Аргун |
1,00 |
<1,00 |
1,21 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,50 |
236,10 |
65,90 |
|
3 |
Гудермес |
<1,00 |
1,32 |
1,64 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,50 |
242,60 |
74,00 |
|
Районы |
||||||||||
|
1 |
Ачхой-Мартановский |
<1,00 |
1,15 |
1,20 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,50 |
338,80 |
50,00 |
|
2 |
Веденский |
<1,00 |
1,16 |
1,03 |
<0,10 |
0,10 |
0,10 |
<0,50 |
308,80 |
75,1 |
|
3 |
Грозненский |
<1,00 |
1,36 |
0,94 |
<0,10 |
0,10 |
0,10 |
<0,50 |
240,00 |
54,00 |
|
4 |
Итум-Калинский |
<1,00 |
1,08 |
1,25 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,50 |
210,60 |
58,00 |
|
5 |
Курчалоевский |
<1,00 |
– |
– |
<0,10 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,50 |
227,40 |
72,50 |
|
6 |
Наурский |
<1,00 |
1,32 |
1,64 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,50 |
297,00 |
98,20 |
|
7 |
Ножай-Юртовский |
<1,00 |
<1,00 |
1,54 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,50 |
342,60 |
63,50 |
|
8 |
Сунженский |
<1,00 |
1,44 |
0,93 |
<0,10 |
0,10 |
0,10 |
<0,50 |
236,90 |
65,40 |
|
9 |
Урус-Мартановский |
<1,00 |
1,16 |
1,25 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,50 |
302,40 |
82,80 |
|
10 |
Шалинский |
<1,00 |
1,24 |
1,28 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,50 |
242,80 |
64,02 |
|
11 |
Шатойский |
<1,00 |
1,36 |
1,00 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,50 |
258,70 |
50,00 |
|
12 |
Шелковской |
<1,00 |
1,36 |
1,00 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,10 |
<0,50 |
258,70 |
50,00 |
Почвенный покров является аккумулятором загрязнителей из окружающей среды, которые попадают с водными потоками и из воздуха с отходами тяжелой индустрии, отопительных котлов, установок для сжигания мусора и т.д. Процессы самоочищения почвы протекают медленно, что способствует постепенному изменению химического состава почв и накоплению в почве вредных веществ, нарушающих единство геохимической среды и живых организмов. Поэтому мониторинг загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами является обязательным, так как тяжелые металлы являются приоритетными загрязняющими веществами.
Исследование содержания тяжелых металлов, таких как цинк, свинец, кадмий, мышьяк, ртуть, никель, показало, что концентрации этих металлов в почвенном покрове Чеченской Республики не превышали ПДК в 2017 г. (табл. 2).
Также определяли содержание марганца в отобранных пробах почвы на всей исследуемой территории республики. Из табл. 2 видно, что концентрация марганца не превышала ПДК и не выходила за пределы 210,6–342,6 мг/кг (ПДК 1500 мг/кг). Значительную опасность для природной среды в городах, также и в пригородах, представляют нефтепродукты, являясь источником загрязнения почв, грунтовых и поверхностных вод. В настоящее время серьезной экологической проблемой Чеченской Республики является расширение парка автотранспорта и несоответствие экологическим требованиям качества топлива и технического состояния автопарка. Поэтому мониторинг содержания нефтепродуктов на территории Чеченской Республики обязателен во всех средах. Содержание нефтепродуктов в почве городов Грозный, Аргун, Гудермес составляло 63,5; 65,9; 74,0 мг/кг соответственно при предельно допустимой концентрации 500 мг/кг.
Содержание нефтепродуктов в отобранных пробах остальных районов варьировалось в пределах 50,0–98,2 мг/кг, что на порядок ниже предельно допустимой концентрации (ПДК 500 мг/кг) (табл. 2).
Важнейшим показателем экологического состояния окружающей среды являются свойства и качество поверхностных вод, которые зависят от состава и концентрации содержащихся в ней химических веществ.
Среднегодовые значения гидрохимических показателей качества воды рек Терек и Сунжа в 2017 г. приведены в табл. 3.
Таблица 3
Среднегодовые гидрохимические показатели качества воды рек Терек и Сунжа в 2017 г., мг/дм3
|
Реки |
Загрязняющие вещества |
|||||||
|
Нитраты |
рН |
Хлориды |
Сульфаты |
Содержание кислорода |
БПК5 |
Перманганатная окисляемость |
Сухой остаток |
|
|
Терек |
19,6 |
7,5 |
69,6 |
237,8 |
5,8 |
1,6 |
1,6 |
371,0 |
|
Сунжа |
17,5 |
7,5 |
68,5 |
231,0 |
6,3 |
1,3 |
1,4 |
344,0 |
В работе приведены результаты исследований по следующим показателям: нитраты, хлориды, водородный показатель рН, содержание кислорода, БПК5, сульфаты, окисляемость, сухой остаток (табл. 3).
Опасность нитратов заключается в их вредном влиянии на санитарный режим водных объектов, повреждающем различные виды рыб. В организме они вступают в реакцию с гемоглобином крови и вызывают кислородное голодание органов и тканей. Поэтому, мониторинг содержания нитрат-анионов в водных ресурсах является необходимым условием. Среднегодовые показатели значений нитратов в водах рек Терек и Сунжа за весь 2017 г. представлены в табл. 3. В среднем за 2017 г. концентрация нитрат-ионов в пробах воды Терека и Сунжи не превышала ПДК, предельно допустимая концентрация (ПДК) нитрат-анионов в водных объектах составляет 45 мг/дм3.
Содержание хлоридов и перманганатная окисляемость служат одним из индикаторов загрязненности водных объектов бытовыми стоками. Например, показатель перманганатная окисляемость отражает самую разную природу загрязняющих веществ – и химические соединения антропогенного происхождения, и сложные органические соединения растений, и гуминовые кислоты почв. Показатель перманганатная окисляемость в пробах воды р. Сунжа и Терек оставался в пределах гигиенического норматива – 1,4 и 1,6 мг/дм3 соответственно (гигиенический норматив не более 5,0 мг/дм3). В 2017 г. среднегодовая концентрация хлоридов составляла в Сунже 69,6 мг/дм3, а в Треке 68,5 мг/дм3 (ПДК 350 мг/м3).
Основными источниками сульфат-ионов в поверхностных водных объектах являются сточные воды предприятий, сельскохозяйственных угодий и бытовые стоки. Динамика изменения сульфатов выявила различное их распределение в воде Терека и Сунжи за весь исследуемый период. Однако для сульфата-ионов среднегодовой показатель не превышал предельно допустимую концентрацию 500 мг/дм3 в 2017 г. и составлял 237,8 мг/дм3 и 231,0 мг/дм3 соответственно, несмотря на существенную разницу в среднегодовых колебаниях за весь 2017 г.
В поверхностных водных объектах природными источниками органических веществ могут являться разрушающие останки живых организмов растительного и животного происхождения. Например, как жившие в водном объекте, так и попавшие в воду по воздуху, с берегов, с растений и т.п. Техногенными источниками органических веществ являются транспортные (нефтепродукты) и сельскохозяйственные (мясокомбинаты) предприятия, также лесоперерабатывающие и целлюлозно-бумажные комбинаты. Соответствующий показатель качества воды БПК5 (биохимическое потребление кислорода) характеризует суммарное содержание органических веществ в водном объекте.
По величине биохимическое потребление кислорода отмечалось достаточно низкое значение среднегодового показателя БПК5 в воде реки Терек и воде реки Сунжа. Этот показатель не выходил за пределы установленного гигиенического норматива (не более 4,0 мгО2/дм3) и колебался в пределах 1,3–1,6 мгО2/дм3 в течение всего 2017 г.
Относительное содержание кислорода в водных объектах зависит от концентрации отравляющих веществ, температуры воды и парциального давления. Химико-аналитические исследования показали неравномерное содержание растворенного кислорода в Тереке и Сунже. Среднегодовые концентрации растворенного кислорода в водных объектах Терек и Сунжа составляли 5,8 мгО2/дм3 и 6,3 мгО2/дм3 соответственно при нормативе не менее 4,0 мгО2/дм3 (табл. 3). Растворимость кислорода зависит от количества бактерий, концентрации отравляющих веществ и других водных организмов, подвергающихся химическому и биохимическому окислению. Среднегодовой показатель растворенного кислорода в реках Терек и Сунжа был на высоком уровне (табл. 3) и кислородный режим воды обеих рек по этому показателю относится к 1-му классу качества в 2017 г.
Содержание сухого остатка (суммарная минерализация) в водах рек Терек и Сунжа не превышало нормативные показатели (1000 мг/дм3) в течение исследуемого периода. Минерализация воды рек незначительно менялась в 2017 г. и среднегодовой показатель сохранялся в пределах 371,0 мг/дм3 воды Терека и 344,0 мг/дм3 – Сунжи, что соответствовало гигиеническим нормативам в течение всего исследуемого периода.
По ходу исследований определяли pH (гигиенический норматив 6,5–8,5) важнейший водородный показатель, характеризующий качество воды. Значение водородного показателя рН 7,5 обеих рек в 2017 г. указывает на хорошее качество воды. Также необходимо отметить, что пробы воды рек Терек и Сунжа не обладали запахом в течение всего 2017 г.
Выводы
1. Исследование экологического состояния окружающей среды воздушного бассейна, почвенного покрова и крупных водных объектов (Терек, Сунжа) на территории Чеченской Республики выявило, что воздушный бассейн соответствует гигиеническим нормативам по содержанию неорганических загрязнителей (оксид азота (II), оксид азота (IV), оксид серы (IV), оксид углерода (II), озон, сероводород, аммиак); пары ртути отсутствовали, радиационный фон также был в норме.
2. Состояние почвенного покрова, по содержанию тяжелых металлов и нефтепродуктов, также соответствовало санитарным нормам и не превышало ПДК на территории г. Грозного и всех районов Чеченской Республики.
3. Экологическое состояние крупных рек (Терек, Сунжа) соответствовало требованиям, предъявляемым качеству воды по содержанию загрязняющих веществ таких как сульфаты, нитраты и хлориды, концентрации которых не превышали ПДК. Таким образом, можно сделать вывод о незначительном антропогенном влиянии на качество воды, что указывает на удовлетворительное состояние водных объектов в 2017 г.
Заключение
Для развития агропромышленного комплекса, туризма и санаторно-курортной сферы сложились благоприятные условия на территории Чеченской Республики. Экологическое состояние воздушного бассейна соответствует требованиям санитарных норм, концентрации тяжелых металлов и нефтепродуктов в почвенном покрове составляли ничтожно малые количества, качество водных объектов соответствовало гигиеническим нормам. Однако присутствие загрязнителей в ничтожно малых количествах в воздушном бассейне, почве, реках указывает на необходимость наблюдения и контроля по выявлению и изучению источников попадания отравляющих веществ в окружающую среду.