К вопросу оценки самоочищающей способности основных рек Азербайджана- источников загрязнения почвенного покрова

Статья опубликована на: Межд. научная конференция. Баку: Елм, 2012, ч.1. с.495
499

УДК. 577.4: 631.41: 641.452

К вопросу  оценки самоочищающей  способности  основных рек 

Азербайджана- источников загрязнения почвенного покрова 

Исмаилов Н.М., Салманов М.А.

Институт микробиологии НАНА, e-mail:ismaylovn@mail

Аннотация. Антропогенная  и техногенная нагрузка на водные экосистемы 
Азербайджана растут. Водохранилища становятся загрязненными обычно в 
результате спуска сточных вод в них от промышленных предприятий и 
населенных пунктов. Природные воды могут загрязняться  пестицидами,  
диоксинами, нефтью и нефтепродуктами. В результате изменяются физикохимические и биологические свойства вод. Загрязненные воды используются  
для орошения больших территорий сельских полей и загрязняют их.  
Самоочищающая способность речных систем Азербайджана  ранжирована по 
способности их к миграции и рассеиванию  загрязнений для оценки их 
ресурсного потенциала и показана потенциальная роль горных обломков как 
естественных 
«рифов»,
способствующих 
повышению 
биологической 

активности вод  и их биопродуктивности. 

Ключевые слова: Азербайджан; водные объекты; загрязнение; загрязненные 
воды и  почвенный покров; устойчивость к загрязнению;  информативные 
индикаторы 
самоочищения; 
миграция 
и 
механическая 
рассеивание 

загрязнений; ранжирование речных систем; интенсивность потоков как 
самоочищающийся фактор; степень насыщенности   русел горных пород; 
биопленки как  фактор самоочищения.

На современном этапе одним из стратегических направлений защиты 

природных сред от загрязнений считается осуществление мониторинга 

загрязнения окружающей среды, в том числе почв и вод.  Решение проблем 

мониторинга невозможна без исследований, направленных на  выявление 

количественных связей и закономерностей, характеризующих поведение  

загрязняющих веществ в окружающей среде. 

Проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод 

и т.д.) является наиболее актуальной, т.к. известно  выражение «вода - это 

жизнь». Антропогенная и техногенная нагрузка на водные экосистемы 

Азербайджана растет везде, где растет население и промышленность, 

интенсифицируется сельское хозяйство. Увеличение плотности населения в 

сельских  районах 
Азербайджана 
создает экстремальные нагрузки на 

водоемы и водотоки, качество воды в реках ухудшается.

Водосборные площади водных объектов в Азербайджане, как правило, 

обладают 
значительной 
неоднородностью 
физико-географического 

(ландшафтного) строения территории. Существенно отличаются отдельные 

участки и по характеру и интенсивности хозяйственного использования. Для 

выработки стратегии управления водными ресурсами в регионе и для выбора 

практических рекомендаций по улучшению ситуации, необходимо правильно 

оценить 
устойчивость 
природных 
экосистем 
к 
различным 
видам 

антропогенного воздействия и выбрать оптимальную структуру размещения 

видов природопользования на водосборе. Решить эту проблему можно путѐм 

оценки ресурсного потенциала территории водосбора водного объекта.

Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных 

вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате 

сброса  сточных вод изменяются физические свойства воды (повышается 

температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, 

запахи); на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне 

образуется осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается 

содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные 

вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция 

среды и др.); изменяется качественный и количественный бактериальный 

состав, появляются болезнетворные бактерии. Природные
воды
могут

загрязняться
пестицидами
и
диоксинами, а
также
нефтью. Продукты

разложения нефти токсичны, а нефтяная пленка, изолирующая воду от

воздуха, приводит
к
гибели
живых
организмов
(в
первую
очередь, 

планктона) в воде. Загрязненные водоемы становятся  непригодными для 

питьевого, 
а 
часто 
и 
для 
технического 
водоснабжения; 
теряют 

рыбохозяйственное значение и т.д. 

Но
загрязненные воды рек представляет собой угрозу для почвенных 

экосистем страны - это попадание широкого спектра органических и 

неорганических загрязнений, содержащихся в поверхностных водах в почву 

в 
результате 
использования 
этих 
вод 
в 
целях 
орошения 

сельскохозяйственных  культур. Именно это 
имеет место  при 

использовании загрязненных вод рек Куры, Араза и др. в  системах орошения 

на  площадях, оцениваемой в 1300 тыс. га (Mусеибов M.A.,1998). Так, река 

Араз обогащает Мильскую и Муганскую степи не только аллювиальными 

отложениями из горных и предгорных зон, но также и различного рода 

органическими веществами природного и антропогенного происхождения. 

Достаточно отметить, что согласно имеющимся данным, сильно загрязнены 

разного рода органическими веществами  водные ресурсы страны, в первую 

очередь  поверхностные  воды. Ежегодно водным стоком рек Куры и Араз в 

нашу страну поступают 7662 тыс.т растворенных химических соединений, 

6060 тыс. тонн взвешенных веществ, 4 -5 тыс. тонн нефтепродуктов, 350 тонн 

фенолов и до 300 тонн соединений металлов, при этом свыше 60% этих 

веществ приходится на долю реки Куры, 25% на долю реки Аракс, а 

остальные 15% - на долю рек Иори, Алазани, Акстафачай и Охчучай   

(Салманов
М.А., 
1990; 
Казибеков
Н., 
2002). 
Большое 
количество 

органических веществ, содержащихся в загрязненных водах указанных 

речных систем, например, детергенты, углеводороды, фенолы и др., 

попадают  оттуда в почву в результате мелиоративных мероприятий и при 

орошении. Широкое использование  современных моющих средств приводит 

к тому, что их значительная часть попадает в водные системы там, где 

отсутствуют системы  очистки сточных вод. И если учесть, что в сельском 

хозяйстве страны  используется свыше 2км3 воды в год, можно представить, 

какое 
количество 
 
различного 
рода 
загрязнений 
поступает 
в 

сельскохозяйственные поля в составе загрязненных вод.  

Загрязнение не может не сказываться на направленность и скорость 

естественных почвенных процессов, изменяя их в сторону ухудшения 

качества, что в конечном итоге отражается на продуктивности и на качестве 

продукции. На многих площадях растет концентрация органических и 

неорганических загрязнений, в то же время концентрация полезных 

органических веществ, например, природного гумуса,  падает. В почвах 

быстро развиваются нежелательные процессы минерализации гумуса, 

повышается кислотность или щелочность, развиваются восстановительные 

процессы – все это резко ухудшает свойства почвы, а в предельных случаях 

приводит к локальному разрушению почвенного покрова.  

В этой связи актуальна проблема экологического нормирования 

загрязнений,  оценка  водных систем  Азербайджана  по их устойчивости к 

загрязнению 
органическими 
веществами. 
Для 
решения 
 
вопросов 

экологического регулирования прежде всего надо знать  параметры миграции 

загрязняющих веществ в природной среде.  Для этой цели необходимо 

разработать теоретические  модели, количественно описывающие  процессы 

миграции загрязняющих веществ  и позволяющие  определить параметры, 

характеризующие их интенсивность. 

Рассматривая процессы миграции и разложения загрязняющих веществ в 

поверхностных водах Азербайджана  в качестве наиболее информативных 

можно использовать климатические, гидродинамические, гидрохимические и 

биологические показатели, которые описывают процессы  миграции 

органических загрязнений и сточных вод в водных системах и их разложение 

в водоеме.

Самоочищение экосистем, загрязненных органическими веществами, 

является 
стадийным 
биогеохимическим 
процессом
миграции 
и 

трансформации загрязняющих веществ. Процесс самоочищения водоемов 

протекает под влиянием разнообразных факторов, которые действуют 

одновременно в различных сочетаниях. Однако следует помнить, что водоем 

обладает определенной способностью к самоочищению от загрязнений. 

Подобная способность водоемов не безгранична, наоборот она очень 

ограничена.

Основные процессы, обеспечивающие самоочищение водных экосистем 

- физические (сумма годовых температур воздуха с устойчивой температурой 

выше 10оС, годовой сток, характеризующий возможность рассеяния 

загрязнений), 
химические 
(степень 
минерализации, 
окисляемость 

поверхностных вод), и биотические. Физические и химические процессы 

самоочищения воды нередко регулируются биотическими факторами или 

существенно зависят от них (Остроумов С.А., 2001, 2002). Все процессы, 

участвующие в очищении воды, важны, и ни один из них не может считаться 

менее существенным, чем другие. 

При поступлении сточных вод в водоем происходит смешивание стоков 

с водой водоема, и концентрация загрязнений снижается. К важным и 

детально 
охарактеризованным 
биотическим 
процессам, 
ведущим 
к 

очищению воды, относятся окисление органических веществ (Садчиков А.П., 

1997; Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н., 2001; Wetzel R.G., 2001) и фильтрация 

воды гидробионтами (Алимов А.Ф., 2000).  Органическое вещество окисляют 

многие гидробионты, причем особая роль принадлежит микроорганизмам 

(Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н., 2001; Wetzel R.G., 2001). В силу высокой 

пластичности обменных процессов микробные популяции являются мощным 

фактором процессов самоочищения природных вод от  загрязнения. Все 

группы организмов – микроорганизмы, фитопланктон, высшие растения, 

животные, рыбы принимают прямое активное  участие в самоочищении 

водных экосистем,  причем каждая из них  участвует в более чем одном или 

двух процессах. 

В процессах самоочищения активно участвуют гетеротрофные аэробные 

бактерии. Представители многих других групп бактерий участвуют в 

деструкции органического вещества и самоочищении водоемов (Заварзин

Г.А, Колотилова Н.Н., 2001).  Существенна также роль протистов, водных 

грибов и близких им организмов в разрушении органических веществ. 

Значение разнообразия микроорганизмов, участвующие в деструкции 

органических веществ и системе самоочищения, подчеркивается тем, что 

функционально 
взаимодополняющие 
друг 
друга 
микроорганизмы 
в 

бактериальных сообществах представлены филогенетически удаленными 

друг от друга организмов (Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н., 2001).  

Основными функциональными блоками, в совокупности охватывающие 

значительную часть общего гидробиологического механизма самоочищения 

водных экосистем являются (Остроумов С.А., 2005): 

1. Блок 
фильтрационной 
активности 
(«фильтры») 
(Ostroumov

S.A.,1998);

2. Блок механизмов переноса, перекачивания химических веществ из 

одного экологического компартмента в другой (из одной среды в 

другую, т.е. «насосы» в составе механизмов самоочищения водных 

экосистем);

3. Блок расщепления молекул загрязняющих веществ («мельницы», 

перемалывающие загрязняющие вещества). 

Коэффициент 
скорости 
превращения 
(распада) 
органического 

загрязнителя зависит от ряда факторов:  химическим составом и нагрузки на 

единицу площади; гидродинамических процессов – расхода воды, скорости 

течения  или перемещения водных масс; турбулентной диффузии; 

гидробиологических процессов – дыхания, питания микроорганизмов  и др.; 

физико-химических 
процессов 
–
окисления 
продуктов 
разложения 

растворенным кислородом, воздействия реаэрации, света, температуры, 

химического взаимодействия и др.

Сумма годовых температур воздуха с устойчивой температурой выше 

10ºС
является 
одним 
из 
основных 
биоклиматических 
показателей, 

оказывающего воздействия на интенсивность процессов самоочищения. Для 

территории Азербайджана они находится в прямой зависимости от величины 

ультрафиолетового 
излучения 
и 
активности 
микроорганизмов, 

следовательно, они характеризуют интенсивность микробиологического и 

фотохимического разложения нефти в поверхностных водах. С увеличением 

суммы годовых температур возрастает устойчивость поверхностных вод к 

нефтяному загрязнению. Естественно, что в условиях Азербайджана

наиболее оптимальными такие показатели бывают   в период весны-лета
осени, и именно в этот период можно ожидать наиболее высокие скорости 

самоочищения водоемов от органических загрязнений.

Годовой слой стока, мощность и скорость потока
характеризует 

возможность рассеяния органических загрязнений в поверхностных водах. 

С возрастанием годового стока, его мощности и скорости потока  

увеличивается вероятность «механического» рассеяния 
загрязнения, 

снижения среднего модуля техногенного давления, что способствует 

быстрому восстановлению исходных свойств водных экосистем. Нами 

проведено ранжирование речных систем Азербайджана по их способности 

осуществлять механическое рассеивание загрязнений.

При ранжировании максимальный показатель   среднего стока для  рек 

каждого региона   принят за 1,   показатели  других рек составляют часть  

максимального показателя. Анализируя эти показатели применительно для 

речных систем  Азербайджана видно, что они очень сильно различаются для 

различных регионов. Так, сравнивая годовой сток рек бассейна рек Ганых
Айричай видно, что годовой сток реки Айричай составляет 21,65 м3/сек,  сток 

других рек этого бассейна –Мазимчай, Балаканчай, Катехчай,  Шинчай и др. 

колеблется в пределах 2,93-11,1м3/сек. (табл.1).
Реки  Ширванской зоны  

также сильно отличаются по среднему  годовому слою стока:  так,  

среднегодовой сток реки Гурмухчай составляет 10,7м3/сек, а  для  Агсучай 

этот показатель составляет всего 2,3м3/сек, хотя водосборные площади этих 

рек практически  одинаковы (562км2 для Гурмухчая и 572км3 для Агсучая). 

Миграция органических загрязнений в речных системах северо-восточной 

части Малого Кавказа также  различаются и их также можно ранжировать по 

данному показателю (табл.1). Как видно из данных табл.1,  по потенциальной

способности к механическому рассеиванию загрязнений реки  в пределах 

северо-восточной  части Малого Кавказа  сильно различаются от наиболее  

максимальной степени -1 (Шамкирчай) до  минимальной -0,41 для Курекчай. 

Способность к  механическому рассеиванию органических загрязнений рек 

Гилгилчай и Атачай   в  системе рек  северо-восточного склона Большого 

Кавказа в десять раз меньше, чем Кудиалчая. Показатели ранжирования    

коррелируют с данными о высокой скорости распада нефтепродуктов в реке 

Кудиалчай (показатель ранжирования 1,0) по сравнению с Гошкарчай

(показатель ранжирования 0,13) 
(Ахмедов Р.Г., 1978, 1979). 
Разброс 

показателей потенциальной способности к рассеиванию загрязнений для рек  

бассейна Ганых-Айричай  очень велик - от  максимального  1 для  Айричая 

до 0,13 для  Мазимчая. Из рек Нахичевани наиболее  Арпачай 

характеризуется 
наиболее 
высокой 
способностью 
к 
 
рассеиванию 

загрязнений  по сравнению со всеми другими реками. Из крупных рек   

потенциал рассеивания загрязнений  реки Куры в три раза больше, чем реки 

Араз. Чем выше скорость потока, тем  быстрее идет процесс миграции и 

рассеивания загрязнений, снижается модуль техногенного давления.

Табл. 1. Ранжирование речных систем по степени миграции 

потенциальных загрязнений

№№пп.
Наименование реки 
Средний 
годовой 
сток, 

м3/сек

Показатель 
ранжирования
для 

отдельных  
систем 

рек

Большие реки 

1
Кура 
853
1,0

2
Араз 
290
0,34

Реки северо-восточной части  предгорий Малого Кавказа

3
Акстафа-чай 
8,5
0,92

4
Ахынча-чай 
5,84
0,63

5
Шамкир-чай
9,25
1,0

6
Гянджа-чай
4,2
0,45

7
Курекчай
3,8
0,41

Реки Лнкоранской зоны 

8
Болгарчай
2,06
0,15

9
Вилешчай
7,0
0,50

10
Ленкоранчай
14,0
1,0

11
Астарачай 
7,0
0,5

Реки северо-восточных склонов Большого Кавказа 

12
Гусарчай
8,20
0,96

13
Гудиалчай
8,50
1,0

14
Велвеличай
4,40
0,52

15
Гилгилчай
0,87
0,1

16
Атачай 
0,86
0,1

Реки бассейна  Ганых-Айричай

17
Мазимчай
2,93
0,13

18
Балаканчай
5,57
0,26

19
Катехчай
11,1
0,51

20
Талачай
5,74
0,27

21
Мухахчай
9,57
0,44

22
Курмухчай 
10,7
0,49

23
Дашагылчай
5,52
0,26

24
Кункутчай
4,52
0,21

25
Кишчай
3,67
0,17

26
Шинчай
5,73
0,27

27
Айричай
21,65
1,0

24
Гырдыманчай
8,90
0,41

25
Турйанчай 
16,1
0,74

Реки Нахичеванской Автономной Республики 

26
Арпачай
21,5
1,0

27
Нахчыванчай
5,46
0,25

28
Гильянчай
4,17
0,19

29
Айлинджачай 
2,23
0,10

30
Айлисчай, 
Ванандчай,Дуйлунчай, 
ордубадчай

0,34
0,01

31
Гошгарчай 
2,74
0,13

Таким образом,  миграция и  механическое рассеяние органических 

загрязнений в составе  вод речных систем Азербайджана   сильно  

различается. Используя такой принцип ранжирования водных систем по их 

способности к механическому рассеиванию (миграции) органических 

загрязнений можно в сравнительном аспекте  ранжировать все реки 

Азербайджана - от рек   Большого и Малого Кавказа до крупных рек в зоне 

аккумуляции. 

Одним из  факторов самоочищения  поверхностных вод от органических 

загрязнений в горных и предгорных районов    является  степень  насыщения 

их русел обломками горных пород различного размера. Этот  фактор при 

оценке самоочищающей способности вод ранее не учитывался, однако он

может быть особенно важным  для регионов, где водные системы  

загрязняются сточными водами поселков и городов – как для Малого, так и 

Большого Кавказа.  Многие реки несут с собой, особенно в период паводков, 

большое количество  обломков горных пород разного размера. Например,  в 

южных склонов Большого Кавказа  в некоторых реках  средний размер  

выносимых реками  обломков горных пород  может достигать  в среднем 

0,077-0,296м,  диаметр некоторых обломков может достигать  1-2 метра и 

более (Мусеибов М.А., 1998).  Размер  обломков горных пород  зависит от 

ландшафтных особенностей и может колебаться в широких пределах.  Для 

рек Большого Кавказа объем таких обломков в общей массе выносов  может 

достигать до 30%, для рек Малого Кавказа- до 20%.  Наряду с крупными 

обломками горных пород,  для  многих рек, например,  Акстафачай, 

Гурмухчай  и Гудиалчай в весенне-летний сезон  в период таяния снегов 

характерен вынос частиц размером менее 0,05мм, которые могут составлять 

до 54-58% от объемов взвешенных частиц, а в маловодные сезоны года
зимой их объем может составлять до 75-90%.  В целом в реках Малого 

Кавказа размер таких частиц намного меньше, чем в реках Большого Кавказа. 

В первую очередь это связано с  характером слагающих пород. 

Немалое значение  в процессах механического рассеивания загрязнений 

имеет различие в показателях  интенсивности потоков, которые различаются 

в пределах
страны значительно. Как правило минимальный поток 

(0,5литров/км2) имеет место в низменных районах и в предгорных зонах, 

максимум –до 10-30 литров/ км2 в горных районах.   В предгорных зонах в 

зависимости от региональных особенностей и экспозиции микросклонов 

интенсивность потока может меняться, что в свою очередь будет влиять на 

интенсивность механического рассеивания загрязнений. Так, в предгорных 

зонах  южного склона Большого Кавказа 
среднегодовой поток воды  

составляет 400-1000мм, северо-восточных склонах 300-600мм, а юго
восточной части всего 100-300мм. По мере продвижения от средне- к 

высокогорью рост объемов  потока воды  связано с увеличением