Экологический мониторинг реки Ока

река ока выброс приток

Вода является важным ресурсом для жизни. Россия занимает второе место в мире по объему речных стоков. В стране на каждого человека приходится 27 тысяч кубических метров речной воды, а суммарный годовой сток российских рек составляет около 10 процентов мирового. Девяносто процентов годового стока приходится на реки. Если учесть все эти природные богатства, то по ресурсам пресной воды на душу населения мы занимаем шестое место в мире.

Учитывая, что большинство наших городов располагаются на берегах рек. То мы относится слишком легкомысленно, хищнически и недальновидно к поверхностным водам, которых осталось совсем немного, если говорить о годных для безопасного употребления.

Одним из источников пресной воды является река Ока. На ее берегах проживает около 10% населения России. Ее воды используются населенными пунктами и городами. В связи с этим, вода в реке очень грязная. Загрязнение обусловлено, в первую очередь хозяйственной деятельностью человека. Главными загрязнителями являются промышленные стоки химической и нефтяной промышленностей и стоки отраслей, использующих их продукцию. Которые изменяют физические, химические и биологические свойства природной воды.

Цель данного курсового проекта провести экологический мониторинг реки. Для изучения проблем данного водоема. Так как он является крупным источником пресной воды.

В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи:

1. Изучить экосистему (изучит ее географическое положение, компонентный состав, особенности)

2. Выявить факторы воздействия

3. Рассмотреть способы преодоления негативного воздействия

4. Рассчитать выбросы от котельной и автотранспорта т.к. это один из факторов загрязнения экосистемы

1.Описание экологической системы

1.1 Географическое положение

Ока — самый крупный правый приток Волги. Исток Оки находится в самом сердце России — на Среднерусской возвышенности. Общая длина Оки более 1,4 тысяч километров. Суммарная площадь бассейна Оки около 245 тыс. кв. км. Река начинается из маленького родника в селе Александровка Орловской области. (приложение А) Река течет по влажной, заболоченной, пересеченной многочисленными речками равнине. Это одно из объяснений того, почему русло Оки такое извилистое. Ученые считают, что равнина образовалась после отступания ледников, покрывавших эту территорию в доисторическое время. [2]

У Оки наблюдается заметная извилистость, благодаря чему она протекает по 7 областям: Орловской, Тульской, Калужской, Московской, Рязанской, Владимирской, Нижегородской. 2] Крупнейшие города, стоящие на Оке — Орёл, Калуга, Серпухов, Ступино, Кашира, Коломна, Рязань, Муром, Павлово, Дзержинск, Нижний Новгород. В Оку впадает более 25 больших и средних рек. Некоторые притоки: Москва, Угра, Орлик, Протва, Упа, Мокша, Пара, Проня, Пра, Гусь, Жиздра и Беспута и др.

Наблюдение за особенностями режима Оки, проведенное на гидропосту у г. Белева, показывает, что замерзает река во второй половине ноября, а средняя дата начала весеннего ледохода приходится на 31 марта и продолжается 9 дней. Питание реки снеговое и дождевое. Для реки характерны летние дождевые паводки в июле, августе. Во время весеннего половодья и летних паводков уровень воды резко повышается на 2−3 метра.

Ока имеет большое народнохозяйственное значение. С началом навигации начинается регулярное пассажирское сообщение от Алексина до Калуги, а вниз по течению — до Серпухова. Рядом с речными теплоходами плывут транспортные суда. Воды Оки используются для бытового и промышленного водоснабжения Алексина, Белева и других населенных пунктов.

Ежегодно увеличивается поступление воды из реки для полива овощей и лугов, занимающих пойменные земли. В последние годы Ока (особенно Алексинский участок) стала местом массового отдыха и туризма. 3]

На реке Ока построены две плотины со шлюзами. Одна из них расположена в Московской области возле Белоомута, другая, Кузьминская, — в Рыбновском районе Рязанской области.

1.2 Особенности объекта

Основной особенностью данной экосистемы является ее протяженность. Площадь бассейна Оки составляет 245 тыс. кв. км. Это территория солидного европейского государства, примерно такого, как Великобритания.

С давних пор по Оке расселились славянские племена. Недаром в арабских источниках 9−10 вв. она называется «славянской рекой» или «рекой Рус». По ней проходила дорога из Киевской и Черниговской земель на северо-восток, в земли Рязанские, Суздальские, Муромские, осваиваемые славянами в 10−12 вв. В 15−16 вв. Ока была одним из важнейших рубежей обороны на подступах к центру Российского государства с юга и юго-востока. В связи с этим её часто называли тогда «поясом Богородицы» .

В последние годы Ока (особенно Алексинский участок) стала местом массового отдыха и туризма. Так же Ока является судоходной до города Мурома[5]. Пассажирское судоходство на теплоходах началось в пределах городского водохранилища г. Орла. На протяжении десятилетий граница «регулярного судоходства» по Оке постепенно «сдвигалась» вниз по течению. В настоящее время формально регулярное судоходство в соответствии с «Перечнем водных путей» начинается от города Калуга, транзитное — от Коломны (то есть от устья реки Москвы). Ниже впадения реки Москвы на протяжении 100 км шлюзована. Плотины гидроузлов: Белоомутский и Кузьминский, последний гидроузел включает микроГЭС[2].

На берегах реки расположен Приокско-Террасный биосферный заповедник[1].

Так же особенности экосистемы представлены на рис 1.

1.3 Биота экосистемы

Река очень протяженная. В связи с этим на ее берегах произрастает очень много разнообразных растений. Такие как: тростник, ряска, рдесты, стрелолист и некоторые другие растения. На берегах обильно растут ольха, разные виды ивы. Так же лиственные деревья — березы, осины, так характерные для Центральной России.

Можно встретить представителей основных отрядов млекопитающих и птиц, обитающих в средней полосе России. Из хищников имеются волки, лисы, иногда в отдаленных уголках появляются медведи. До сих пор водится куница.

Более широко представлены грызуны. Это зайцы-беляки, белки, несколько видов мышей, серые крысы. В старину обитали бобры, сейчас они практически не встречаются.

Из насекомоядных наиболее распространены ежи, есть и землеройки. В реках, в заливах и омутах иногда встречается выхухоль. В водоёме обитают и другие небольшие млекопитающие: из грызунов — водяные крысы, из хищников — выдры.

Так же присутствуют системообразующие водные организмы, такие как фильтрующие моллюски и макрофиты.

Ока и её притоки всегда были богаты рыбой. Тут ее водится более 20 видов. В старину здесь хорошо водилась стерлядь, поднимались вверх по Оке громадные осётры и белуги. В настоящее время из осетровых рыб иногда встречается стерлядь. Из-за загрязнения вод значительно сокращаются запасы прочих видов рыб, хотя они ещё достаточно разнообразны, есть и весьма ценные породы. Это лещ, судак, язь, щука, окунь, жерех, налим, карась, плотва, и многие другие.

Типичные представители кровососущих — комары, мошка, овод. В хорошо продуваемых речных долинах они немногочисленны, а вот в высокогорье очень много мошки.

1.4 Река в областях РФ

В связи с тем, что река имеет большую протяженность удобнее рассмотреть ее по областям.

*Тульская область Самая многоводная река Тульской области. Она принадлежит к числу транзитных рек. Из 1540 км только на протяжении 230 км Ока течет по территории области, из которых около 130 км в ее пределах, а остальные 100 км — по границам области.

Все реки области отличаются неравномерностью стока в течение года: 74% годового стока приходится на весну[7].

Большинство рек области берет начало в пределах ее территории и течет от центральной части области в различных направлениях, что определяется особенностью рельефа местности. Реки области относятся к двум бассейнам — бассейну Дона и бассейну Оки. На бассейн Оки в пределах области приходится 75% территории Тульской области, на бассейн Дона — 25%. При этом юго-восточная часть области орошается верхним течением Дона и его притоков, вся остальная территория — системой реки Оки[7]. Почти все притоки Оки, протекающие на территории Тульской области, относятся к правым ее притокам. Одним из главных притоков является Упа[7].

*Московская область По Московской области Ока протекает своим верхним течением (176 км) с узкой поймой, которая ниже Серпухова расширяется до 4 км. Левый берег Оки, как правило, низкий, правый—крутой. В русле встречаются песчаные острова и мели.

В том месте, где река Ока принимает Москву-реку, она превращается в могучий водоем шириной более 400 м и глубиной до 10 м. Ниже впадения реки Москвы характер реки меняется. Она становится полноводнее, и течение замедляется — сказывается подпор Белоомутовской плотины.

Для московской области Ока является объектом активного сельского хозяйства.

Наиболее крупные притоки — Осётр, Цна, Речма, Лопасня, Каширка, Беспута[8].

*Орловская область В Орловской области находится исток Оки (на границе курской и Орловской областей).

Длина реки 211 км. Долина симметрична, часто встречаются высокие известняковые обрывы. До впадения р. Кромы ширина Оки 2—6 м.

У деревни Роговка русло расширяется до 15−20 метров. К деревне Дадурово расширяется до 60−70 метров, но становится очень мелкой. В Орле ширина достигает уже 80 метров.

Наиболее крупные притоки — Зуша, Нугрь, Цон, Неполодь, Орлик, Оптуха, Крома, Рыбница.

*Калужская область Длина 180 км. В Калужской области Ока является типичной равнинной рекой европейской части России. Образует множество рукавов, затонов, стариц, пойменных озёр. В этой области Ока изобилует перекатами, в среднем на каждые 6 километров приходится один перекат. Дно верхнем течении песчаное.

Наиболее крупные притоки — Угра, Жиздра, Протва[8].

*Рязанская область Протяжённость в пределах области — 489 километров, средняя ширина реки 150−200 метров, местами достигает 400 м.

Рязанская область расположена в среднем течении Оки. Здесь она спокойно и величаво течёт по краю Мещерской низменности, делает многокилометровые петли, среди них знаменитые Кочемарские луки, что километрах в тридцати выше Касимова, там же располагаются и необъятные заливные луга. В пойме Оки и ее притоков много озер-стариц, особенно в пределах Рязанской области

1913 году построен шлюз у села Кузьминское под Рязанью. Для капитального улучшения судоходства в Московском Округе водяных сообщений[8].

*Владимирская область Протекает по восточной границе области. С заметными излучинами, разделяя Владимирскую и Нижегородскую области, протекая через Муром.

В связи с отсутствием крупных предприятий (металлургических, нефтеперерабатывающих, целлюлозно-бумажных и др.) для водных объектов этой области характерно достаточно благополучная экологическая ситуация.

Наиболее крупные притоки Оки — Илевна, Ушна, Колпь, Клязьма, Тетрух[8].

*Нижегородская область В районе Нижнего Новгорода, впадает в Волгу. В месте впадения Ока ничуть не уступает Волге по ширине. В Правобережье протекают правые притоки Волги и Оки. У Волги это прежде всего Сура, а у Оки — Теша с Сережей (слева — Клязьма, протекающая в области самым низовьем по границе с Владимирской областью). В 30 км от Нижнего Новгорода расположен Санаторий «Голубая Ока» в живописном лесном массиве на левом берегу р. Ока. Смешанный хвойно-лиственный лес с большими луговыми полянами, озерами, с видами на реку и покрытый лесом правый берег р. Ока придают местности необыкновенную красоту.

1.5 Ока — источник пресной воды

В настоящее время проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и т. д.) является наиболее актуальной, т.к. всем известно — выражение «вода — это жизнь». Воды на Земле много, но 97% - это солёная вода океанов и морей, и лишь 3% - пресная. Из этих три четверти почти недоступны живым организмам, так как эта вода «законсервирована» в ледниках гор и полярных шапках (ледники Арктики и Антарктики).

Цикл воды в биосфере до развития цивилизации был равновесным, океан получал от рек столько воды, сколько расходовал при её испарении. Если не менялся климат, то не мелели реки и не снижался уровень воды в озёрах. С развитием цивилизации этот цикл стал нарушаться, в результате полива сельскохозяйственных культур увеличилось испарение с суши.

Прежде неисчерпаемый ресурс — пресная чистая вода — становиться исчерпаемым. Сегодня воды, пригодной для питья, промышленного производства и орошения, не хватает во многих районах мира.

Одним из источников пресной воды когда-то была река Ока.

Но поглощая гигантские количества пресной воды, мы при этом бездумно загрязняем реки и озёра отходами жизнедеятельности. Располагая изрядной долей мировых запасов пресной воды, наши водопроводно-канализационные предприятия при поддержке или бессилии органов санитарно-эпидемиологического надзора, экологов и других служб поят подавляющую часть населения страны «технически улучшенной» водой, которая, если говорить строго, непригодна для употребления внутрь.

Удручает и тот факт, что год от года качество водопроводной воды ухудшается относительно нормируемых показателей, несмотря на то, что нормативы время от времени ослабляются.

Во всём так называемом «цивилизованном мире» нормативы по качеству питьевой воды периодически ужесточаются, дабы обеспечить безопасность и здоровье граждан, а российская служба санитарно-эпидемиологического надзора, идя навстречу пожеланиям городских «водоканалов», а также руководствуясь, возможно, какими-то более мизантропическими соображениями, понижает требования к качеству питьевой воды.

На сегодняшний день неочищенную воду из реки Ока пить просто опасно. А в некоторых районах она даже токсична.

Поэтому в России уже сейчас около 15 процентов водопотребления осуществляется из подземных источников.

2.Факторы воздействия на экосистему реки Ока и их последствия.

2.1 Общая проблема реки

Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоёмах, при которых наблюдается отклонение от нормы в сторону увеличения содержания нормируемых компонентов. Сбрасывание жидких, твёрдых и газообразных веществ делают воду водоёмов не пригодной для использования, наносится ущерб экономике страны, здоровью и безопасности населения[12].

На экосистему Оки оказывают одновременно негативное воздействие несколько факторов.

* Увеличение выноса насосов с водозаборов в результате сведения лесов и интенсивной распашке земель, особенно сельскохозяйственного освоения поймы.

* Нарастающие объемы водозаборов на промышленные, коммунальные и сельскохозяйственные нужды, в том числе безвозвратные.

* Добыча песчано-гравийной смеси в русловых и прирусловых карьерах.

* Проведение дноуглубительных работ.

* Интенсивное химическое загрязнение, в первую очередь техногенное, воды и донных отложений.

* Использование речного транспорта.

Основными источниками загрязнения водоёмов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке полезных ископаемых, сбросы водного и железнодорожного транспорта, смывы с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты[12].

Все эти антропогенные факторы, действуя одновременно с природными факторами (температурный режим, осадки), совместно разрушают экосистему Оки[6].

Река Ока и ее притоки подвержены загрязнению из-за сброса загрязненных и неочищенных сточных вод предприятий Владимировской, Московской, Нижегородской, Калужской, Тульской, Орловской, Рязанской областей.

Сильное воздействие на экологическое состояние бассейна реки Оки оказывают антропогенные нагрузки (напримерг. Дзержинск и примыкающей к нему промышленной зоны). Это влияние химической, пищевой, деревоперерабатывающей промышленности, так же влияния ГРЭС. Если к этому добавить мусор, сбрасываемый в водоохранных зонах, а также в оврагах и балках, сбросы промышленных предприятий, несовершенные очистные сооружения, дающие залповые сбросы бытовых отходов, бесхозяйственное хранение навоза и минеральных удобрений, то картина бедственного положения реки Оки становится почти полной.

Поверхностные воды бассейна обладают повышенным содержанием соединений минерального азота и фосфора. Основными загрязняющими веществами воды реки Ока являются соединения железа, меди, легкоокисляемые органические вещества, нитритный азот, в отдельных створах — нефтепродукты, фенолы, аммонийный азот[9].

Ниже впадения реки Москвы в Коломне Ока на протяжении 100 км шлюзована. Плотины гидроузлов: Белоомутский и Кузьминский находятся в крайне плохом техническом состоянии. Начиная с 1990;х годов Ока была исключена из Программы обеспечения гарантированных габаритов фарватера. Дноуглубительные работы были резко сокращены, на реке отсутствует освещаемая обстановка.

Существующая антропогенная нагрузка на экосистему Оки сегодня очень значительна. За последние 10 лет падение уровня воды в верховьях реки достигло 170−220 см, что уже привело к потере нерестилищ и кормовой базы, к уменьшению численности популяций рыб и деградации системы самоочищения реки.

Поскольку из Оки планируется дополнительное изъятие до 17% от минимальных меженных расходов на участке реки в Серпуховском и Ступинском районах (а в дальнейшем и вдвое больше), экологические последствия для экосистемы всей Верхней Волги становятся непредсказуемы.

2.2 Факторы загрязнения

По природе и характеру действия факторы среды подразделяются на биотические, абиотические и антропогенные. Биотические факторы — это прямые или опосредованные воздействия других организмов, населяющих среду обитания данного организма. Все биотические факторы обусловлены внутривидовыми (внутрипопуляционными) и межвидовыми взаимодействиями. Абиотические факторы — это факторы неорганической (неживой) природы: свет, температура, влажность, давление, агрегатное состояние самой среды, химический состав среды, концентрация веществ в ней. К абиотическим факторам относят такие факторы, как физические поля (гравитационное, магнитное), ионизирующая и проникающая радиация, суточные и сезонные изменения в природе. За последние годы нарушился температурный режим реки. Если еще в 1996 году лед на Оке держался всю зиму, то к 2004 году увидеть открытую воду можно круглый год.

Антропогенные факторы — порождены деятельностью человека (изъятие природных ресурсов, изменение ландшафтов, загрязнение природной среды, техногенные и нетехногенные факторы). Преобладающая часть антропогенных факторов, связанная с производством, с применением техники, машин, строительства, носит название техногенных факторов.

Факторы влияющие на экосистему Оки представлены на рисунке 3.

2.3 Влияние притоков

Как уже говорилось, Ока имеет более 25 притоков. Большинство это небольшие реки проходящие через города и села. Вследствие чего они подвержены большой антропогенной нагрузке. Впадая в Оку, загрязняют ее воды.

Малые реки — притоки бассейнообразующих рек. Они, как правило, маловодны, и воздействие сбросов сточных вод на них значительно.

Ряд рек подвергается достаточно большой нагрузке, при которой в них не успевает проходить ассимиляция загрязняющих веществ за счет донных отложений и биологических процессов в водной среде. Эти реки имеют сплошной характер загрязнения вдоль всего водотока вплоть до устья.

Некоторые реки подвергаются нагрузке, при которой они способны самовосстанавливаться за счет процессов жизнедеятельности флоры и фауны, а также сорбции загрязняющих веществ донными осадками. Эти реки имеют локальный характер загрязнения в местах сброса сточных вод.

Большой ущерб поймам малых рек в последнее десятилетие нанесла распашка их частниками под огороды. Малые реки загрязняются свалками, которые организуются по берегам рек и оврагов. Во время половодья и дождей с них текут загрязняющие стоки.

Русла рек также беспощадно замусориваются. Механический и бытовой мусор, не влияющий на русловые процессы на крупных и средних реках, приобретает иное значение на малой реке. Любая свалка на ее берегах может стимулировать аккумуляцию наносов и отмирание русла. Даже средних размеров предмет, например тракторное колесо, может вызвать прорыв излучин, развитие острова.

Особое беспокойство вызывает свалка мусора областного значения возле села Павловское Истринского района, непосредственно находящаяся в средней и низкой пойме Истры. Ее потенциал уже исчерпан, и в любой момент десятки тонн мусора могут с талыми водами попасть в реку Истру.

К сожалению, какого-либо действенного контроля за загрязнением, распашкой и использованием пойм до сих пор нет. На реки приходятся большие рекреационные нагрузки, которые будут неуклонно возрастать.

Отдыхающие уничтожают кустарники вблизи русел рек, вытаптывают травостой, загрязняют места стоянок отбросами.

Свой вклад в химическое загрязнение водоемов вносит сельское хозяйство. Так, минерализация воды в подмосковной Протве за десять лет возросла более чем в полтора раза (от 122 до 195 мг/л) за счет сноса с полей аммиачной селитры, суперфосфата, доломитовой муки и других удобрений. При этом повысилась эвтрофикация русла, в котором активно стали развиваться различные водоросли. И хотя за последние годы количество вносимых удобрений уменьшилось вследствие их дороговизны, оно не снизилось, а даже возросло в тех хозяйствах (прежде всего в частных), которые главный смысл сельскохозяйственного производства видят в получении чистой прибыли, не считаясь с расходами на охрану природы, и в частности малых рек.

Река Клязьма является одним из наиболее загрязненных притоков Оки. На качество ее воды оказывают влияние сбросы ливневых сточных вод промышленных предприятий, а также хозбытовые стоки с очистных сооружений гг. Щелково, Лосино-Петровский, Ногинск, Павловский Посад, Электросталь, Орехово-Зуево.

Для большинства рек отсутствуют сведения по источникам воздействия на них, поэтому можно лишь констатировать их состояние в створе мониторинга.

Как видим, хозяйственная деятельность сегодня стала фактором, перекрывающим по своей силе действие многих естественных природных сил.

2.4 Воздействие городов

Урбанизация территорий является одной из наиболее характерных особенностей второй половины XX и начала XXI столетия. Её негативные последствия проявляются в ухудшении состояния всей окружающей города природной среды и особенно ощутимо сказываются на гидроэкологическом состоянии водных объектов, а это отражается на качестве жизни и здоровье жителей городов.

Территории, занятые городскими поселениями, воздействуют на водные объекты, последствия которых проявляются в изменениях гидрографической сети, количественных и качественных характеристиках водной среды в наибольшей степени, чем другие факторы антропогенной деятельности.

Влияние городских застроек на количественные изменения составляющих водного баланса рек изучено достаточно хорошо и разработана методология расчётов оценки этого влияния. Оценки изменения качества воды и гидроэкологического состояния водотоков городских территорий, выполненные в нашей стране и за рубежом, свидетельствуют о недостаточной изученности и даже противоречивости выводов о преобладающей роли промышленных, бытовых сбросов и ливневых стоков в загрязнении малых и средних рек на городских и пригородных территориях. На территории бассейна Оки такие исследования проводились только на отдельных водотоках и без выяснения причин их загрязнения.

Степень антропогенного влияния на химический состав воды, стекающей с городских территорий, зависит от площади застроек и количества населения, вида хозяйственной деятельности и состояние жилищно-бытового обслуживания населения. Поскольку два последних фактора взаимосвязаны, то количество населения может служить основным показателем при оценке размеров урбанизированных территорий и их влияния на загрязнение воды в водных объектах.

г. Дзержинск и г. Орел

* Экология водных объектов города Орла На территории города Орла протекает 2 реки — Ока и Орлик, имеются три пруда, два русловых водохранилища и зона отдыха горожан — озеро «Светлая жизнь».

В результате сверхнормативной техногенной и антропогенной нагрузки, накопления за десятилетия загрязняющих веществ в руслах рек и ложах водоёмов водные объекты города утратили способность к самоочищению, состояние их оценивается как неудовлетворительное.

Загрязнение берегов рек несанкционированными свалками, участившиеся порывы обветшалой городской коммунальной канализации, размещение на территории водоохранных зон и их прибрежных защитных полос гаражей, садовых участков, жилых массивов и стоянок автотранспорта усугубляют состояние водных объектов.

Загрязнение рек Ока и Орлик химическими веществами и коммунально-бытовыми отходами в черте города ограничивает их использование для нужд водоснабжения и в рекреационных целях.

Состояние водных объектов в городе Орле является одной из наиболее острых экологических и социально-экономических проблем. Изучение химического состава поверхностных вод Орловской области в январе 2012 г. осуществлялось на 6-ти водных объектах (реки:Ока, Орлик, Неручь, Нугрь, Сосна, Труды), у 5-ти населенных пунктов (г. Орел, д. Орловка, г. Болхов, г. Ливны, с. Крутое), створов — 9.

Водность рек области в январе в бассейне р. Оки была в 2,5 раза выше среднемноголетней и на 74% выше водности прошлого года. Кислородный режим рек удовлетворительный.

*Экология города Дзержинска Город Дзержинск Нижегородской области — один из центров химической индустрии. Каких только продуктов не производит чудесница-химия: минеральные удобрения, капролактам, корунды, пластмассы, ядохимикаты, жирные спирты и многое другое.

И все это в одном городе, превращенном в сплошнуюпромплощадку. В Дзержинске на сравнительно небольшой территории были возведены десятки крупнейших химических производств.

Такая концентрация создавалась в погоне за удешевлением стройки и последующей эксплуатации комплекса. Использование единой системы энергои водоснабжения, очистных сооружений и других коммуникаций давало колоссальный экономический эффект. И теперь восемь предприятий города используют, производят, транспортируют сильнодействующие яды. Ежедневно на этих производствах скапливается огромное количество вредной для здоровья человека продукции. В результате производственной деятельности в реки ежегодно спускается до 52 млн кубометров промышленных стоков.

Существующие методики могут учитывать содержание в атмосфере и гидросфере лишь около 60 вредных для человека веществ. В числе главных загрязнителей — химические вещества, обладающие канцерогенными и мутагенными свойствами.

В последние годы прекращен сброс промстоков в р. Оку через канал Волосяниха. Заводские стоки направлены на очистные сооружения. На предприятиях внедряются водооборотные системы, которые позволяют снизить объемы забираемой из рек воды и предотвратить последующий их сброс в окрестные реки и водоемы. Но вода все еще остается загрязненной.

2.5 Московская область

2.5.1 Антропогенная нагрузка области

По территории Московской области протекает крупная река Ока со множеством притоков, являющаяся объектом активного хозяйственного пользования. В столичном регионе сосредоточено большое количество предприятий различных отраслей промышленности, в том числе и предприятий агропромышленного комплекса. Реки области постоянно испытывают на себе активную антропогенную нагрузку, которая формируется за счет водопотребления и водоотведения, а также попадания в поверхностные водные объекты бассейна Оки сточных вод с загрязняющими веществами.

Основными источниками загрязнения крупных водотоков региона являются недостаточно очищенные хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды городов Московской области Клин, Краснозаводск, Серпухов, Кашира, Коломна, Воскресенск, Подольск, Наро-Фоминск, Щелково, Ногинск, Орехово-Зуево и других, а также сельскохозяйственные стоки, поступающие непосредственно в реку или через ее притоки.

Особую опасность представляют сельскохозяйственные предприятия в паводковый период, когда осуществляется смыв накопившихся за зиму навозных стоков в водные объекты или фильтрация их в грунтовые воды.

Характерными загрязняющими веществами являются соединения азота и фосфора, взвешенные и органические вещества, нефтепродукты, фенолы, СПАВ, тяжелые металлы.

Оценка качества воды водотоков и водоемов по удельному комбинаторному индексу загрязненности воды показала, что качественный состав поверхностных вод Московского региона в 2011 г. представляется 3 классами 5 разрядами (3 класс разряд Б; 4 класс, разряды А, Б, В, Г, 5 класс).

3 классом качества, разряда «Б» (очень загрязненные воды), характеризовались в фоновых створах: р. Ока (выше г. Серпухов, г. Кашира, г. Коломна), реки Дубна, Протва, Нара, Лопасня, Москва (выше п. Вербилки, г. Наро-Фоминск, г. Серпухов, г. Чехов, г. Звенигород, Москва, д. Барсуки), р. Истра; а также Можайское, Иваньковское и Истринское водохранилища.

Большое загрязнение несет река Москва. Значительное загрязнение Москва-реки происходит на территории города Москва, где в водоем поступает вода естественных малых водотоков, протекающих по территории города, а также загрязненный поверхностный сток. В результате деятельности многочисленных промпредприятий, а также интенсивного движения автотранспорта в черте города малые водотоки превращены в сточные канавы. Качество воды, питающей Москва-реку на территории города, соответствует неочищенным сточным водам и превышает ПДК по многим показателям в 50−100 раз. Применение солей для посыпки дорог в Москве приводит к тому, что в результате смыва речная вода приобретает повышенную токсичность.

При значительной или продолжительной перегрузке реки сточными водами в ней прекращаются нормальные процессы жизнедеятельности организмов, расходуется большая часть растворенного в воде кислорода.

Сточные воды резко ухудшают качество реки Москва, а следовательно, и Оки.

В целом гидрохимическая ситуация на водных объектах московского региона остается достаточно стабильной. Осредненные концентрации большинства загрязняющих веществ сохраняются на уровне прошлого года, за исключением заметного роста концентраций азота.

Наиболее неблагоприятными с экологической точки зрения остаются участки р. Москвы после прохождения города Москвы и до устья, р. Яуза в пределах Москвы, р. Пахра от Подольска и до устья, р. Клязьмаот Щелково до Орехово-Зуево.

2.6 Дединовское месторождение

Дединовское месторождение строительных песков на Оке — одно из крупных русловых месторождений Московской области, запасы которого оценивались в 81,5 млн. м3

Основные факторы, оказывающие воздействие на окружающую природную среду при добыче строительных песков: выбросы в атмосферу отработавших газов;

гидроакустические, гидрохимические; тепловые. Для оценки степени значимости каждого из факторов воздействия учитывались: географический охват (локальный, протяженный); время воздействия, интенсивность, обратимость последствий.

Одним из существенных негативных последствий масштабной добычи русловых отложений р. Оки является изменение ее гидрологических характеристик — снижение уровня реки и, соответственно, изменение характеристик и скорости течения водных потоков на участках нарушенного русла.

Ледовый режим р. Оки характеризуется наличием непродолжительных осенних и весенних ледоходов и продолжительного ледостава, неустойчивого в отдельные мягкие зимы.

Ледостав устанавливается обычно в конце ноября — начале декабря. Средняя продолжительность — 133 дня, наибольшая — 167 дней, наименьшая — 61 день. Весенний ледоход в среднем начинается во 2-ой декаде апреля и продолжается у Белоомута 5 дней, у гидроузла Кузьминского — 7 дней.

Проходит весенний ледоход при уровнях воды, близких к максимуму весеннего половодья, когда затапливается широкая левобережная пойма и лед идет по пойме.

Воздействие на гидрохимические, физико-химические и санитарно-гигиенические показатели поверхностных вод обусловлено попаданием в водоём: хозяйственно-бытовых стоков; нефтесодержащих вод; бытового и производственного мусора; веществ, содержащихся в добываемых песках; веществ, содержащихся в выбросах отработавших газов.

Постоянным фактором воздействия на качество поверхностных вод является повышение содержания взвешенных частиц при ведении гидромеханизированных работ, таккак в непосредственной близости от земмашин образуется «облако взмучивания», которое распространяется вниз по течению, образует так называемый «шлейф мутности», который изменяется в зависимости от гидрометеорологических факторов и характерагрунтов. При совпадении направлений ветрового и стокового течений «шлейф мутности» может распространяться до 4 км.

Проведение гидромеханизированных работ, выборка песка с мелководных участков, повышенное движение судов и другие перечисленные выше факторы наиболее значительное отрицательное воздействие оказывают на состояние существующего биоценоза.

Возникающий ущерб рыбным запасам при выработке грунтов с ложа водоёма с помощью гидромеханизированных средств определяется от гибели икры, личинок и ранней молоди рыб и от гибели кормовых организмов.

Причём ущерб от потери сеголетней молоди рыб и от потери зообентоса непосредственно на месторождении является постоянным в связи с образованием значительных глубин. Серьёзный характер имеет ущерб и от потери зообентоса в зоне распространения «шлейфа мутности», а также от гибели зоопланктона непосредственно на месторождении и в зоне влияния.

Опасения, в связи с дальнейшей эксплуатацией месторождения, вызывают проблемы сохранения и восстановления растительного и животного комплекса на отработанных участках акватории р. Оки, изменение её гидродинамического режима вследствие изъятия массы русловых отложений на фоне снижения потенциальной способности её к восстановлению руслового комплекса.

В целях уточнения и установления степени и возможных последствий техногенного воздействия разработки русловых песков р. Оки на окружающую природную среду выполнена настоящая работа, которая должна, по возможности, помочь обеспечить:

— поддержание оптимального уровня экологической безопасности в районе разработки месторождения;

— снижение возможных отрицательных последствий путём своевременного выбора экологически наиболее безопасных и обоснованных решений, как конкретных технологических, так и общестратегических.

Проведение гидромеханизированных работ, выборка песка с мелководных участков, повышенное движение судов и другие перечисленные выше факторы наиболее значительное отрицательное воздействие оказывают на состояние существующего биогеоценоза.

Проведённая оценка воздействия на окружающую среду проектируемой разработки Дединовского месторождения песков в русле р. Оки позволила выделить наиболее важные аспекты негативного влияния, определить основной круг проблем.

Одна из основных проблем отработки русловых месторождений — определение оптимального, научно обоснованного годового объёма извлечения полезного ископаемого.

Данная проблема не может быть решена на основе изучения локального участка реки. Необходимо проведение масштабного исследования русла р. Оки.

2.7 Рязанская область (г. Касимов)

Ока — главная река Касимовского края.

Жизнь Касимова на протяжении всей его многовековой истории неразрывно связана с Окой, одной из самых замечательных рек Центральной России.

Озёра в окрестностях Касимова находятся в основном в пойме Оки.

Они образовались на месте старого русла или в результате разлива реки во время половодья. Все эти озёра невелики.

Из существовавших пристаней, главными по количеству и стоимости ввоза и вывоза грузов считались Рязанская и Касимовская пристани. А из перевозимых грузов основное место занимали лесные материалы, затем огромное количество сена с заливных лугов и камень из Касимовских карьеров.

В городских экосистемах наиболее опасно для природы промышленное загрязнение. Касимов не принадлежит к числу крупных промышленных центров, но и в нем имеются предприятия, которые могут стать источниками загрязнения окружающей среды.

Одним из наиболее опасных видов промышленных загрязнений являются химические загрязнения. В атмосферу попадают сотни веществ, которые ранее отсутствовали в природе. Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются такие предприятия Касимова, как АО «РУНО» (овчинно-меховая фабрика), ПЗЦМ (Приокский завод цветных металлов), ПОАТ (пассажирское автопредприятие), АО «Зооветоборудование», ДРСУ, АО «Касимов мясо» .

Состояние водного бассейна Оки зависит от работы очистных сооружений. В городе действуют очистные сооружения Приокского завода цветных металлов, завода «Зооветоборудование», они работают в нормальном режиме, имеются городские очистные сооружения, которые испытывают слишком большую нагрузку. Они нуждаются в капитальном ремонте.

Опасность для природной среды представляют собой городские свалки. Они занимают большие площади.

В районе деревни Кауровки имеется городской полигон для захоранения бытовых и промышленных отходов. Количество мусора постоянно растет.

Несмотря на работу очистных сооружений, остается высоким сброс в поверхностные водные объекты сточных вод без очистки или недостаточно очищенных от загрязнений веществ. Основная причина заключается в неудовлетворительном состоянии очистных сооружений, которые не обеспечивают нормативную степень очистки.

2.8 Калужская область

Экологическая обстановка на территории Калужской области по сравнению с рядом областей Центрального федерального округа на протяжении последних десяти лет остается относительно стабильной и благополучной.

Мониторинг поверхностных водных объектов на территории Калужской области осуществляют в пределах компетенции ФГБУ «Калужский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды», Управление Роспотребнадзора по Калужской области, отдел водных ресурсов по Калужской области Московско-Окского бассейнового водного управления, Калужский филиал ФГУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по ЦФО», ООО «Калужский областной водоканал», министерство природных ресурсов, экологии и благоустройства Калужской области, организации и предприятия Калужской области.

По данным ФГБУ «Калужский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды», в 2011 году наблюдалось незначительное ухудшение качества воды поверхностных водных объектов. Так, например, ухудшилось качество воды в реках Ока (ниже г. Калуги) и Протва (ниже г. Обнинска) с переходом из класса 3 «А» (загрязненная) в класс 3 «Б» (очень загрязненная). Превышения ПДК отмечены по 7 показателям из 14. Существенный вклад в оценку загрязненности в контрольном створе вносили медь, аммонийный и нитритный азот.

В 2011 году по заказу министерства природных ресурсов, экологии и благоустройства области ООО Фирма «Экоаналитика» проведен мониторинг состояния 5 крупных рек (Ока, Угра, Жиздра, Протва, Шаня) и 16 малых рек.

Мониторинг основных рек показал, что основные сбросы сточных вод и загрязненные притоки имеют локальное влияние на основные реки, так как нагрузка, оказываемая ими, сравнительно невелика по отношению к многоводным рекам.

Превалирующими в составе загрязняющих веществ воды рек являлись железо и медь, иногда — марганец.

Ряд рек подвергается достаточно большой нагрузке, при которой в них не успевает проходить ассимиляция загрязняющих веществ за счет донных отложений и биологических процессов в водной среде.

Высокая концентрация нитритного, нитратного и аммонийного азота в воде поверхностных водных объектов связана с высокой степенью морального и физического износа очистных сооружений. Так, по данным ООО «Калужский областной водоканал», в аренде и на техническом обслуживании которого находятся 26 очистных сооружений. И только 8 из них работают в режиме полной биологической очистки.

Очистные сооружения, построенные в 70-х годах и имеющие доочистку на биофильтрах, в настоящее время обеспечивают биологическую очистку на 83−85%.

Комитетом по охране окружающей среды и контролю в сфере благоустройства г. Калуги совместно с ООО Фирма «Экоаналитика» при участии Калужского филиала ФГУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по ЦФО» продолжилось ведение мониторинга малых рек пригородной зоны г. Калуги.

Оценка экологического состояния рек осуществлялась по 24 показателям. Поступление загрязняющих веществ в водные объекты в 2011 году, по данным Калужского филиала ФГУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по ЦФО», осталось практически на прежнем уровне.

3.Способы преодоления негативного воздействия.

3.1 Методы очистки сточных вод

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленнобытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Освобождение сточных вод от загрязнениясложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода). Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

3.1.1 Механическая очистка

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения — нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60−75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

3.1.2 Химическая и физико-химическая очистки

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т. д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ.

3.1.3 Биологический метод

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенеки.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Аэротенки — огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало — активный ил из бактерий и микроскопических животных. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды.

Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков.

Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

3.1.4 Экологизация производства

При экологизации производства обеспечивается включение всех видов взаимодействия с окружающей средой в естественные циклы круговорота веществ. Эти принципиальные направления основаны на цикличности матерьяльных ресурсов и заимствованы у природы где как известно действуют замкнутые циклические процессы. Технологические процессы, в которых в полной мере учитываются все взаимодействия с окружающей средой и приняты меры к предотвращению отрицательных последствий, называют экологизированными.

Подобно любой экологической системе, где вещество и энергия расходуются экономно и отходы одних организмов служат важным условиемсуществования других, производственный экологизированный процесс, управляемый человеком, должен следовать биосферным законом, и в первую очередь закону круговорота веществ. Принципиально новый подход к развитию всего промышленного и сельского хозяйственного производства — создание малоотходной и безотходной технологии. Под безотходной технологией понимают — такой способ производства, при котором наиболее рационально и комплексно используется сырье и энергия таким образом, что бы любые воздействия на окружающую среду не нарушали ее нормального функционирования.

3.2 Экологический мониторинг

В настоящее время токсичность сбрасываемых вод практически не контролируется методами биотестирования. Полностью отсутствует система биоиндикации качества поверхностных вод. При согласовании уровней химического загрязнения сбросов в водоемы не учитывается их фактическое экологическое состояние, сбросы разрешаются автоматически, лишь бы пополнить казну. Не учитывается реакция живых существ, обитающих в водных экосистемах на долговременное постоянное загрязнение, отсутствуют данные о совместном влиянии загрязнения и других нагрузок на структуру водных сообществ и динамику популяций гидробионтов.

Понимание того факта, что именно биота активно формирует качество воды в реках, отсутствует. Эффективность биологического фильтра в сотни раз превышает эффективность систем, созданных человеком. При нормировании уровней сбросов или иных воздействий совершенно не учитывается текущее состояние экосистемы, степень нарушения ее биоценозов, изменение экологического разнообразия.

На водотоке Оки ведется относительно регулярное наблюдение лишь за ихтиофауной, данные об остальных видах гидробионтов, в том числе и системообразующих, фрагментарны. Биологическую очистку воды, осуществляет целый комплекс живых организмов, популяции которых связаны между собой. Система самоочищения реки работает более эффективно, чем очистные сооружения, созданные человеком. Без контроля за изменениями в системе самоочищения невозможно прогнозирование ситуации и выполнение эффективных мероприятий по улучшению качества этого стратегического ресурса. Ведь многие города Подмосковья используют Оку в качестве питьевого источника.

Создание новой нормативной базы, основывающейся на научно обоснованных природоохранных подходах, практически не ведется.

В настоящее время нет экологически обоснованных минимальных расходов рек и величины минимальных попусков из водохранилищ для обеспечения нормального функционирования водных экосистем.

Поэтому составление реалистичных водных балансов, учитывающих современное состояние экосистем, чрезвычайно затруднено. Существующие водные балансы не дают достаточной гарантии для сохранности биоты в водных экосистемах. Кроме того, нет методик для проведения инвентаризации запасов водных биоресурсов. Государственная система биомониторинга разрушена в самом ее зачатии. Биологические популяционные наблюдения спорадически ведутся лишь учеными — энтузиастами, которые понимают к чему приведет потеря контроля за биологической ситуацией в экосистеме Оки.

Для комплексной оценки экологического состояния реки Оки необходимо создать сеть биологического мониторинга, нужно добавить это главное недостающее звено в систему мониторинга. Это позволит в первую очередь наладить контроль за популяциями системы самоочищения рек — системобразующими видами гидробионтов. Но эта задача на данный момент практически не выполнима для государственных структур.

Между тем, существенную помощь экологическим подразделениями субъектов Федерации могут оказать общественные (народные) сети биомониторинга, высокая эффективность работы которых признана ведущими странами мира. Общественные сети мониторинга ставят перед собой задачу получение силами населения с помощью простых, но эффективных методик, доступных подготовленным школьникам и студентам, независимых данных об экологическом состоянии территорий. Эти сети призваны помочь государственным службам субъектов Федерации, а также экологическим отделам муниципальных образований, получать достоверную биологическую информацию о реальном текущем состоянии экосистем, чтобы оценить реальный уровень нагрузки на экосистемы биологическими методами.

Ведь нормирование нагрузки ведется именно для сохранения биотической части экосистемы. Кроме того, необходимо начать проводить давно назревшую инвентаризацию биологических ресурсов рек.

На данном этапе, поскольку у природоохранных государственных структур практически нет специалистовбиологов и экологов, эту работу на региональном уровне могут и должны возглавить учебные заведения и научные центры.

Основной такой сети являются полевые группы преподавателей ВУЗов и школ, студентов и школьников. С помощью простых доступных методов можно изучать видовой состав, численность, структуру, прежде всего главных, системообразующих видов растений и животных, а также видовой состав и состояние популяций видовиндикаторов состояния окружающей среды.

Такие сети в мире признаны лучшей формой экологического образования населения. В данном случае население конструктивно взаимодействует с властью по вопросам улучшения экологического состояния в регионе, а также непосредственно, через своих представителей ка бассейновых советах, принимает участие в планировании, выполнении природоохранных мероприятий и оценке их эффективности.