УДК 581.5:574

Рижикова І.А.

Український науково-дослідний інститут екологічних

проблем, м. Харків, Україна

ШЛЯХИ ОЗДОРОВЛЕННЯ МАЛОЇ РІЧКИ З ВИКОРИСТАННЯМ

ФІТОРЕМІДІАЦІЇ НА ПРИКЛАДІ р. БИК .

Внаслідок інтенсивної господарської діяльності заплави малих рік зазнають значного техногенного тиску. Скупченість населення, розташування різноманітних виробничих об’єктів вздовж берегів річок сприяє надходженню забруднень до водного середовища.

Особливо негативне техногенне навантаження поверхневі водотоки отримують від використання їх, як приймальників недостатньо очищених стічних вод. В умовах, що склались, більшість очисних споруд невеликих містечок, розташованих у басейні р. Бик (ліва притока р. Самара, басейн Дніпра) знаходяться в незадовільному стані і, фактично, стічні води без необхідного очищення скидаються до річкової мережі. Крім того значний негативний вплив спричиняється скидом до річки вод від шахт, що розташовані в її басейні. В регіоні вони являються основними об’єктами техногенного навантаження.

Обстеження басейнів малих рік показало, що частина заплави цих річок заросла щільними заростями очерету та рогозу, що тягнеться широкою смугою вздовж їх течії. Місцями вони перетворились в суцільне поле рослин і мають вигляд плавнів. Таким чином, зарості рослин блокують підходи до ріки, перехоплюючи малі забруднені потоки, що надходять до водного середовища у місцях розташування населених пунктів або невеликих об’єктів господарської діяльності (птахоферми, тваринницькі ферми, тощо). В заростях очерету створюються відповідні умови для розвитку біогеоценозу, який відіграє роль біофільтру і не тільки перехоплює забруднення, але й трансформує його на сполуки легкодоступні для засвоєння біоценозом водного середовища. Але недоліком природних заростей рослин є їх нерівномірність розташування вздовж ріки, чітка локалізація забрудненого потоку вздовж русла і відсутність його розсіювання по поверхні заростей. Крім того в природних умовах процеси очищення протікають повільно, їх неможливо скерувати у необхідному напрямку і, якщо зарості рослин займають не значну площу, забруднений потік проходить крізь них транзитом, не встигаючи очищуватись.

Місця значного розвитку заростей ВВР (в основному – очерет звичайний) розташовані на річці Бик біля с. Аннівка, Кам’янка та в гирлі –  в місці з’єднання заплав річок Самари та Бик. Обстеження р. Бик виявило, що на всьому протязі річки, її якісний склад погіршується за рахунок техногенних ударів. З таблиці 1, 2 видно, що основні потоки забруднення надходять до річкової мережі в місцях розташування населених пунктів, і, якщо останні мають значний розвиток (що характерно для верхів’я та гирла річки, де розташовані районі центри міста Добропілля та Петропавлівка), самоочищувальна спроможність річки знижується і потоки забруднення досягають річкової мережі. Як правило, районі центри, порівняно з іншими селами регіону, характеризуються більш інтенсивним розвитком промисловості, особливо гірничодобувної галузі. Крім того характерною ознакою даних районних центрів є відсутність очисних споруд (м. Петропавлівка) та незадовільна робота очисних споруд (м. Добропілля, проби №№2, 3).

Таблиця 1.

Результати хімічного аналізу проб води, верхів’я р. Бик.

№ п/п

Місце відбору

проб

Cl

мг/дм3

SO4

мг/дм3

NH4

мг/дм3

(по азоту)

NO3

мг/дм3

NO2

мг/дм3

(по азоту)

ХСК

мг/дм3

Завислі

речовини

мг/дм3

1

с. Аннівка, нижній б’єф ставка

124,2

57,6

н/о

н/о

<0,03

<5,0

2,3

2

-//-, дамба

1171,5

76,8

н/о

н/о

0,036

105,0

12,4

3

-//-, мост на околиці села

763,2

307,4

н/о

н/о

0,077

45,0

2,6

4

с. Святогорівка, виробничій цех

923,0

38,4

4,75

4,75

0,033

57,4

3,8

5

-//-, 100м нижче по течії

994,0

76,9

1,86

1,86

<0,03

7,5

6,2

6

с. Верівка, заплава за селом

816,5

115,3

1,38

1,38

0,53

50,0

8,2

7

-//-, колодязь

124,3

38,4

н/о

н/о

<0,03

<5,0

2,8

Таблиця 2.

Результати хімічного аналізу проб води, нижня течія р. Бик.

№ п/п

Місце відбору

проб

Cl

мг/дм3

SO4

мг/дм3

NH4

мг/дм3

(по азоту)

NO3

мг/дм3

NO2

мг/дм3

(по азоту)

ХСК

мг/дм3

Завислі

речовини

мг/дм3

23

с.Троіцьке, початок села

674,5

153,7

0,18

<0,5

<0,03

<5,0

2,6

24

-//-, за селом

479,2

287,6

0,16

<0,5

<0,03

<5,0

3,0

25

с. Самарське, перед селом

532,5

288,3

н/о

н/о

<0,03

12,6

16,8

26

-//-, колодязь

284,0

192,1

н/о

н/о

0,057

27,4

8,6

27

-//-, після села

621,2

384,2

0,13

<0,5

0,038

102,2

12,4

28

с.Петропавлівка, перед селом

443,7

230,5

н/о

н/о

<0,03

22,7

10,2

29

-//-, після села

603,5

307,4

н/о

н/о

<0,03

45,3

8,8

Для покращення екологічної ситуації в басейні р. Бик пропонується в місцях інтенсивного надходження забруднень до річки (верхів’я та гирлові ділянки) розробити, на основі існуючих заростей вищих водних рослин, водоохоронну систему, яка б підвищувала очисну спроможність природних заростей ВВР.

Таким чином, економічно доцільно використати в системі охорони ріки якраз елементи фітотехнологій (у закордонній практиці використовується термін фіторемідіація). Під цим терміном об’єднують ряд технологій, які використовують для очищення води різні види вищих водних рослин (частіше за все - очерет звичайний, різні види рогозів, комиш, аїр тощо). В залежності від технічних характеристик такі системи мають назви: біоплато, біоінженерні очисні споруди (БІС), ботанічні площадки, мочари. Більш прості за устроєм та наближені до природних умов – біоплато, але вони мають ряд недоліків, які позначаються на якості очищення води. Використання біоплато потребує відчуження значних площ землі в заплаві, що не завжди доречно. Крім того, біоплато не достатньо ефективно виконує свою функцію в зимовий період року, коли закінчується вегетація рослин.

Рівень очищення в системах з використанням фіторемідіації залежить від часу контакту забрудненого потоку з біоценозом вищих водних рослин, який формується в них. В системах біоплато підтримується, як правило, мінімальний рівень контакту рідини з біоценозом. Єдиний шлях в цьому напрямку – поєднання функцій біоплато з простими інженерними засобами, які дозволили б підвищити в заростях ВВР час контакту забруднюючої рідини з біоценозом і, таким чином, збільшити ефективність очищення.

В УкрНДІЕП розроблена технологія «Екофітопотік», яка дозволяє з незначними капітальними затратами ліквідувати чи різко зменшити  надходження забруднень з стічних вод у природні об’єкти. Вона спрямована на створення в природному середовищі необхідних умов для інтенсифікації природних процесів самоочищення. Для цього зарості ВВР реконструюються: прокладається дренаж, створюються дамби, змінюється напрямок руху стічних вод. Такі заходи дають змогу подовжити термін контакту забруднюючих потоків з заростями рослин за рахунок формування на ділянках водної товщі, у якій додатково проходять процеси очищення води. Збільшення водної товщі на 10 см дозволяє вдвічі підвищити процеси очищення та значно скоротити площу, яка відводиться під впровадження водоохоронних заходів.

Розрахунок необхідних площ для створення системи очищення з використанням фіторемідіації робиться за методикою, що розроблена в УкрНДІЕП.

Впровадження водоохоронних заходів на ділянках інтенсивного надходження забруднень з поверхневим потоком до р. Бик дозволить покращити не тільки її екологічний стан, але і змінить на краще екологічну ситуацію в басейні р. Самара (права притока р. Дніпро), так як значна частина забруднення до р. Самара надходить з водами р. Бик.

Література.

1.      Оксиюк О.П., Стольберг Ф.В. Управление качеством воды в каналах //Киев, Наук. Думка, 1986.-176 с.

2.      М.А.Захарченко, Рыжикова И.А. Очистка сточных вод и загрязненных грунтов с помощью экофитотехнологий. Мир техники и технологий, ноябрь, №11(48), 2005, с.60-62.

3.      Захарченко М. А., Рижикова І.А., Дзюбенко Ю. К. Шляхи екологічного оздоровлення гирлових ділянок річок з використанням біологічної меліоративної функції вищих водних рослин. Конференція „Екологічні проблеми Чорного моря” (Одеса) 9-10.11.04.

4.      Рижикова І.А. Використання фітотехнологій для перехоплення забруднення в долинах малих рік. Матеріали IV Міжнародної науково-практичної конференції. ч.2, 22-24 травня 2006 р.// Харків, 2006 с.172-174.

5.      Constructed Wetlands. Nature and environment compatible sewage treatment processes in Hungary // Budapest. 1997. 33P.

6.      Kadlec,R.H. (1994). Creating Freshwater Wetlands., Lewis Publisher, Chelsea, MI, USA.

7.      Robert H. Kadlec. Nitrogen Farming for Pollution Control. Journal of Environmental Science and Health ,40:1307-1330. 2005

8.      Ulo Mander, and Tonu Mauring. Constructed Wetlands for wastewater treatment in Estonia. Wat.Sci.Tech. Vol.35,No.5, pp.323-330,1997.