Мониторинг «пятна»: результаты

ИТиГ ДВО РАН
Н.В.Бердников
к.г.-м.н., зам. директора ИТиГ ДВО РАН
Мероприятия по защите
населенных пунктов Приамурья от
последствий аварии на
химическом заводе в г. Цзилинь,
КНР, 13 ноября 2005 г.
Санкт-Петербург
2007
ИТиГ ДВО РАН
Характеристика аварии
Авария 13 ноября 2005 г. на
химическом заводе в г.
Цзилинь, одном из
крупнейших промышленных
городов северо-восточных
провинций Китая, поставила
под угрозу экологическое
благополучие как р. Сунгари,
на которой расположен
Цзилинь, так и экосистемы
р. Амур на протяжении
более 1000 км от с.
Нижнеленинское до устья.
В зону загрязнения попали
крупные российские города
Хабаровск, Амурск,
Комсомольск-на-Амуре и
Николаевск-на-Амуре, а
также большое количество
поселков.
ИТиГ ДВО РАН
Характеристика аварии
 По сведениям китайской стороны, авария сопровождалась разрушением нескольких
реакторов синтеза нитробензола, при этом в Сунгари попало порядка 100 т этого вещества.
 Предполагалось также попадание в воды Сунгари концентрированных азотной и серной
кислот, которые могли экстрагировать тяжелые металлы, токсичные элементы и
радионуклиды из донных отложений.
ИТиГ ДВО РАН
Организация работ
Комиссия по чрезвычайным ситуациям
Организация перехода на
альтернативные источники
водоснабжения
(ревизия скважин, малых рек,
емкостей, схемы доставки
и раздачи воды, создание
резервов для школ, больниц,
общепита и пр.)
Проверка готовности
очистных сооружений
(общая готовность,
углевание)
Гидротехнические
работы
(перекрытие проток
Пемзенской и
Казакевичева)
Организация мониторинга
качества воды
(создание схемы и графика
отбора проб, формирование
отрядов отбора и доставки
проб, организация работы
и дооснащение лабораторий).
Информирование
населения
(информация о движении
фронта загрязнения, об
опасности загрязнителей,
о пунктах и графике
раздачи воды)
ИТиГ ДВО РАН
Организация мониторинга качества воды
С помощью анализа космических снимков построена схема распределения
потоков в Амуре, из которой стало ясно, что основной объем загрязнений
пойдет вдоль правого берега реки.
ИТиГ ДВО РАН
Организация мониторинга качества воды
11 декабря 2005 года была
подписана Программа
совместного российскокитайского мониторинга
качества воды в р. Амур.
Во время прохождения
загрязненных водных масс
отбор проб в р. Амур
осуществлялся совместно
российскими и китайскими
специалистами до 8 раз в
сутки.
Пробы воды в
сложнейших условиях
ледостава отбирались
силами Краевого
управления ГО и ЧС при
участии Хабаровского
центра по мониторингу
загрязнения окружающей
среды в контрольных
створах на поверхности и
у дна реки вблизи правого
берега, на середине и
вблизи левого берега.
ИТиГ ДВО РАН
Организация мониторинга качества воды
Время между отбором
проб и анализом их в
лабораториях редко
превышало 12 часов
(обычно 5-6 часов).
Результаты анализов
немедленно
докладывались в
Министерство природных
ресурсов края и
обобщались на Комиссии
по чрезвычайным
ситуациям.
Кроме проб воды, по мере
продвижения фронта
загрязнения отбирались
пробы донных отложений
и рыбы.
ИТиГ ДВО РАН
Использованная аппаратура и ресурсы
Для выполнения задач мониторинга были
мобилизованы лаборатории:
- МУП «Водоканал»;
- ЗАО «Хабэнерго»;
- Института тектоники и геофизики
ДВО РАН;
- Института водных и
экологических проблем ДВО РАН;
- Агрохимцентра «Хабаровский»
и других организаций.
Для оперативного анализа
нитробензола в воде была
сформирована мобильная
хроматографическая лаборатория, которая
разворачивалась по мере движения области
загрязнения в Нижнеленинском, Комсомольскена-Амуре и Богородском.
ИТиГ ДВО РАН
Использованная аппаратура и ресурсы
Для усиления их приборной базы
Правительством края были
приобретены и переданы в
лаборатории:
- 2 жидкостных хроматографа
для определения нитробензола в
стационарных и полевых
условиях;
- газовый хроматограф и
хромато-масс-спектрометр для
идентификации других
органических загрязнителей в
воде;
-расходные материалы и
комплектующие к ним.
- китайская сторона безвозмездно
передала краю 7 газовых
хроматографов.
ИТиГ ДВО РАН
Использованная аппаратура и ресурсы
Для анализа
тяжелых металлов и
токсичных
элементов в
основном
использовался массспектрометр с
индуктивно
связанной плазмой
ICP-MS ELAN DRC
II Института
тектоники и
геофизики ДВО
РАН.
ИТиГ ДВО РАН
Методики
В начале работ для
консультаций, отработки
методик и обучения работе на
новом оборудовании были
приглашены специалисты из
Владивостока, СанктПетербурга и Уфы.
Для определения
нитробензола в воде с
помощью жидкостного
хроматографа была
модифицирована
существующая методика, что
позволило исключить
трудоемкий процесс
пробоподготовки и сократить
время анализа в 5-7 раз.
ИТиГ ДВО РАН
Мониторинг «пятна»: результаты
Нитробензол оказался основным и наиболее опасным загрязнителем в
Амуре после выброса из Сунгари. Наибольшие его концентрации
отмечены в районе Нижне-Ленинского (0,209 мг/л), в Хабаровске
максимальные концентрации достигали 0,05 мг/л, в Комсомольске-наАмуре и Богородском отмечены лишь следы.
0,25
Макс. концентрация
нитробензола, мг/л
0,2
0,15
ПДК для питьевой воды,
мг/л
0,1
ПДК для
рыбохозяйственных
водоемов, мг/л
0,05
к
со
мо
ль
с
ое
Ко
м
ои
цк
Тр
Ха
ба
р
ов
с
к
ко
е
сс
-С
па
Н
ет
р
П
Н
-Л
ен
ин
ов
с
ко
е
ск
ое
0
ИТиГ ДВО РАН
Мониторинг «пятна»: результаты
Сначала «пятно» нитробензола шло под правым берегом, около Хабаровска
«перевалило» к левому, в районе Троицкого началось интенсивное
смешивание.
Нижне-Ленинское
Поверхность
Петровское
Нижне-Спасское
Троицкое
0,2
0,2
0,2
0,2
0,15
0,15
0,15
0,15
0,1
0,1
0,1
0,1
0,05
0,05
0,05
0,05
0
Левый берег,
поверхность
Середина, поверхность
Правый берег,
поверхность
0,2
0
0
Левый берег,
поверхность
Середина,
поверхность
Правый берег,
поверхность
Левый берег,
поверхность
Середина,
поверхность
Правый берег,
поверхность
0
0,2
0,2
0,2
0,15
0,15
0,15
0,1
0,1
0,1
0,05
0,05
0,05
Левый берег,
поверхность
Середина, поверхность
Правый берег,
поверхность
Левый берег, дно
Середина, дно
Правый берег, дно
0,18
0,16
0,14
Дно
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
Левый берег, дно
Середина, дно
Правый берег, дно
0
0
0
Левый берег, дно
Середина, дно
Правый берег, дно
Левый берег, дно
Середина, дно
Правый берег, дно
ИТиГ ДВО РАН
Мониторинг «пятна»: результаты
Одновременно с падением концентраций нитробензола «пятно»
растягивалось: Нижне-Ленинское и Петровское оно прошло за 6 дней,
Нижне-Спасское – за 7 дней, Троицкое – за 9 дней.
0,25
мг/л
0,2
Нижне-Ленинское
0,15
Петровское
Нижне-Спасское
0,1
Троицкое
0,05
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ИТиГ ДВО РАН
Мониторинг «пятна»: результаты
По тяжелым металлам и токсичным элементам:
- методом ICP-MS анализировалось содержание Be, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se,
Ag, Cd, Sn, Sb, Ba, Hg, Tl, Pb, Bi, Th, U
-установлено, что загрязнение нитробензолом сопровождалось повышением
содержаний в воде Амура тяжелых металлов, особенно Cr, Ni, Se, Co, Ag, Bi, Sn,
Ba, Be, Th.
160
140
прочие
120
Pb
100
Sn
80
Ba
60
Cu
40
Mn
20
0
Амур
Сунгари
ИТиГ ДВО РАН
Мониторинг «пятна»: результаты
Максимальные содержания
нитробензола и суммарные
содержания ТМ и ТЭ в
смешанных пробах воды при
прохождении «пятна», мг/л
Максимальная суммарная
загрязненность Амура ТМ и ТЭ
по створам во время
прохождения "пятна", мг/л
Изменчивость общей
загрязненности ТМ и ТЭ
Амурской воды по правому
берегу во время прохождения
"пятна", мг/л
0,4
0,5
Нитробензол смешанные
максимальные, мг/л
0,4
Правый берег,
поверхность
ТМ и ТЭ максимальные по
поверхности, мг/л
0,23
0,3
ТМ и ТЭ смешанные
суммарные
максимальные, мг/л
0,3
Петровское
Правый берег, дно
ТМ и ТЭ максимальные по дну,
мг/л
0,18
0,2
0,2
0,1
0,1
0,13
0
19 декабря 2005 г.
20 декабря 2005 г.
21 декабря 2005 г.
22 декабря 2005 г.
23 декабря 2005 г.
24 декабря 2005 г.
0
0,08
Левый берег
Середина
Правый берег
20 декабря
2005 г.
21 декабря
2005 г.
22 декабря
2005 г.
23 декабря
2005 г.
24 декабря
2005 г.
23 декабря
2005 г.
24 декабря
2005 г.
25 декабря
2005 г.
26 декабря
2005 г.
27 декабря
2005 г.
28 декабря
2005 г.
0,4
0,5
0,22
0,4
НижнеСпасское
19 декабря
2005 г.
0,3
0,3
0,17
0,2
0,2
0,1
0,12
0,1
0
0
0,07
21 декабря 2005 г. 22 декабря 2005 г. 23 декабря 2005 г. 24 декабря 2005 г. 25 декабря 2005 г. 26 декабря 2005 г. 27 декабря 2005 г.
0,5
Левый берег
Середина
Правый берег
0,4
0,25
0,4
Троицкое
0,3
0,2
0,3
0,2
0,2
0,15
0,1
0,1
0,0
0
0,1
27 декабря 2005 г. 28 декабря 2005 г. 29 декабря 2005 г. 30 декабря 2005 г. 31 декабря 2005 г. 01 января 2006 г. 02 января 2006 г. 03 января 2006 г. 04 января 2006 г.
1. ТМ и ТЭ шли вместе с нитробензолом.
2. Содержания ТМ и ТЭ вниз по течению
возрастают, часты сильные «выбросы».
Левый берег
Середина
Правый берег
До Хабаровска ТМ и ТЭ шли под
правым берегом, после – под левым;
у дна их больше, чем на поверхности.
27
декабря
2005 г.
28
29
декабря декабря
2005 г.
2005 г.
30
31
01 января 02 января 03 января 04 января 05 января
декабря декабря 2006 г.
2006 г.
2006 г.
2006 г.
2006 г.
2005 г.
2005 г.
При более детальном рассмотрении
«пятно» обнаруживает сложную
структуру концентраций ТМ и ТЭ.
ИТиГ ДВО РАН
Мониторинг «пятна»: результаты
- общая загрязненность воды в Амуре тяжелыми металлами и токсичными
элементами неравномерна и в целом увеличивается вниз по течению;
- Сунгарийское «пятно» - одно из многочисленных, большей частью «своих»
загрязнений как природного, так и техногенного характера.
Максимальные значения суммы ТЭ и ТМ в Амурской
воде во время прохождения "пятна", мг/л
0,8
«Приращение»
за счет
Сунгарийского
«пятна»
0,6
0,4
0,2
ро
дс
к
ое
мы
ж
Бо
го
М
ал
е
се
нс
ко
ое
Во
зн
е
ои
цк
Тр
ба
р
Ха
па
с
-С
ов
ск
ск
ое
е
ко
ов
с
иж
не
Н
ет
р
ск
П
ни
н
-Л
е
иж
не
Н
Ам
ур
до
Су
н
га
ри
ое
0
ИТиГ ДВО РАН
Мониторинг «пятна»: результаты
По другим загрязнителям:
- из других загрязнителей надежно диагностированы хлорфенолы,
ухудшающие органолептические свойства воды, а также пестициды, в
том числе не применяющиеся в России, но широко использующиеся в
КНР (ацетохлор);
- обнаружено свыше 40 других сложных органических соединений,
влияние которых на качество воды предстоит изучить;
- отмечено, что во всех анализированных пробах набор основных
органических загрязнителей практически постоянен, однако их
концентрация после впадения Сунгари возрастает.
ИТиГ ДВО РАН
Гидротехнические работы
Основная цель
гидротехнических
работ – не допустить
загрязненные
нитробензолом воды
к водозаборам
поселений и
главному водозабору
питьевого
водоснабжения
Хабаровска, или хотя
бы разбавить их
водами чистых
потоков.
Дамба через протоку
Казакевичева не пустила
загрязненные воды к
поселениям вдоль
Амурской протоки
и к главному водозабору
Хабаровска.
Дамба через протоку
Пемзенская увеличила
сток чистой амурской
воды в основное русло.
Водозабор МУП
Водоканал
ИТиГ ДВО РАН
Амур после «пятна»
Для оценки возможности повторного загрязнения воды во время
весеннего таяния льда и паводка необходимо было оценить степень
накопления нитробензола, тяжелых металлов и токсичных элементов,
привнесенных в Амур из Сунгари, в ледяном покрове, донных
отложениях и рыбе.
Для этого:
- проанализировано содержание нитробензола, тяжелых металлов и
токсичных элементов в 57 пробах воды и 112 пробах льда из р. Сунгари
(районы Цзямусы, Харбин, Тунцзян) и р. Амур (районы НижнеЛенинского, Нижне-Спасского, Амурзета, Хабаровска, Комсомольска-наАмуре, Фуюаня);
- этих же веществ в 19 пробах донных отложений р. Амур (районы
Нижне-Ленинского, Нижне-Спасского, Петровского, Хабаровска,
Малмыжа, Комсомольска-на-Амуре);
- этих же веществ в 20 пробах рыбы из Амура (районы Нижне-Спасского,
Иннокентьевки, Хабаровска, Троицкого, Малмыжа, Джори).
ИТиГ ДВО РАН
Амур после «пятна»: результаты
Нитробензол:
- в пробах воды, льда и донных отложений нитробензола не обнаружено;
- в пробах рыбы из района Хабаровска обнаружено 0,002 мг/кг, с/х
Харпинский – 0,002-0,003 мг/кг, Троицкое – 0,017 мг/кг, Джори – 0,0090,026 мг/кг нитробензола.
По существующим нормам нитробензола в рыбе не должно быть вообще.
Амур после «пятна»: результаты
Тяжелые металлы и токсичные элементы:
- во всех пробах льда концентрации тяжелых металлов и токсичных
элементов ниже, чем в воде, но вода и лед Сунгари существенно грязнее,
чем вода и лед Амура:
Среднее суммарное содержание тяжелых металлов и
токсичных элементов в воде и льду Амура и Сунгари, мкг/л
700
600
500
Нижне-Спасское
400
Цзямусы
300
Харбин
Тунцзян
200
100
0
Вода
Лед
ИТиГ ДВО РАН
Амур после «пятна»: результаты
Тяжелые металлы и токсичные элементы:
- донные отложения в Амуре загрязнены тяжелыми металлами и
токсичными элементами неравномерно:
Суммарная загрязненность донных отложений р. Амур
тяжелыми металлами и токсичными элементами, мг/кг
1,0
Влияние
Сунгари
Комсомольск
Троицкое
НижнеСпасское
Петровское
НижнеЛенинское
20 км выше
впадения
Сунгари
0,0
Малмыж
0,5
ИТиГ ДВО РАН
Амур после «пятна»: выводы
Река Сунгари является мощным эпизодическим
(нитробензольное «пятно») и постоянным (тяжелые
металлы и токсичные элементы) загрязнителем
экосистемы р. Амур.
ИТиГ ДВО РАН
Уроки аварии и мониторинга
Для того, чтобы быть готовым достойно «встретить» любое загрязнение:
 ведется постоянный мониторинг по многим компонентам;
 создается Краевой центр экологического мониторинга Приамурья,
оснащенный современным лабораторным оборудованием, транспортом и
средствами отбора проб;
 разработана система углевания питьевой воды для резкого повышения ее
качества в опасные периоды;
 найден альтернативный источник водоснабжения Хабаровска (Тунгусское
месторождение подземных вод);
 ведется большая работа с правительством КНР по защите экосистемы Амура;
 разрабатывается система оценки ущерба и наказания загрязнителей как на
региональном, так и на международном уровне.