Дипломная работа специальность 5В060800-«Экология»



бет2/2
Дата14.04.2023
өлшемі5.51 Mb.
#472265
түріДипломная работа
1   2
Дипломная работа Жакупова А. (1)


Раздел

Консультант

Контроль

сроки

подпись

Литературный обзор

Перзадаева А.А.

02.12.21-10.01.22




Материалы и методы

Перзадаева А.А.

11.01.22-25.02.22




Результаты исследования

Перзадаева А.А.

28.02.22-18.04.22




Нормоконтроль

Жумадилова Н.Б.

11.05.22-14.05.22




Дата выдачи задания 26.10.2021


Руководитель научной работы к.т.н., доцент Перзадаева А.А


Задание принял к исполнению студент Жакупова А.М.
Содержание






С.

Введение

6

1

Литературный обзор

7

1.1

Физико-географическое расположение и природно-климатические условия города Петропавловск

7

1.2

Экологические проблемы города Петропавловск

8

2

Экологическая оценка состояния окружающей среды города Петропавловск

10

2.1

Результаты мониторинга качества атмосферного воздуха города Петропавловск за 2021-2022 года

10

2.2

Результаты мониторинга качества поверхностных вод города Петропавловск за 2021-2022 года

18

2.3

Результаты мониторинга почв города Петропавловск за 2021-2022 года

30

Заключение

39

Список использованной литературы

40

Обозначения и сокращения


В настоящей дипломной работе использованы следующие обозначения и сокращения:


СКО – Северо-Казахстанская область;
РК – Республика Казахстан;
РГП – Республикансоке Государственное Предприятие;
ПЗТМ – Петропавловский завод тяжелого машиностроения;
ПЛВЗ –Петропавловский дикероводочный завод;
АО – Акционерное общество;
ТОО –Товарищество с ограниченной ответственностью;
ТЭЦ – теплоэлектроцентраль;
ТЭК – топливно-энергетический комплекс;
СИ – стандартный индекс;
НП – наибольшая повторяемость;
ИЗА – индекс загрязнения атмосферы;
ТБО – твердые бытовые отходы;
ПДК – предельно допустимая концентрация;
БПК – биологическое потребление кислорода;
ХПК – химическое потребление кислорода.

Определения


В настоящей дипломной работе применены следующие термины с соответствующими определениями:


Биологическое потребление кислорода – показатель загрязненности природных вод.
Индекс загрязнения атмосферы – комплексный показатель степени загрязнения атмосферы.
Предельно-допустимая концентрация – утвержденный в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив.
Стандартный индекс – это наибольшая измеренная в городе максимальная разовая концентрация загрязняющего вещества, деленная на размер предельного допустимой концентрации.
Экологический мониторинг - комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.
Экологическая оценка – процесс систематического анализа и оценки экологических последствий намечаемой деятельности, консультаций с заинтересованными сторонами, а также учет результатов этого анализа и консультаций в планировании, утверждении и осуществлении данной деятельности.

Введение

Город Петропавловск является аграрно-индустриальным регионом и имеет огромный потенциал развития в сельском хозяйстве. Пшеница данной местности высоко ценится на мировом рынке. Наряду с тем, что здесь производится 11% всей продукции сельского хозяйства страны и ¼всей пшеницы в РК, область обладает запасами урановых руд, олова, редких металлов (титан, вольфрам) и алмазов.
Следующей одной из ведущих отраслей промышленности региона является машиностроение. Так, например, ПЗТМ изготавливает оборудования для нефтеперерабатывающих предприятий, а компания ЗИКСТО реализует продукция для железнодорожной отрасли (Копылова О.В., 2018).
Уровень загрязнения города в целом не так высок, как в других регионах. Несмотря на то, что по состоянию атмосферного воздуха город входит в число населенных пунктов с низким уровнем загрязнения и стоит в одном ряду с Кокчетавом и Алтаем, по значениям СИ (стандартного индекса) по данным на 2021 год он занимает второе место среди городов Казахстана после Караганды. Индекс имеет значение «15», что говорит об очень высоком загрязнении. Стоит отметить, что за весь исследуемый период именно в этот год значение СИ было максимальным.
В 2020 году значение данного индекса было равно «7», Петропавловск занял 11 строчку в перечне всех городов страны с большим отрывом от лидера по данному показателю, города Усть-Каменогорск, где значение было равно «20,4» (РГП «Казгидромет», 2020).
В связи с этим для предотвращения ухудшения экологической ситуации городской среды и обеспечения благоприятных условий жителям данного региона важно проводить экологическую оценку.
Цель дипломной работы – экологическая оценка состояния окружающей среды города Петропавловск.
Для достижения цели дипломной работы поставлены следующие задачи:
-анализ мониторинга качества атмосферного воздуха города Петропавловска;
-анализ мониторинга качества поверхностных вод города Петропавловска;
-анализ мониторинга качества почв города Петропавловска.
Дипломная работа написана на 42 страницах, состоит из введения, 2 глав, вывода, списка литературы, состоящего из 28 источников. Включает 27 рисунков, 11 таблиц. В литературном обзоре изучены физико-географическое расположение, природно-климатические условия города Петропавловск, экологические проблемы города. В экспериментальной части обобщены результаты мониторинга качества атмосферного воздуха, поверхностных вод, почв города Петропавловск за 2021-2022 года.
1 Литературный обзор

1.1 Физико-географическое расположение и природно-климатические условия города Петропавловск


Город был основан в 1752 году, начало было положено строительством одноименной крепости на правом берегу реки Ишим. Равнинную территорию со средней высотой 130 м над уровнем моря на сегодняшний день занимает относительно не большой населенный пункт площадью 224.9 км2. Здесь по данным 2021 года проживает 220 348 человек.


По климатическим параметрам данная местность обладает всеми характеристиками, присущими континентальному сектору умеренного пояса. Здесь довольно суровые зимы, со средними зимними температурами около -15 °C и абсолютным минимумом -48 °C. Летние температуры в среднем колеблются около отметки +19°C, а абсолютный максимум, зафиксированный в пределах Петропавловска равен 40.5 °C (Доскенова Б.Б., 2009).
В среднем за год здесь выпадает 379 мм осадков, и преобладают Западное и Юго-Западное направление ветров (рисунок 1).



Рисунок 1. Физико-географическая карта города Петропавловск

В ландшафтном плане область находится на границе между лесостепным и степным поясами. Характерные для этой природной зоны виды растений из древесных пород береза и осина, ива по берегам рек. Перечень травянистых растений довольно большой. Среди них луговые и степные травы, включающие в себя такие лекарственные растения, как чабрец и тысячелистник. Также встречаются акации, карагач, влаголюбивые виды полыни и др. Из представителей фауны, обитающих в данном регионе, можно выделить оленей, архаров, степных волков, сурков, тушканчиков и др.


1.2 Экологические проблемы города Петропавловск

Регион относится к аграрно-индустриальным. Наряду с тем, что здесь производится 11% всей продукции сельского хозяйства страны и ¼всей пшеницы в РК, область обладает запасами урановых руд, олова, редких металлов (титан, вольфрам) и алмазов.


С 1961 года на территории города функционирует Петропавловский завод тяжёлого машиностроения (ПЗТМ). Завод производит сложную буровую и специальную технику, используемую нефтеперерабатывающими компаниями. Завод и по сей день является одним из ведущих в РК производителей нефтегазового оборудования.
В городе также функционирует завод железнодорожных полувагонов АО «ЗИКСТО», производство нефтяных насосов для скважин АО «Мунаймаш», завод железнодорожного оборудования АО «Завод им. С. М. Кирова». Список предприятий дополняют ТОО «Петропавловский трубный завод», завод по производству полиэтиленовой плёнки ТОО «Петропавловский завод полимерных материалов», завод металлоконструкций ТОО «Завод быстровозводимых зданий и сооружений», энергетическое предприятие ТЭЦ-2 и Петропавловский ликёроводочный завод ТОО «ПЛВЗ» (Солодовник А.А.,2019).
Из 4 271 616 автомобилей, зафиксированных в целом по Республике, 156 127 транспортных средств приходится на Северо-Казахстанскую область. Число легковых автомобилей равно 121 542 единицам.
Рост числа, к примеру, легковых автомобилей по области за более длительный период, если обратиться к официальной статистике составил 76 тысяч единиц. Для области это рост практически в полтора раза, в сравнении с ситуацией по легковому автотранспорту в республике, цифра не значительна, так как количество единиц личного автотранспорта в стране выросло практически в 3,5 раза.
По количеству единиц автотранспорта на 100 человек постоянного населения в период с 2003 по 2014 год наблюдается рост, и спад в последующий период до уровня 2010 года (Петропавловск News, 2020).
Уровень загрязнения города в целом не так высок, как в других регионах. Несмотря на то, что по состоянию атмосферного воздуха город входит в число населенных пунктов с низким уровнем загрязнения и стоит в одном ряду с Кокчетавом и Алтаем, по значениям СИ (стандартного индекса) по данным на 2021 год он занимает второе место среди городов Казахстана после Караганды. Индекс имеет значение«15», что говорит об очень высоком загрязнении. Стоит отметить, что за весь исследуемый период именно в этот год значение СИ было максимальным (РГП «Казгидромет», 2021).
В 2020 году значение данного индекса было равно «7», Петропавловск занял 11 строчку в перечне всех городов страны с большим отрывом от лидера по данному показателю, города Усть-Каменогорск, где значение было равно «20,4» (рисунок 2).

Рисунок 2. Изменение обобщенных показателей загрязнения атмосферы
за период с 2019 по 2021 год

В 2019 году значение СИ осталось неизменным, а в классификации городов Петропавловск занимал 12 место, уступая по-прежнему Караганде и другим городам РК, в число которых вошли столица республики и такие крупные центры, как Алматы, а Усть-Каменогорск также занимал первую строчку со значением «23».


В общем, при сравнении данных показателей по годам картина выглядит так, как показано на диаграмме ниже.
По показателю НП город в сводках не фигурирует. Значения ИЗА наравне с Павлодаром и Кызылордой колеблются в районе «3», город занимает 17 место среди всех населённых пунктов РК. В 2020 году значение индекса было равно 3.5, и город оказался на 18 месте. Годом ранее среднее значение ИЗА было еще меньше, а именно «2.5», город занял 28 место, при том, что по состоянию на 2018 год, данный показатель был равен «7».
Одна из важнейших проблем, которая в большей степени влияет на загрязнение подземных и поверхностных вод, в меньшей степени на воздух – это состояние городских свалок отходов. В Петропавловске практически не развита система сбора и утилизации твёрдых бытовых отходов (далее ТБО). Для области, в сравнении с другими регионами Казахстана, зафиксирован низкий процент территорий, соответствующих санитарным нормам размещения ТБО (Фурсов В.И., 1991).
Питьевое водоснабжение города ведется из реки Есиль, но, несмотря на это река в пределах данного региона, согласно отчётам по мониторингу поверхностных, вод не пригодна для питья, относится к 5 классу по качеству (наихудшее качество). Вода из реки, согласно заключению сотрудников Казгидромет, пригодна только для некоторых видов промышленности, использования в энергетике, для гидротранспорта и для добычи полезных ископаемых.

2. Экологическая оценка состояния окружающей среды города Петропавловск


2.1 Результаты мониторинга качества атмосферного воздуха города Петропавловск за 2021-2022 года


Количество постов наблюдения за состоянием атмосферного воздуха в Республике Казахстан в целом с 2019 года по 2021 год увеличилось со 140 до 170, измерения стали проводиться в 68 населенных пунктах, это на 23 больше, чем в 2019 году. Что касается Северо-Казахстанской области и в частности города Петропавловск, то здесь сосредоточено 4 поста наблюдения (2 автоматические станции и 2, работающие в ручном режиме). В ручном режиме пробы отбирают 3 раза в сутки, станции непрерывного мониторинга производят замеры каждые 20 минут (РГП «Казгидромет», 2019).


В таблице ниже предоставлена информация о конкретном расположении постов и примесях, измеряемых в ручном и непрерывном режиме (таблица 1).

Таблица 1


Краткая информация о постах наблюдения в г. Петропавловск



Способ отбора проб

Адрес пункта

Определяемые вещества

1

ручной

ул. Ч. Валиханова,19Б

взвешенные частицы (пыль), NO2, SO2, оксид углерода, формальдегид, фенол

2

ул. Жумабаеваа,101А

3

в непрерывном режиме (с периодичностью в 20 мин.)

ул. Парковая, 57В

взвешенные частицы РМ-10, SO2,
оксид углерода, NO2,NO, озон, сероводород, аммиак

4

ул. Юбилейная,3Т

взвешенные частицы РМ-2,5, взвешенные частицы РМ-10, SO2,NO2,NO, сероводород, аммиак, озон, оксид углерода

Ниже отмечены пункты мониторинга. Красным цветом выделены пункты отбора проб ручным способом, а синим – работающие в непрерывном режиме.


К схеме прилагаются также визуальные материалы, показывающие состояние станций мониторинга в СКО на сегодняшний день. Наравне с метеостанциями, оставшимися в наследие из двадцатого века, работают современные многофункциональные установки. Они позволяют непрерывно отслеживать все необходимые метеорологические и экологические параметры (рисунок 3).

Рисунок 3. Схема расположения пунктов наблюдения за состоянием атмосферного воздуха в г.Петропавловск

Общее число показателей, измеряемых на вышеупомянутых постах наблюдения равно 12: взвешенные частицы (пыль); взвешенные частицы РМ-2,5; взвешенные частицы РМ-10; диоксид серы; оксид углерода; диоксид азота; оксид азота; озон (приземный); сероводород; фенол; формальдегид; аммиак (таблица 2).


Таблица 2


Предельно допустимые значения концентраций загрязняющих веществ в пределах населённых пунктов с января 2019 по декабрь 2021 года

Наименование примесей

Значения ПДК, мг/м3

Класс опасности

Максимально разовая

Среднесуточная

NO2

0,2

0,04

2

Аммиак

0,2

0,04

4

PM-10

0,3

0,06




PM-2,5

0,16

0,035




Озон

0,16

0,03

1

Сероводород

0,008

-

2

Оксид углерода

5,0

3

4

Фенол

0,01

0,003

2

Формальдегид

0,05

0,01

2

Из 12 измеряемых веществ на протяжении выбранного периода не было зафиксировано превышений ПДК для оксида азота и диоксида серы, поэтому в таблице 3 данные вещества не отмечены. Каждый из загрязнителей имеет свою специфику воздействия на экосистемы. Для удобства все вещества разделены по классам опасности.


Как уже сказано выше, в таблице 2 представлен перечень загрязняющих веществ, превышения ПДК которых были зафиксированы в городе Петропавловск в период с января 2019 по декабрь 2021 года. Помимо перечня веществ в таблице указаны допустимые значения концентраций за раз и в среднем за сутки, также отмечен класс опасности, каждого из загрязнителей. Из всего набора к первому классу опасности относится только приземный озон, четыре вещества входят во второй класс, это диоксид азота, фенол, формальдегид и сероводород, по которому в городе самые высокие показатели. Превышений концентраций веществ 3 класса опасности в городе не обнаружено, а вот из четвертого класса в перечне загрязнителей фигурируют аммиак и оксид углерода.
Отдельно отмечены такие загрязняющие вещества как РМ-2,5 и РМ-10. Согласно докладам Всемирной организации здравоохранения частицы РМ-2,5 влияют непосредственно на здоровье населения. Еще одна опасность, связанная с РМ-2,5, это то, что он в отличие от тяжелых частиц может продолжительное время оставаться в воздухе, скорость, с которой они оседают на поверхности практически в пятнадцать раз ниже, чем у частиц РМ-10.
Основная доля промышленных предприятий города сконцентрирована в непосредственной близости от поста № 1. Это говорит о том, что в некоторой степени данный пост будет показывать большие значения по выбросам загрязняющих веществ, характерных для данных предприятий, нежели посты №2, №3 или №4 (рисунок 4).



Рисунок 4. Схема расположения возможных источников загрязнения атмосферного воздуха относительно постов наблюдения №1 и №4

В зоне наименее подверженной влиянию промышленных предприятий города расположен пост непрерывного наблюдения №3 (рисунок 5).





Рисунок 5. Схема расположения возможных источников загрязнения атмосферного воздуха относительно постов наблюдения №2 и №3

В Северо-Казахстанской области, Акмолинской и Костанайской областях вопрос загрязнения атмосферного воздуха стоит не так остро. Рассмотрим общее количество случаев превышения ПДК в городе Петропавловск. На диаграммах, представленных ниже видно, что в Петропавловске в целом зафиксировано небольшое количество случаев превышения ПДК загрязняющих веществ. Общее число случаев в 2019 году было равно 130, в 2020 году станциями мониторинга было зафиксировано 117 случаев, а в 2021 году – 602 случая. Стоит отметить, что количество станций мониторинга за выбранный период оставалось неизменным, поэтому у увеличения случаев превышения ПДК есть иные причины. Количество и набор веществ, чьи концентрации в атмосферном воздухе были чрезмерно высокими также не одинаково. В 2019 году превышения ПДК зафиксированы по сероводороду, озону, PM-2,5, фенолам, диоксиду азота и аммиаку, при чем, число случаев превышения концентраций сероводорода значительно выше, чем у других веществ (рисунок 6).





Рисунок 6. Количество случаев превышения ПДК загрязняющих
веществ в атмосферном воздухе за 2019 год
Более детально ситуация по сероводороду отражена на графике ниже. В течение 2019 года наблюдается два ярко-выраженных пика, в апреле и в июне. В первом случае зафиксировано 17 случаев превышения ПДК, во втором, превышения нормы наблюдались практически каждый день (рисунок 7).



Рисунок 7. График повторяемости случаев превышения ПДК по сероводороду в течение 2019 года

Годом позднее ситуация практически не изменилась, наибольшее количество превышений ПДК отмечено для сероводорода и озона, и число случаев осталось на прежнем уровне. Набор веществ, концентрация которых выходила за пределы нормы, дополнили оксид углерода и PM-10. Превышений концентрации фенола не зафиксировано. Таким образом, в 2020 году отмечено превышение содержания в атмосферном воздухе семи веществ, очень низкая цифра по сравнению с такими промышленными центрами, как, к примеру, Усть-Каменогорск, где только за январь того же года зафиксировано 1175 случаев превышения по семи позициям (рисунок 8).





Рисунок 8. Количество случаев превышения ПДК загрязняющих
веществ в атмосферном воздухе за 2020 год
Отдельно рассмотрим ситуацию с динамикой случаев превышения концентраций сероводорода. В 2020 году отмечен один пик в середине лета. Концентрации данного вещества в период с октября по март не выходят за пределы нормы (рисунок 9).



Рисунок 9. График повторяемости случаев превышения ПДК по сероводороду в течение 2020 года

За 2021 год в городе зафиксировано 602 случая превышения предельно допустимых концентраций различных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. А именно, это превышение концентраций диоксида азота, сероводорода, аммиака, фенола, озона, формальдегида, оксида углерода, пыли и PM-10. Ниже показано соотношение числа случаев превышений допустимых значений для девяти выявленных веществ (рисунок 10).





Рисунок 10. Количество случаев превышения ПДК загрязняющих
веществ в атмосферном воздухе за 2021 год
Прежней остаётся доля сероводорода, однако возросло число случаев, когда его объём в атмосфере был выше допустимого. Соотношение остальных веществ немного меняется. Количество превышений концентрации озона осталось на прежнем уровне. Значительно увеличилось число зафиксированных случаев превышения аммиака и диоксида азота и фенола. Превышения ПДК аммиака в июне происходили практически каждый день, в октябре половина дней в месяце была связана с превышениями концентраций данного вещества. Превышения по диоксиду азота наблюдались очень часто в январе и апреле. Максимум концентраций фенола приходится на июнь (рисунок 11).



Рисунок 11. Количество случаев превышения ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе за 2021 год

Больше всего случаев превышения ПДК, как уже было сказано ранее, наблюдается по сероводороду, а именно 391 случай, и это самая высокая цифра за выбранный период. Пик превышения концентраций данного вещества наблюдается с апреля по август, с двумя выраженными максимумами в конце весны и в конце лета (рисунок 12).





Рисунок 12. График повторяемости случаев превышения ПДК по сероводороду в течение 2021 года
Переизбыток сероводорода в воздухе фиксируют не только станции мониторинга, но и недовольные специфическим запахом жители. Проблема неоднократно освещалась в новостях, а пики превышения концентраций этого токсичного газа, приходящиеся на теплое время года, связаны с местным накопителем сточных вод. Накопитель за время своего существования ни разу не был подвержен мероприятиям по очистке. Только в конце лета 2021 года начались первые мероприятия по очистке, на основании технологии разработанной учеными из северного Казахстана. На сегодняшний день накопитель стал настоящей экологической проблемой, которая не фигурирует в плане развития города, а информация о рекультивационных мероприятиях фигурирует только в новостях различных информационных агентств (рисунок 13).



Рисунок 13. Расположение накопителя сточных вод (оз. Поганое) относительно станций мониторинга и селитебных территорий

Как отмечают специалисты, уровень загрязнения воздуха в 2021 году в городе, в целом, по сравнению с 2019 и 2020 годом сильно возрос, однако, если рассмотреть ситуацию в 2017 и в 2018, то можно сделать вывод, что характер динамики состояния атмосферного воздуха похож на синусоиду. Делаем вывод, что степень загрязнения зависит больше не от степени антропогенного воздействия, а от конкретных погодных условий, сложившихся в том или ином году и допускаем, что в 2022 году загрязнение атмосферы будет высоким, а в последующие годы снизится.


На основании проведенного исследования сформулирован ряд рекомендаций, относящихся более к реализации качественного мониторинга города, нежели к улучшению экологической ситуации в целом. Петропавловск с точки зрения качества воздуха является одним из самых благоприятных городов страны, однако и здесь периодически отмечаются превышения допустимых концентраций по ряду химических веществ. Обстановка по состоянию атмосферного воздуха, в отличие от ситуации с чистой водой не критична, однако имеет смысл развить тему модернизации крупных предприятий города и усилить мониторинг именно в тех районах, которые подвержены воздействию данных предприятий. Существующие станции мониторинга отражают ситуацию однобоко, так как расположены относительно крупных предприятий таким образом, что не отражают реальную обстановку.
Единственное крупное энергетическое предприятие городаТЭЦ-2 правильно расположено относительно преобладающих направлений ветра в регионе, это способствует выдуванию вредных примесей за пределы города и рассеиванию их в атмосфере. Однако необходимо уделить больше внимания мониторингу атмосферного воздуха в населенных пунктах Белое и Пеньково, расположенных в северо-восточном направлении от города, так как они находятся на пути выдувания вредных примесей с территории ТЭЦ. То же самое можно сказать о ПЗТМ и заводе металлоконструкций. Данные предприятия больше влияния оказывают на пригороды, но есть объекты, находящиеся непосредственно в черте города, воздействие от которых проверить также практически невозможно ввиду удаленности от постов наблюдения. Поэтому данные о состоянии атмосферного воздуха в настоящее время больше отражают воздействие на атмосферу автотранспорта, печного отопления и таких объектов, как накопитель сточных вод. То есть, теми объектами, выбросы от которых попадают в зону функционирования станций мониторинга.
2.2 Результаты мониторинга качества поверхностных вод города Петропавловск за 2021-2022 года

Качество поверхностных вод оценивается только в пределах реки Есиль в 5 створах. В общем, мониторингу подвержено 47 физико-химических показателей. А именно цветность, взвешенные вещества, температура, прозрачность, pH, БПК5, растворённый кислород, ХПК, биогенные элементы, главные ионы солевого состава, тяжелые металлы и органические вещества (фенолы, нефтепродукты).


В пределах реки Есиль мониторинг проводится на четырёх створах: 1) расположен в 0,2 км выше г. Сергеевка; 2) в 0,2 км выше села Покровка; 3) створ 4,8 км ниже г. Петропавловск, 5,8 км ниже сброса сточных вод ТЭЦ – 2; 4) створ в 0,4 км ниже с. Долматово.
Пятый пункт мониторинга расположен на Сергеевском водохранилище. Оно находится на юго-западе выше по течению.
Далее на основании результатов анализов водные объекты на основании официального документа «Единая система классификации качества воды в водных объектах» относятся к определенным классам. В характеристике классов водопользования выделяется пять пунктов. Водные объекты, отнесённые к 1 классу, считаются самыми чистыми и пригодны для всех категорий водопользования (рисунок 14).



Рисунок 14. Расположение пунктов мониторинга воды в Северо-Казахстанской области на реке Есиль и Сергеевском водохранилище

При попадании по соответствующим характеристикам во 2 класс, вода может использоваться для любой цели, за исключением хозяйственно-питьевого водоснабжения без предварительной очистки. Воды третьего класса отличаются тем, что данная среда не рекомендуется для разведения лососевых рыб, а также для использования в питьевом водоснабжении необходима более тщательная очистка. Только для использования в промышленности и орошении пригодны воды 4 класса. А последний, 5 класс позволяет использовать воду только в гидроэнергетике, при добыче полезных ископаемых, а также как транспортные пути.


Река Есиль, название которой в переводе с казахского буквально означает «чистый», «кристально чистый», в своём течении ниже Акмолинской области относится к 5 классу опасности. Несмотря на данный факт, питьевой водой город Петропавловск обеспечивается за счет воды из реки Есиль, подверженной нескольким видам очистки. В Северо-Казахстанской области в целом остро стоит вопрос об обеспечении чистой питьевой водой и о строительстве необходимых коммуникаций для этого (Кертешев, Т.С., 2011).
Всего в Республике Казахстан мониторинг ведется на 82 водных объектах, в их число входит 57 рек, 11 озёр, 11 водохранилищ и одно море. Река Есиль является одной из крупнейших рек Казахстана и помимо Петропавловска проходит через ряд населенных пунктов не только РК, но и России. Ввиду этого факта река считается трансграничной и последствия загрязнения важны как для здоровья и благополучия жителей РК, так и для выполнения международных договорённостей по поводу трансграничного переноса загрязняющих веществ. Самым крупным городом из расположенных по ходу течения реки является город Нур-Султан. Петропавловск находится ниже по течению относительно Нур-Султана, поэтому степень воздействия города на качество воды имеет смысл рассматривать в сравнении с данными, которые собраны в её верхнем течении до прохождения через Петропавловск непосредственно, с данными, собранными ниже города. Отдельного внимания достойно состояние воды в пределах Сергеевского водохранилища, так как оно является прямым источником питьевого водоснабжения Петропавловска и близлежащих населённых пунктов, где присутствует централизованное питьевое водоснабжение.
В СКО основными веществами-загрязнителями поверхностных вод являются такие вещества, как магний, общее железо, натрий, сульфаты, фенолы, медь. Превышение ПДК по перечисленным веществам в основном является следствием сброса сточных вод в пределах населённых пунктов.
За 2019 год общее качество поверхностных вод на каждом из постов было оценено сотрудниками Казгидромет таким образом, как описано в таблице 3. В среднем практически во всех створах, кроме не лимитируемых, вода реки Есиль в пределах изучаемой территории была отнесена к 4 классу состояния водных объектов.
Содержание всех веществ, которые попали в третий столбец данной таблицы, имело превышение фоновых концентраций в течение 2019 года. Из физических показателей оценивалась температура, pH, БПК5, концентрация растворённого в воде кислорода и цветность. На протяжении всего участка, который отмечен в текущем исследовании, температура в поверхностном слое воды изменялась от 0,2 до 23 ºC. Водородный показатель варьировался в диапазоне от 7,73 до 8,50. Концентрация растворённого в воде кислорода имела значения от 6,77 до 13,51 мг/дм3, хорошие значения, позволяющие водоёму относиться к числу объектов рыбного хозяйства РК. БПК5 варьировался в диапазоне от 0,34 до 3,36 мг/дм3. Это также свидетельствует о неплохом качестве воды. Цветность изменяется от 8 до 55 градусов, а такой показатель, как запах, получил 0 баллов на всех створах.
Физические показатели, которые в непрерывном режиме оцениваются на постах наблюдения системы мониторинга Казгидромета, свидетельствуют о довольно хорошем качестве воды. Но, тем не менее, река Есиль в пределах Северо-Казахстанской области относится к 4 классу вод, в некоторых случаях к 5 классу. Этот факт является следствием химического загрязнения водоёма. Ниже представлена таблица, в которой отражен перечень химических веществ, по содержанию которых в течение 2019 года отмечены превышения ПДК, а также определение класса качества воды. В целом за данный год река Есиль в пределах Северо-Казахстанской области отнесена к рекам 4 класса. Вода пригодна для использования в поливном земледелии, в целях промышленности, для хозяйственного питьевого водоснабжения, но только при условии дополнительной очистки. По сравнению с предыдущим, 2018 годом, согласно информации из сборника, качество воды улучшилось (таблица 3).

Таблица 3


Классы качества воды, обозначенные на основании сопоставительного анализа результатов наблюдений за 2019 год

Место отбора проб

Класс качества воды

Пояснение

створ 0,2 км выше г. Сергеевка

4 класс

ХПК – 32,8 мг/дм3,взвешенные вещества – 9,8 мг/дм3, фенолы – 0,0016 мг/дм3

створ 0,2 км выше п. Покровка

4 класс

взвешенные вещества – 12,38 мг/дм3, фенолы – 0,0017 мг/дм3

створ 0,2 км выше г. Петропавловск

(>3 класса)

фенолы – 0,0017 мг/дм3

створ 4,8 км ниже г. Петропавловск, 5,8 км ниже сброса сточных вод ТЭЦ-2

(>3 класса)

фенолы – 0,0017 мг/дм3

створ 0,4 км ниже с. Долматово

4 класс

взвешенные вещества – 11,53 мг/дм3, фенолы – 0,0014 мг/дм3

вдхр. Сергеевское

4 класс




Физические показатели воды из Сергеевского водохранилища, обеспечивающего город питьевой водой, также находятся в пределах нормы. Водородный показатель pHздесь изменялся в пределах от 8,07 – 8,47. Концентрация растворенного в воде кислорода сравнительно выше, нежели в реке ниже по течению, а именно 7,58-11,4 мг/дм3. Показатель биологического поглощения кислорода (БПК5) равен 0,51-3,1 мг/дм3. Цветность изменяется от 6 до 41 градусов, запах оценивается на 0 баллов.


По данным Казгидромет за 2020 год общее качество воды в регионе улучшилось. Что касается физических показателей реки Есиль, то температура изменялась в диапазоне от 0,2 до 25 ºC, на два градуса выше, чем в предыдущий год. От 7,67 до 8,48 изменялся pH, практически такие же результаты, как в 2019 году. Изменения концентрации растворённого в воде кислорода происходили в диапазоне от 7,44–13,00 мг/дм3, река сохраняет хороший уровень по данному показателю. Максимальное значение БПК5 было равно 3,63мг/дм3, а минимальное – 0,26 мг/дм3. Цветность водоёма оставалась в пределах 10–52 градусов. Запах по-прежнему получал оценку в 0 баллов по данным всех створов.
В Сергеевском водохранилище также отмечается улучшение качества воды. Данные по физическим показателям, как и в прошлый год на одну две единиц отличаются от данных по реке Есиль (таблица 4).

Таблица 4


Классы качества воды, обозначенные на основании сопоставительного анализа результатов наблюдений за 2020 год

Место отбора проб

Класс качества воды

Пояснение

створ 0,2 км выше г. Сергеевка

4 класс

взвешенные вещества – 7,7 мг/дм3

створ 0,2 км выше п. Покровка

(>3класса)

фенолы – 0,0021 мг/дм3

створ 0,2 км выше г. Петропавловск

(>3класс)

фенолы – 0,0015 мг/дм3

створ 4,8 км ниже г. Петропавловск, 5,8 км ниже сброса сточных вод ТЭЦ-2

(>3класс)

фенолы – 0,0013 мг/дм3

створ 0,4 км ниже с. Долматово

(>3класс)

фенолы– 0,0017 мг/дм3

вдхр. Сергеевское







Для более подробного анализа состояния качества поверхностных вод был взят 2021 год. Во-первых, именно с этого года организация, отвечающая за мониторинг в РК, предоставляет наиболее подробную информацию о состоянии, как объектов гидросферы, так и о состоянии почв. Во-вторых целью данного исследования является не построение многолетнего режима атмосферы, рек и почв, и не отслеживание динамики содержания в этих сферах загрязняющих веществ, а оценка нынешнего состояния окружающей среды города Петропавловск. Именно по этой причине авторов больше интересует текущее состояние природных сред города. И наконец, третий фактор, он связан с тем, что в отличие от атмосферы, вода и почвы имеют склонность к более медленному самоочищению, поэтому, подробного анализа именно за крайний год для выводов об экологическом состоянии города будет вполне достаточно.


Одним из важных физических показателей, который непрерывно оценивается на постах наблюдения в СКО, является температура воды. На графиках мы видим динамику изменения максимальных и минимальных температур по месяцам за 2021 год.
Разница между максимальными и минимальными температурами на протяжении всего года варьируется от 0 до 5 градусов. Начало прогревания водных источников приурочено к концу марта – началу апреля, когда начинается активное таяние льда. Температурный пик наблюдается в июле месяце, после чего температурная кривая снова стремиться к нулевым значениям.
Нормативное значение pH варьируется в пределах от 6 до 9. В водах реки Есиль минимальные значения данного показателя колеблются в районе значения 8. В 2021 году минимальное значение показателя зафиксировано в январе, и равно 7,58, а максимальное в феврале и равно 8,5. Разница между максимальным значением и минимумом составляет 0,92.
Относительно загрязнения органикой ситуация в исследуемом водоёме выглядит так. Максимальные значения биологического потребления кислорода отмечены в апреле и августе, минимальные – в зимние месяцы и в конце лета. Значения БПК5 колеблются от 0,2 мг/дм3 до 4,7 мг/дм3, подобный разброс значений характерен для большинства водоёмов и не является критически опасным. А вот значения данного показателя выше 5 свидетельствуют о начале процессов нитрификаций, что ни на одном из створов в текущем исследовании не обнаружено.
Следующий показатель имеет очень большое значение для анализа качества поверхностных вод, особенно в целях рыбного хозяйства. По концентрации растворённого в воде кислорода река Есиль в данной области может считаться объектом пригодным для разведения и ловли рыбы, так как искомый показатель здесь на протяжении всего года больше 6 мг/дм3. Минимальное значение по растворённому в воде кислороду отмечено в июле, а максимальные значения зафиксированы в октябре и в мае.
Далее речь пойдет об отдельных химических веществах, которые довольно часто обнаруживаются в пробах воды реки Есиль. Речь пойдет о распределении концентраций магния, фенолов и взвешенных частиц в течение года.
Первое вещество – это магний. Норма содержания магния в кубическом дециметре воды по международным документам варьируется в пределах от 10 до 80 миллиграмм. В казахстанских источниках данный показатель равен 40 мг/дм3.
Как видно на графике ниже, превышения ПДК магния отмечаются в холодное время года и большого значения данному показателю в период с мая по сентябрь не уделяется. В сборниках информация о концентрациях магния в летнее время в 2021 году не фигурирует, так как его содержание было значительно ниже допустимого (рисунок 15).

Рисунок 15. Зафиксированные концентрации магния по месяцам
за 2021 год

Что касается фенолов, то ПДК для данного вещества равно 0,001 мг/дм3. Превышение их нормативных концентраций за выбранный период было также отмечено не на всех постах, однако, случаи, когда содержание фенолов в воде было гораздо выше нормы равномерно распределены в течение года. Более подробная информация по данному загрязнителю присутствует в данных с поста мониторинга, расположенного в о,4 км ниже села Долматово (рисунок 16).





Рисунок 16. Зафиксированные концентрации фенолов по месяцам
за 2021 год

Концентрации взвешенных веществ в водах реки Есиль распределены в течение года таким образом, что максимальные значения характерны для теплого времени года, когда река находится не подо льдом. Начиная с апреля, фиксируются довольно высокие значения данного показателя, а наибольшие концентрации взвешенных веществ отмечены для створа, который расположен в 4,8 километрах ниже города Петропавловск (рисунок 17).





Рисунок 17. Зафиксированные концентрации взвешенных веществ по месяцам за 2021 год

Помимо общего анализа содержания химических веществ на всех створах, рассмотрим разницу между показателями пунктов мониторинга до прохождения рекой непосредственно города Петропавловск и после. Сравнение произведено отдельно по каждому из загрязнителей, содержание которых превышает предельно допустимые значения.


Первое вещество, которое отмечено в отчётах о состоянии окружающей среды – это магний. Повышенное содержание магния в водоёмах и в водотоках, как известно, свидетельствует о её жесткости. Но при этом недостаток данного элемента тоже вызывает проблемы.
На графике ниже, синим цветом, обозначены данные о содержании магния в воде до прохождения рекой города Петропавловск, а красным данные, отмеченные в нижнем течении реки.
Присутствует период, когда данных о содержании магния не было предоставлено, а именно, за период с мая по август и за декабрь месяц. В сентябре измерения были произведены только на посту, находящемся в 0,2 километрах выше города. Здесь концентрация вещества была в пределах нормы. Практически, в половину, меньше значения действующего в стране ПДК по данному веществу, которое равно 40 мг/дм3 (рисунок 18).



Рисунок 18. Зафиксированные концентрации магния по месяцам
за 2021 год

В первые месяцы года зафиксированы небольшие превышения ПДК, максимальное значение из которых отмечено в феврале и марте на посту, расположенном ниже города. Превышение составило 9,6 мг/дм3. В апреле концентрация была близка к предельной цифре, но не поднялась выше нормы. Разница между значениями до прохождения рекой города и после составила в среднем 1,16 мг/дм3. Минимальная разница между значениями в пределах двух створов отмечена в ноябре, в этот месяц она составила 0,2 мг/дм3, а максимальный разброс значений зафиксирован в феврале, тогда разница составила 2,3 мг/дм3 (таблица 5).


Таблица 5


Распределение концентраций магния в воде в двух створах, выше города Петропавловск и ниже за 2021 год

Месяцы

Створ 0,2 выше города, магний, мг/дм3

Створ 4,8 ниже города, магний, мг/дм3

Разница между концентрациями, мг/дм3

январь

45,4

46,2

0,8

февраль

47,3

49,6

2,3

март

49,1

49,6

0,5

апрель

37,6

39,6

2

сентябрь

23,8







ноябрь

34,5

34,7

0,2

Во всех отмеченных случаях, где не было проблем с данными, ситуация складывается таким образом, что во-первых содержание данного вещества близко или выше предельно допустимого, а во-вторых, разница между содержанием магния в воде ниже по течению и содержанием в воде до прохождения города остаётся положительной в течение всего периода замеров.


Далее мы видим график распределения концентраций фенолов в водах реки Есиль. Именно по содержанию данного вещества река в пределах исследуемой территории часто попадает в 4 класс качества водных объектов. Так же, как и на предыдущем графике, синим цветом отмечено содержание фенола, зафиксированное на станции мониторинга в 0,2 км. до города, а красным – содержание данного вещества в 4,8км. ниже по течению, после того, как река минует сам город и ТЭЦ-2.
За февраль, май, июнь, июль, август и ноябрь данных о содержании фенолов на постах вблизи г. Петропавловск не предоставлено. За сентябрь присутствует информация только с поста, расположенного ниже города. Относительно имеющихся результатов отметим некоторые закономерности. Как на графиках, так и в таблице, отчетливо видно, что практически за весь временной период, содержание фенолов в воде ниже города меньше, чем до Петропавловска (рисунок 19).



Рисунок 19. Зафиксированные концентрации фенолов по месяцам
за 2021 год

Как известно ПДК по фенолам в нашей стране равно 0,001 мг/дм3. Превышения данной концентрации в таблице отмечены красным цветом. Интересным образом выглядит ситуация по фенолам. Крайний столбец таблицы показывает разницу между содержанием фенолов в пробах воды в нижнем течении реки в пределах города и до её прохождения через территорию Петропавловска. В январе, октябре и декабре зафиксированы отрицательные значения, то есть после города количество фенолов в воде сократилось. Максимальная разница между значениями отмечена в третьем столбце таблицы, и она была зафиксирована в октябре и декабре и составляет 0,0005мг/дм3. Минимальная разница между значениями отмечена в апреле, тогда она была равна нулю (таблица 6).


Таблица 6


Распределение концентраций фенолов в воде в двух створах, выше города Петропавловск и ниже за 2021 год

Месяцы

Створ 0,2 выше города, фенолы, мг/дм3

Створ 4,8 ниже города, фенолы, мг/дм3

Разница между концентрациями, мг/дм3

январь

0,0023

0,002

-0,0003

март

0,0012

0,0013

0,0001

апрель

0,0024

0,0024

0

октябрь

0,0017

0,0012

-0,0005

декабрь

0,0025

0,002

-0,0005

Резюмируя данные о содержании фенолов в верхнем и нижнем течении реки, можно сказать следующее. Во-первых, содержание данного вещества во всех зафиксированных случаев превышало предельно допустимые концентрации. Во-вторых, объёмы данного вещества в нижнем течении фиксировались в меньших количествах, нежели до протекания реки через городские территории.


Содержание взвесей в воде нормативами не лимитируется. Отметим, что рост их концентраций наблюдается в тёплое время года, а данные на постах предоставляются в период с мая по август. За все 4 месяца, концентрация данных веществ в нижнем течении реки была на порядок выше, чем до города. Об этом свидетельствует график, прикреплённый ниже, а также таблица с данными о содержании взвешенных веществ в воде. Разница между концентрациями варьировалась от 0,2 до 3 мг/дм3. Наибольшая разница между концентрациями зафиксирована в июне, наименьшая в августе. Не замечено и ярко-выраженного тренда на увеличение или сокращение влияния города на состояние воды. Собственно, по двум веществам, отмеченным ранее, трендов также не выявлено.
По поводу самих концентраций отметим, что максимальное значение отмечено соответственно для июля месяца, а минимальное зафиксировано в августе, в этот период содержание взвешенных частиц колебалось около отметки 15,4мг/дм3 (рисунок 20).



Рисунок 20. Зафиксированные концентрации взвешенных веществ
по месяцам за 2021 год

Выше отмечалось, что по показателю цветности река соответствует довольно хорошему качеству, но наличие взвешенных веществ, а тем более рост их содержания после прохождения рекой через территорию города Петропавловск, говорит о некотором ухудшении качества воды под влиянием антропогенного воздействия (таблица 7).


Таблица 7


Распределение концентраций взвешенных частиц в воде в двух створах, выше города Петропавловск и ниже за 2021 год

Месяцы

Створ 0,2 выше города, взвешенные вещества, мг/дм3

Створ 4,8 ниже города, взвешенные вещества, мг/дм3

Разница между концентрациями, мг/дм3

май

17,2

19,7

2,5

июнь

16,2

19,2

3

июль

18,6

19,8

1,2

август

15,4

15,6

0,2

Резюмируя, отметим, что, не смотря на то, что воды реки Есиль в СКО относятся на протяжении практически всего периода к 4 классу качества, вода, тем не менее, пригодна для рыбного хозяйства и для питьевого водоснабжения.


В качестве рекомендации отметим необходимость дополнения сети мониторинга постами, расположенными в непосредственной близости к городскому полигону ТБО.
Основной причиной повышения концентраций загрязняющих веществ в воде являются сбросы сточных вод, поэтому в городе с остро стоит вопрос о модернизации канализационной системы и системы питьевого водоснабжения. Регион богат водными ресурсами, но способы их использования по-прежнему остаются на низком уровне.
2.3 Результаты мониторинга почв города Петропавловск за 2021-2022 года

Отбор проб почв в Северо-Казахстанской области ведётся в шести населённых пунктах, из них три сельских, это село Новоишимка, село Кишкенеколь и село Булаево. И три города: Петропавловск, Булаево, Тайынша.


В текущем исследовании основной интерес представляют точки, находящиеся непосредственно в городской зоне, однако отметим еще два сельских населенных пункта, в которых было зафиксировано превышение предельно допустимых концентраций некоторых загрязняющих веществ.
Отбор проб почв в самом городе Петропавловск ведётся как на промышленных территориях, так и в пределах парковой зоны, селитебных участков и нежилых административных территорий. В качестве участка, отражающего состояние загрязнения почвенного покрова промышленной зоны, взята территория, прилегающая к ТЭЦ-2. Загрязнение почв в пределах административной зоны, отражают данные анализа проб, взятых в районе средней школы №4. К тому же данный участок еще полезен тем, что здесь отслеживается состояние территории, непосредственное отношение к которой имеют дети (рисунок 21).



Рисунок 21. Пункты отбора проб почв в пределах г. Петропавловск

Другие три точки отбора проб расположены в юго-западной части города, на довольно большом расстоянии от современной промышленной зоны. Здесь отбор проб ведётся на территории завода имени Кирова, в парковой зоне и на пересечении улиц Мира и Интернациональная, на одном из самых оживлённых перекрёстков города. Последняя упомянутая точка отражает влияние на почвы, оказываемое непосредственно автомобильным транспортом.


На карте ниже отмечены вышеупомянутые населенные пункты, которые далее будут упоминаться в исследовании. Это село Булаево, находящееся в северо-восточном направлении от города Петропавловск, и город Тайынша, расположенный в непосредственной близости с границей между Северо-Казахстанской и Акмолинской областью. Оба населённых пункта связаны с сельским хозяйством и обеспечивают продуктами питания не только собственные окрестности, но и другие области Республики. Поэтому состояние окружающей среды здесь так же важно для жителей Петропавловска, как и то, что происходит в их собственном городе (рисунок 22).



Рисунок 22. Пункты отбора проб почв, где были отмечены случаи превышения ПДК загрязняющих веществ за пределами г. Петропавловск

Что касается химического анализа, то отобранные образцы проверяются на содержание таких веществ, как: 1) медь; 2) свинец; 3) цинк; 4) хром; 5) кадмий.


Отбор проб производится трижды, в апреле, в июле и в октябре. Так как почвы – это на много более стабильная среда, нежели атмосферный воздух или же вода, необходимости в произведении анализов чаще как таковой – нет. По всем вышеперечисленным веществам в информационных бюллетенях указывается информация о минимальной зафиксированной концентрации и о максимальном содержании в отобранных согласно методике отбора проб образцах.
Почвы являются еще более стабильной системой, нежели воздух или водные объекты, поэтому подробный анализ динамики состояния почв предоставлен за 2021 год, а по 2019 и 2020 году представлено краткое резюме ситуации.
За три весенних месяца в 2019 году в пробах почвы отмечено содержание меди в пределах от 0,1 до 16,3 мг/кг, свинца – 0,1 - 16,3 мг/кг, цинка – 0,01 - 2,2 мг/кг, хрома - 0,08 - 1,34 мг/кг, кадмия – 0,05 - 0,50 мг/кг. Содержание остальных веществ в городе оставалось в пределах нормы.
Концентрации загрязняющих веществ в осенний период выглядели так. Медь варьировалась от 2,5 до 16,0 мг/кг, свинец от 15,1 до 30,1 мг/кг, цинка от 0,1 до 0,2 мг/кг, хром от 0,33 до 1,35 мг/кг и кадмия от 0,05 до 0,48 мг/кг.
Содержание тяжелых металлов в почвах населенных пунктов, как весной, так и осенью 2019 года, в районах, где производились замеры, по области не превышало предельно допустимых концентраций (таблица 8).

Таблица 8


Превышение ПДК по меди в почвах за весенний период 2019 и 2020 года (во сколько раз концентрация превышает ПДК)

Вещество

Превышение ПДК, 2019 год

Превышение ПДК, 2020 год

Район

медь


5,1 ПДК

4,07 ПДК

завод «Кирова»

5,4 ПДК

3,90 ПДК

СШ №4

4,0 ПДК

3,24 ПДК

парковая зона

3,4 ПДК.



3,7 ПДК

пересечение ул. Мира и Интернациональная

-

1,03 ПДК

ТЭЦ-2

За 2020 год в пробах почвы отмечалось содержание меди в пределах от 3,1 до 12,2 мг/кг, свинца – 16,0-31,8 мг/кг, существенно выше, чем в предыдущий год. Содержание цинка варьировалось от 0,1 до 1,7 мг/кг, эта цифра также превышает данные за 2019 год. Содержание хрома также зафиксировано в количествах, больше, нежели в прошлом году от 1,0 до 3,9 мг/кг, выше были и концентрации кадмия – 0,1-0,8 мг/кг (таблица 9).


Таблица 9


Превышение ПДК по кадмию в почвах за весенний период 2019 и 2020 года (во сколько раз концентрация превышает ПДК)

Вещество

Превышение ПДК, 2019 год

Превышение ПДК, 2020 год

Район

кадмий

-

1,31 ПДК

СШ №4

-

1,64ПДК

парковая зона

Содержание остальных веществ в городе оставалось в пределах нормы.


За пределами города зафиксированы некоторые отличия от предыдущего года. Содержание тяжелых металлов в почвах населенных пунктов, как весной, так и осенью в 2020 году, в районах, где производились замеры, по области не превышало предельно допустимых концентраций, за исключением одного случая в г. Тайынша, где отмечено превышение по меди в 1,13 ПДК.
Как уже было сказано ранее, подробному анализу подвержены результаты за 2021 год. В этот же период произведено сравнение результатов между собой и рассмотрение данных о содержании тяжелых металлов в почвах в динамике за весь год. Небольшая разница отмечена между максимальными и минимальными концентрациями свинца, по остальным веществам наблюдается большой разброс значений, особенно ярко это выражено по отношению к меди (рисунок 23).



Рисунок 23. Содержание тяжелых металлов в почвах. Минимальные и максимальные значения, мг/кг

Далее будет представлен анализ количества превышений ПДК веществ, по которым ведётся мониторинг в различных районах города Петропавловск и за его пределами.


В 2021 году превышения предельно-допустимых концентраций меди были отмечены в шести районах: на территории завода «Кирова», в районе школы №4, на пересечении улиц Мира и Интернациональной, в парковой зоне, на территории ТЭЦ-2 и в поле в г.Тайынша (рисунок 24).



Рисунок 24. Перечень зафиксированных превышений ПДК меди в почвах в 2021 году (во сколько раз концентрация превышает ПДК)

Самые большие превышения ПДК меди зафиксированы в летний период на территории перед заводом «Кирова» и в районе 4 школы, в таблице они отмечены красным цветом. В целом в июле месяце отмечаются наибольшие значения по меди на всех участках, где был произведён отбор проб. Превышения концентраций за апрель и октябрь имеют практически одинаковые значения во всех точках, за исключением проб, отобранных на территории завода «Кирова», где в апреле превышений вообще не зафиксировано, а в октябре концентрация данного вещества почти в семь раз выше нормы. Среди территорий за пределами Петропавловска превышение ПДК присутствует только в июле в пробах, отобранных на поле в городе Тайынша, здесь концентрация превышает допустимую более чем в три раза (таблица 10).


Таблица 10


Перечень зафиксированных превышений ПДК меди в почвах в 2021 году (во сколько раз концентрация превышает ПДК)

Место отбора проб/Месяц

Апрель

Июль

Октябрь

завод "Кирова"

0

18,31

6,44

в районе СШ №4

3,33

13,23

3,07

пересечение улиц Мира и Интернациональная

4

8,65

3,89

парковая зона

3,12

8,43

2,86

ТЭЦ-2

1,2

2,12

0

поле в г. Тайынша (единственное превышение за пределами Петропавловска)

0


3,22


0


На карте ниже представлено распределение концентраций меди в различных точках города. На карте от размера условного знака зависит концентрация обнаруженного в данной точке вещества. Самые низкие значения обнаружены в северо-восточной и юго-восточной части города. В пределах парковой зоны и на территории ТЭЦ-2. Больше всего на территории 4 школы и завода имени «Кирова», стоит обратить на этот факт внимание, так как данное загрязнение может повлиять на загрязнение растительности в будущем. Влияние на подземные воды так же будет, но в данной природной зоне вымывание загрязняющих веществ происходит не так быстро, как,к примеру, в тайге, в районах, где распространены подзолистые почвы. Или же не так, как в экваториальном поясе, где распространение веществ с поверхностных слоев почвы в сторону подземных вод, в нижние слои профиля происходит во много раз быстрее (рисунок 25).





Рисунок 25. Степень превышения концентрации меди
по отношению к ПДК за июль

Поскольку почвы являются депонирующей средой, следует изучить развитие территорий, где зафиксировано наибольшее загрязнение. Территория СШ № 4 около 50 лет назад считалась северной окраиной города и активно застраивалась современными на тот момент жилами микрорайонами, где в основном заселялись работники завода.


Что касается завода имени Кирова, то он находится в старейшем районе города. И функционирует со времен Второй мировой войны, когда на территорию Казахстана были передислоцированы предприятия из оккупированных районов страны.
Наибольшие концентрации свинца в поверхностном слое почвы отмечены для территорий, где больше всего поток автотранспорта в день, а именно на пересечении улиц Мира и Интернациональная (рисунок 26).



Рисунок 26. Перечень зафиксированных превышений ПДК свинца в почвах в 2021 году (во сколько раз концентрация превышает ПДК)

Предельно допустимые показатели по данному элементу были превышены только в июле, за апрель превышений по содержанию в почвах вообще зафиксировано не было, некоторые превышения замечены в осенний период (таблица 11).


Таблица 11


Перечень зафиксированных превышений ПДК свинца в почвах в 2021 году (во сколько раз концентрация превышает ПДК)

Место отбора проб/Месяц

Апрель

Июль

Октябрь

завод "Кирова"

0

15,42

0

в районе СШ № 4

0

10,2

0

пересечение улиц Мира и Интернациональная

0

24,3

0

парковая зона

0

16,23

1,11

ТЭЦ-2

0

20,3

0

поле в г. Тайынша

0

10,2

0

поле в п. Булаево

0

10,2

0

За летний период представлена карта территориального распределения данного вещества. Исходя из результатов, представленных в данной главе, делаем вывод, что превышение концентраций свинца будут наблюдаться там, где больше всего поток автотранспорта (рисунок 27).





Рисунок 27. Степень превышения концентрации свинца
по отношению к ПДК за июль

Стоит отметить, что превышения по содержанию свинца в почвах города могут быть результатом не только современного антропогенного воздействия, но и результатом накопления данного элемента на протяжении долгого периода времени. К примеру, улицы Мира и Интернациональная расположены в старой части города и подвержены воздействию автотранспорта уже долгое время. С момента активного увеличения числа автомобилей в городе, именно на данной улице не прекращалось движение.


По кадмию было зафиксировано лишь одно превышение ПДК, в апреле 2021 года. По хрому и цинку в экологических бюллетенях практически нет данных о территориальном распределении зафиксированных случаев превышения предельных концентраций.
Отдельно выделим перечень экологических рекомендаций, при реализации которых возможно было бы улучшить качество окружающей среды. В качестве основных рекомендаций по улучшению качества атмосферного воздуха отметим:
-реализацию мер по рекультивации накопителя сточных вод;
-расширение сети мониторинга с целью оценки влияния таких предприятий, как ПЗТМ, и других промышленных объектов.
Одной из основных экологических проблем города, по-прежнему остаётся качество поверхностных вод и необходимость в усовершенствовании систем очистки.
Необходимо, таким образом:
-усовершенствовать систему мониторинга качества поверхностных вод. Дополнить существующие посты мониторингом подземных вод;
-произвести замеры загрязняющих веществ в многочисленных водоёмах, окружающих город. И на основании полученных результатов составить план мероприятий по очистке вод и берегов;
-усовершенствовать систему очистки питьевой воды.
Загрязнение почв отражено также не в полной мере. Но точки мониторинга подобраны хорошо, так как представлены различные части города по своему функциональному назначению.
В качестве рекомендаций отметим:
-ввиду того, что загрязнение почв свинцом является результатом исторического загрязнения от автотранспорта, то возможно, в пределах парковой зоны ситуацию можно улучшить частичным обновлением почвенного покрова;
-необходимость замеров содержания загрязняющих веществ по профилю почв в непосредственной близости к полигону ТБО.
Рекомендации по Программе развития территории Северо-Казахстанской области на 2021-2025 годы:
-проведение массовых природоохранных мероприятий по очистке береговых линий, лесного массива и т.д.;
-оказание содействия предприятиям, специализирующимся на утилизации отходов;
-организация раздельного сбора ТБО в районных центрах и в городе Петропавловске;
-реконструкция объектов водоснабжения и водоотведения;
-строительство мусоросортировочного комплекса в городе Петропавловске.

Заключение


1. Мониторинг атмосферного воздуха по городу Петропавловск проводится на 4 постах наблюдения (из них 2 ручных, 2 автоматических). Проведен анализ на состояние атмосферного воздуха региона за 2019-2021 гг. на основе которых было установлено превышение ПДК загрязняющих веществ, а именно 130 случаев в 2019 году, 117 – в 2020 г., 602 – в 2021 г. Как можно заметить, с 2019 года количество случаев превышения увеличился почти в 5 раз. При сравнении выбросов было определено, что показатель с 2019 года по сероводороду увеличился с 74 случаев до 414, что почти превышает в 5 раз, фенол с 11 случаев увеличился до 29, NO2 с 4 случаев до 73 и аммиак с 3 случаев до 73. В 2020 году появились превышения по оксиду углерода и РМ-10, также в 2021 году появились случаи превышения по соединениям пыли и формальдегиду. По итогу, атмосферный воздух за три исследуемых года оценивался низкого уровня загрязнения. Резкие изменения в данном промежутке было установлено значением СИ, которое с 2019 года было равно 6 (высокий уровень), а в 2021 году составило 15 (очень высокий уровень).


2. Мониторинг поверхностных вод проводится на 5 створах по воде реке Есиль. В СКО основными загрязнителями поверхностных вод являются магний, фенолы и взвешенные вещества. По данным за 2019 год р.Есиль была отнесена к 4 классу качества воды, за 2020 год – 3 класс, 2021 год – 4 класс. За период наблюдений с 2019 по 2021 годы концентрация взвешенных веществ, фенолов и магния превышало фоновый класс. Показатели в 2019 году взвешенных веществ составили 10,1 мг/дм3, фенолов – 0,0016 мг/дм3. В 2020 году показатели фенолов установлено 0,0017 мг/дм3, в 2021 году магний – 31,2 мг/дм3 и фенолы – 0,0014 мг/дм3.
3. Мониторинг почв проводился в весенний период в 2019-2021 на содержание таких веществ, как: медь, кадмий, свинец, цинк, хром. По итогу было выявлено превышение ПДК по меди в районах: завод «Кирова», СШ № 4, Парковая зона, пересечение ул. Мира и Интернациональная. Максимальное превышение в 2019 году по меди было выявлено в районе СШ №4 в 5,4 раза. А также превышение ПДК по кадмию в 2020 году в районах ТЭЦ-2, СШ№4 и Парковая зона. Максимальное превышение по кадмию в 1,64 раза было выявлено в 2020 году в районе Парковой зоны. В 2021 году наибольшие концентрации свинца отмечены в июле месяце на пересечении ул. Мира и Интернациональная. В районе завода «Кирова» в 2021 году в пробах почвы было обнаружено превышение по меди 18,31 ПДК. В районе пересечении улиц Мира и Интернациональной в 2021 году в пробах почвы было обнаружено превышение по свинцу 24,3 ПДК.

Список использованной литературы


1.РГП «Казгидромет» (2020), Информационный бюллетень о состоянии окружающей среды


2.РГП «Казгидромет» (2019), Информационный бюллетень о состоянии окружающей среды
3.Петропавловск News (2020), Сколько автомобилей на cевере Казахстана, доступно по адресу: https://pkzsk.info/skolko-avtomobilejj-na-cevere-kazakhstana/
4.КГУ «Управление предпринимательства и индустриально-инновационного развития акимата Северо-Казахстанской области», (2018), Петропавловск, доступно по адресу: http://visit.sko.kz/page/read/Oblastnoj_centr.html?lang=ru
5.Власова, Т. В. (1986), Физическая география материков. Москва: Просвещение
6.Шалаханова, A. (2018), Шестой национальный доклад Республики Казахстан о биологическом разнообразии. Астана, доступно по адресу: https://policycommons.net/artifacts/1544047/shestoi-natsionalnyi-doklad-respubliki-kazakhstan-o-biologicheskom-raznoobrazii/2233856/
7.www.spk-soltustik.kz.Природные богатства - Социально-предпринимательская корпорация (СПК) ‘Солтүстік’, г. Петропавловск, Казахстан, доступно по адресу: http://www.spk-soltustik.kz/index.php?pageid=500069
8. Генеральная схема организации территории Республики Казахстан, утвержденная приказом Министра регионального развития Республики Казахстан от 31 декабря 2013 года № 403/ОД
9. Кертешев, Т.С. (2011), «Водно-болотные угодья Казахстана: роль, проблемы и перспективы»
10.Мокиенко, А. В. (2018), Магний в питьевой воде: гигиенические и медико-биологические аспекты. Одесса
11.О Государственной программе управления водными ресурсами Казахстана и внесении дополнения в Указ Президента Республики Казахстан от 19 марта 2010 года
12.Программа развития территории Северо-Казахстанской области на 2021-2025 годы. Петропавловск, (2020), доступно по адресу: https://www.gov.kz/memleket/entities/sko/press/article/details/45937?lang=ru
13.Послание президента Республики Казахстан - лидера нации н. А. Назарбаева народу Казахстана. Стратегия «Казахстан-2050». Новый политический курс состоявшегося государства. Послание Президента РК Н. А. Назарбаева, 14 декабря, (2012)
14.Forbes (2022), Запах сероводорода в Петропавловске: станции фиксируют превышение концентрации в воздухе, доступно по адресу: https://forbes.kz/news/2021/05/19/newsid_250115
15.Комитет по статистике Министерства национальной экономики Республики Казахстан (2016), доступно по адресу: http://www.stat.gov.kz/
16.СевКазЭнерго (2018), North-Kazakhstan Regional Electric Distribution Company, доступно по адресу: https://www.sevkazenergo.kz/en/divisions/ao-severo-kazaxstanskaya-raspredelitelnaya-elektrosetevaya-kompaniya.html
17.Петропавловск News (2020), Сколько автомобилей на cевере Казахстана, доступно по адресу: https://pkzsk.info/skolko-avtomobilejj-na-cevere-kazakhstana/
18.water2you.ru. ПДК питьевой воды. ПДК содержания основных веществ в питьевой воде, доступно по адресу: http://water2you.ru/n-docs/pdk_sanpin/
19.Доскенова, Б. Б. (2009), Оценка благоприятности территории Северо-Казахстанской области по степени загрязнения почв. Аграрный вестник Урала
20.Копылова, О. В. (2018), Оценка экологической ситуации в Северо-Казахстанской области. Инновационная экономика, доступно по адресу: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-ekologicheskoy-situatsii-v-severo-kazahstanskoy-oblasti-problemy-i-perspektivy
21.Ерамов, Р. А. (1973), Физическая география зарубежной Европы. Москва: Мысль
22.Жучкевич, В. А., Лавринович М. В. (1986), Физическая география материков и океанов. Минск: Университетское
23.Романова, Э.П. (1997), Современные ландшафты Европы. Москва: МГУ
24.Чудновский, С. М. (2017), Улучшение качества природных вод. Учебное пособие. Россия: Инфра-Инженерия
25. Фурсов, В. И. (1991), Экологические проблемы окружающей среды. Алма-Ата: Ана тілі
26.Смола, В. И. (2017), Диоксид серы в атмосфере: состояние, проблемы и решения. Москва: Полиграф сервис
27.Крупенио, Н. Н. (2005), Экологический мониторинг. Москва: Маршрут
28.Букс, И. И. (1999), Экологическая экспертиза и оценка воздействия на окружающую среду. Москва: МНЭПУ
29. Солодовник, А. А. (2019), Климат Петропавловска и его изменение как часть истории города и края. Петропавловск: Вестник СКГУ
30. Кузьменко, Ю.В., Стаценко, А.В. (2014), Водные ресурсы северо - казахстанской области и их использование. Петропавловск: Вестник СКГУ

Достарыңызбен бөлісу:
1   2




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет