Взаимосвязь между уровнем загрязнения атмосферного воздуха и качеством поверхностных вод г.Алматы

Качество водных ресурсов является одним из определяющих факторов качества жизни человека и санитарно-эпидемиологического благополучия населенных пунктов. Критериями оценки качества является любая совокупность количественных показателей, характеризующих свойства изучаемых объектов и используемых для их классифицирования или ранжирования. Критерии качества воды – «характеристики состава и свойств воды, определяющие пригодность ее для конкретных видов водопользования». Современное понимание нормативов качества окружающей среды связывается также с «обеспечением устойчивого функционирования естественных экологических систем и предотвращением их деградации».[1]

Как правило, для оценки качества поверхностных вод в Казахстане используют комплексный показатель – индекс загрязнения воды. Он был разработан Госкомгидрометом СССР и на сегодняшний день является наиболее популярным методом оценки качества вод различного назначения. Данный показатель учитывает среднее значение превышения ПДК ряда конкретных показателей загрязнения в водных объектах и рассчитывается по формуле:

где C_i – концентрация; n – число показателей, используемых для расчета индекса, n = 6; ПДК_i – установленная величина норматива для соответствующего типа водного объекта. Расчет проводится по 6 показателям, включающим содержание химических, биологических загрязнителей, биологическое потребление и содержание растворенного кислорода.

Качество поверхностных вод зависит от ряда факторов. Совокупность климатических, геологических и антропогенных влияний определяет состояние водных объектов. Если говорить о климатическом факторе, то основное влияние оказывает частота и объём выпадающих осадков [2]. Не менее важна и экологическая ситуация в данном районе. С дождевой водой водоёмы насыщаются нерастворёнными частицами пыли, пепла, микроорганизмами, растительной пыльцой, грибными спорами и различными бактериями. Не меньшее воздействие на состояние вод суши оказывает хозяйственная и промышленная деятельность человека. Так, атмосферные выбросы от различных источников попадают с осадками в воду. Это могут быть частицы серы и азота, тяжелые металлы, ароматические соединения, стойкие органические загрязнители и т.д. Среди геологических факторов можно назвать особенности русла рек, а именно то, какими породами оно образовано. Например, известняковое русло даёт прозрачную воду с высокой жёсткостью. А в русле, образованном непроницаемыми породами, образуется мягкая и мутная водная среда. Это связано с попаданием в водоток большого числа взвешенных частиц различного происхождения.[3]  Согласно закону Б. Коммонера, в природе «все связано со всем». Таким образом, загрязнение одной природной среды неизбежно сказывается на состоянии другой.

Основываясь на анализе данных РГП «Казгидромет» [4], можно уверенно сказать, что загрязнение поверхностных вод г.Алматы, а именно рек Киши Алматы, Улькен Алматы и Есентай, напрямую зависит от уровня загрязнения атмосферного воздуха. На базе показателей ИЗА₅ (индекс загрязнения атмосферы) и ИЗВ (индекс загрязнения воды) трех рек был проведен сравнительный анализ помесячных показателей качества воздуха и воды на протяжении 3 лет (2011-2013гг), в результате чего была выявлена положительная корреляция между этими показателями. На нижеследующих графиках (рис.1-4) наглядно представлена взаимосвязь между различными природными средами:

Рисунок 1. Сравнительный график уровней загрязнения воздуха и поверхностных водв г.Алматы (2011-2013гг.)

Рисунок 2. Сравнительный график уровней загрязнения воздуха и поверхностных вод в г.Алматы (2011г.)

Рисунок 3. Сравнительный график уровней загрязнения воздуха и поверхностных вод в г.Алматы (2012 г.)

Рисунок 4. Сравнительный график уровней загрязнения воздуха и поверхностных вод в г.Алматы (2013 г.)

Таким образом, наблюдается прямая связь между загрязнением атмосферы и качеством поверхностных вод. Это объясняется тем, что в экосистеме все компоненты тесно взаимодействуют между собой. Загрязняющие вещества мигрируют из одной среды в другую путем диффузии и естественного осаждения, посредством осадков, ветров и других климатических явлений. Тогда загрязнение атмосферного воздуха становится угрозой загрязнения всех компонентов экосистемы – почвы, воды, живых организмов, так как поллютанты, присутствующие в воздушной среде (это касается как вредных химических соединений, тяжелых металлов, так и пылевых и других крупно- и мелкодисперсных фракций) осаживаются на почвенный покров, проникают в ткани растений, после разложения последних попадая в почву, растворяются в верхних слоях вод. Однако загрязняющие вещества из почвы в свою очередь вымываются в водные объекты во время осадков, снеготаяния, паводков и сезонных подтоплений. Также осадки (в том числе и кислотные) привносят огромную долю загрязнения из атмосферного воздуха. Молекулы загрязнителей растворяются в каплях воды, прикрепляются к снежным кристаллам, растворяются в туманах и выпадают в водную среду, где, в конечном счете, и остаются. Следовательно, водная среда оказывается наиболее уязвимой, т.к. концентрирует в себе загрязнители со всех природных сред.

Вывод:

Учитывая все вышесказанное, можно заключить, что независимо от того функционирует ли биоценоз в естественных, ненарушенных условиях, или под серьезным давлением антропогенных факторов законы экологии работают в полной мере.    

Поверхностные воды, находящиеся на территории города испытывают усиленное антропогенное давление, так как загрязняются не только через сточные воды и небрежное отношение населения, но и путем миграции загрязнителей из других сред.              

В случае с г.Алматы такая взаимозависимость компонентов экосистемы становится серьезной проблемой. Загрязнение воды, почв и особенно атмосферы возрастает из года в год.

 Это связано, в первую очередь, с неконтролируемым ростом количества передвижных источников загрязнения. Вредные вещества не рассеиваются из-за географических и климатических особенностей города, образуя смог, и, следовательно, интенсивность их миграции между средами увеличивается. Концентрации многих вредных веществ, в том числе тяжелых металлов, во всех средах города в последние годы приближается к критической. Это, естественно, крайне отрицательно сказывается на состоянии здоровья жителей города и особенно детей.

Это означает, что для достижения положительного результата в борьбе с данной проблемой, действовать необходимо комплексно, и для улучшения качества воды нужно также снизить загрязнение воздуха, почвенного покрова и уменьшить количество бытовых отходов.