К ВОПРОСУ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ГИДРОХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА Р. АМУДАРЬИ В РАЗЛИЧНЫХ СТВОРАХ НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ КАРАКАЛПАКСТАН

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрено гидрохимическое состояние реки Амударьи на территории Каракалпакстана с учётом антропогенного воздействия. Проанализированы данные многолетних наблюдений, выявлена устойчивая тенденция роста минерализации воды, связанная преимущественно со сбросами дренажно-коллекторных вод. Определены превышения ПДК по ионам хлора, сульфатов и тяжёлым металлам (медь, хром, мышьяк). Установлено, что в нижнем течении реки уровень загрязнения возрастает, что способствует засолению почв и нарушению биологического баланса. Обоснована необходимость внедрения систем мониторинга и мер по снижению антропогенной нагрузки. Полученные результаты могут быть использованы для формирования стратегий охраны водных ресурсов региона.

ABSTRACT

The article considers the hydrochemical state of the Amu Darya River in Karakalpakstan taking into account anthropogenic impact. Long-term observation data are analyzed, a stable trend of increasing water mineralization is revealed, associated mainly with discharges of drainage and collector waters. Exceedances of MPC for ions of chlorine, sulfates and heavy metals (copper, chromium, arsenic) are determined. It is established that in the lower reaches of the river the level of pollution increases, which contributes to soil salinization and disruption of the biological balance. The need to implement monitoring systems and measures to reduce anthropogenic load is substantiated. The results can be used to formulate strategies for the protection of water resources in the region.

Ключевые слова: экологическая оценка, гидрохимический режим р. Амударьи, экоаналитический мониторинг, минерализация воды, химические элементы, загрязненность.

Keywords: environmental assessment, hydrochemical regime of the Amu Darya River, ecoanalytical monitoring, water mineralization, chemical elements, pollution.

Введение

Изменения в природной среде под воздействием внешних факторов обуславливают возникновение экологических рисков, которые представляют собой закономерный результат природных процессов и явлений. Изучение и регулирование экологических рисков являются ключевыми направлениями прикладной экологии, так как они лежат в основе разработки стратегий и практических шагов по охране окружающей среды и поддержанию стабильного функционирования экосистем [2, 6]. Особую значимость приобретает проблема оценки рисков для водных экосистем, обусловленных антропогенными факторами, как в пределах нашей страны, так и за её рубежами. Многие государства разрабатывают экологические концепции и стратегии устойчивого развития, которые направлены на сохранение высокого уровня экологического состояния, обеспечение стабильности водных экосистем, улучшение качества пресной воды и укрепление мер экологической безопасности [4, 7].

Способность водных экосистем сопротивляться негативным воздействиям со стороны человека во многом определяется как зональными, так и внезональными факторами, сложившимися в процессе их эволюционного приспособления. Среди них важную роль играют космические влияния, определяющие климатические зоны и сезонные особенности функционирования биоты, а также региональные геохимические условия, формирующие устойчивые реакции биоценозов в рамках конкретной геохимической области. Разработка эффективной системы нормативов и контроля за антропогенной нагрузкой на водные объекты напрямую зависит от решения данных задач [1, 9].

Методы исследования

Широкое распространение орошаемого земледелия и мелиоративных мероприятий на территории стран Центральной Азии, а также увеличение потребления воды в промышленности и бытовом секторе, привели к росту изъятия пресных вод и сбросу загрязнённых сточных вод обратно в реки. Основным загрязнителем являются остатки удобрений и других агрохимикатов, которые попадают в водные системы через дренаж и далее смешиваются с речной водой [2, 7, 10].

С учетом острого дефицита пресной воды в регионе Южного Приаралья и загрязнения вод реки Амударья на всём её протяжении, в Республике Узбекистан был принят целый ряд мер, направленных на охрану водных ресурсов, пополнение водного баланса некоторых озёр и преобразование их в хозяйственно-прудовые системы. Настоящее исследование посвящено анализу гидрохимического состояния Амударьи на разных участках, расположенных в пределах Каракалпакстана.

Амударья является крупнейшей рекой, питающей Аральское море. В период своего условно естественного состояния её воды характеризовались принадлежностью к гидрокарбонатному типу с уровнем минерализации, составлявшим от 0,3 до 0,5 г/дм³. Однако с нарастанием антропогенного воздействия, увеличением объёмов водозабора и сброса в реку неочищенных дренажно-коллекторных стоков наблюдалось существенное ухудшение качества воды [3]. Особенно активно эти изменения происходили в середине 1970-х – начале 1980-х годов. С началом 1990-х годов, когда увеличился объём речного стока, данный процесс замедлился, и даже наметилась тенденция к снижению минерализации и уровня загрязнения как в самой реке, так и в сбрасываемых дренажных водах. Основные коллекторы, обеспечивающие отвод стока в среднем течении реки, были сооружены в 1960–1970-х годах. На первом этапе освоения засоленных земель дренажные воды имели высокую степень минерализации — от 6 до 10 г/дм³. В дальнейшем, по мере промывки почв и аграрного освоения территорий, уровень минерализации начал снижаться и в настоящее время стабилизировался на уровне от 3 до 6 г/дм³ [3, 4].

На участках формирования стока, качество воды Амударьи остаётся относительно стабильным, демонстрируя лишь незначительные сезонные колебания, обусловленные изменениями в водообеспеченности отдельных лет. Однако в среднем и нижнем течениях, где в реку поступают дренажные воды, уровень её минерализации варьирует от 0,4 до 1,7 г/дм³, при этом среднегодовые показатели находятся в пределах 0,8–1,1 г/дм³. В засушливые годы, особенно в устьевой части, где водоснабжение преимущественно осуществляется за счёт подземных источников, минерализация может достигать 2 г/дм³ [7, 8, 10].

Рисунок 1. Бассейн р. Амударьи (ИС CAREWIB)

Химический состав вод основного русла Амударьи в значительной степени формируется под воздействием загрязняющих веществ, поступающих в реку вместе с сельскохозяйственными стоками с территорий Туркменистана и Узбекистана [10]. Многолетние наблюдения свидетельствуют о том, что в последние годы качество воды в реке ухудшилось. Основными причинами этого процесса выступают, с одной стороны, значительный объём сбрасываемых дренажных вод, а с другой — снижение общего водного стока реки. При этом именно первый фактор оказывает наибольшее влияние на повышение уровня минерализации воды Амударьи. По оценкам, ежегодно с орошаемых земель Таджикистана, Туркменистана и Узбекистана в Амударью сбрасывается порядка 9,09 км³ возвратных вод [8]. Второй фактор — сокращение притока воды в русло — также усиливает минерализацию, которая возрастает как по протяжённости реки, так и во временном аспекте.

Результаты и обсуждение

Результаты гидрохимических исследований, проводимых на протяжении многих лет, показывают, что по мере продвижения вниз по течению уровень минерализации воды Амударьи возрастает. В химическом составе преобладают ионы хлора (Cl⁻) и сульфата (SO₄²⁻), за которыми следуют, в порядке убывания, катионы натрия и калия (Na⁺ + K⁺), магния (Mg²⁺), кальция (Ca²⁺), а также гидрокарбонаты (HCO₃⁻). При увеличении общей минерализации особенно интенсивно растут концентрации Cl⁻ и SO₄²⁻, тогда как увеличение содержания Ca²⁺, Na⁺ + K⁺ и Mg²⁺ происходит более замедленно. Наиболее тесная корреляция с уровнем остаточной минерализации наблюдается у ионов кальция, хлора и сульфата. Обобщённый анализ многолетней динамики указывает на устойчивый и непрерывный рост минерализации вод Амударьи (см. табл. 1).

Таблица 1.

Результаты физико-химического анализа воды из р. Амударьи за январь-апрель месяцы 2023 г.

Результаты анализа содержания отдельных химических компонентов в воде реки Амударьи показали значительные колебания концентраций по ряду элементов. Уровень мышьяка варьируется от 0,000 до 0,260 мкг/л при установленной предельно допустимой концентрации (ПДК) 0,05 мг/л. Содержание шестивалентного хрома колеблется в пределах 0,0390–1,18 мкг/л, тогда как его ПДК составляет всего 0,001 мкг/л. Концентрация меди находится в диапазоне от 0,556 до 2,532 мкг/л при ПДК 0,001 мкг/л. Показатели по фтору составляют от 0,19 до 0,28 мг/л при допустимом уровне в 0,75 мг/л. Количество трёхвалентного железа зафиксировано от 0,001 до 0,018 мг/л (при ПДК 0,5 мг/л), а уровень цинка составляет от 2,90 до 11,87 мкг/л, что превышает нормативную величину в 0,01 мг/л.

Рисунок 2. Спектральный анализ состояния качества воды р. Амударьи на содержание химических элементов  (2023 г.)

Заключение: В итоге можно отметить, что как природные, так и искусственные водотоки и водоёмы в нижнем течении Амударьи находятся под значительным антропогенным влиянием, что нарушает естественные механизмы биологической саморегуляции в водной среде. Данные длительных гидрохимических наблюдений свидетельствуют о том, что по мере удаления вниз по течению реки уровень минерализации вод возрастает, что способствует увеличению засоленности почв [8–10]. Комплексный анализ многолетних данных подтверждает устойчивую тенденцию к росту минерализации воды Амударьи, что связано как с интенсивным водозабором и уменьшением общего водного стока, так и в первую очередь с масштабными сбросами дренажно-коллекторных вод вдоль значительной части русла реки.

Список литературы:

1. Аширбеков У.А., Экологический кризис Аральского моря: пути преодоления. В кн. МФСА Путь к региональному сотрудничеству. Душанбе, 2003 г.
2. Глазовский Н.Ф. Концепция выхода из Аральского кризиса // Изв. АН СССР. Сер. геогр. - 1990. - № 4. - С. 28-44.
3. Косназаров К.А., Хожамуратова Р.Т., Кошеков Р.М., Жиемуратов А. Современное состояние р. Амударьи на территории Республики Каракалпакстан // «Вестник ККО АНРУЗ», 2003 - №5. – С.12-13.
4. Курбанбаев Р.Е., Курбанбаев С.Е, Аденбаев Б.Е. Формирование дренажного стока в Республике Каракалпакстан в годы различной водообеспеченности. Вестник ККоАН РУз. №1-2. 2001 г.
5. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. - М.: Химия, 1971. - 376 с.
6. Новиков Ю.В., Ласточкина К.О., Болдина З.Н. Методы исследования качества воды водоемов. - М.: Медицина, 1990. - 400 с.
7. Рубинова Ф.Э. Изменение стока р.Амударьи под влиянием водных мелиораций в ее бассейне // Труды САНИГМИ. - 1985. -Вып. 106 (187). - 113 с.
8. Чембарисов Э.И. Гидрохимия орошаемых территорий (на примере бассейна Аральского моря). - Ташкент: Фан, 1988. - 108 с.
9. Чембарисов Э.И., Насрулин А.Б., Лесник Т.Ю. Методика гидроэкологического мониторинга оценки качества поверхностных вод // Проблемы освоения пустынь. – Ашхабад, 2005. – № 1. – С. 32-36.
10. Чембарисов Э.И., Насрулин А.Б., Лесник Т.Ю., Хожамуратова Р.Т. Генезис, формирование и режим поверхностных вод Узбекистана и их влияние на засоление и загрязнение агроландшафтов (на примере бассейна реки Амударьи). – Нукус: Изд-во Qaraqalpaqstan, 2016. – 188 с.