Экологическая характеристика р. Миасс и её водохранилищ
Река Миасс - одна из крупнейших водных артерий Челябинской области, протяженностью 384 км, площадь водосбора составляет 6830 км²; естественный сток реки зарегулирован водохранилищами и прудами. На территории области река подвержена влиянию сточных вод городов: Миасса, Карабаша, Челябинска. Загрязнение реки Миасс происходит за счет сброса ливневых вод с территории городов и промышленно-ливневых - с территории промышленных предприятий, а также за счет перелива хозфекальных стоков. Исследование воды по химическим показателям имеет важное информационное значение. Изучение состава структуры и пространственно –временной динамики содержания веществ необходимо для понимания процессов, происходящих в водных экосистемах, для решения вопросов о рациональном использовании и охране природных вод.
Мы оценили экологического состояния реки Миасс по результатам химического анализа.
Наблюдение за качеством р. Миасс проводились в период с 2013 по 2014гг. Отбор проб воды осуществлен с учетом требований нормативных документов.
Анализ проб воды на содержание тяжелых металлов проводился атомно-абсорбционным методом на спектрометре с электротермической атомизацией и Зеемановской коррекцией неселективного поглощения «МГА-1000», растворенный кислород, БПК5 на анализаторе жидкости многопараметрическом «Экотест-2000Т», азот и фосфорсодержащие компоненты, сульфаты на спектрофотометре УФ-1100, нефтепродукты на концентратомере КН-2М по утвержденным методикам.
По результатам анализа проводилась статистическая обработка данных, рассчитывались средние значения количественных показателей и их 95% доверительные интервалы. Оценка степени загрязнения воды в реке проводится с использованием в качестве критерия предельно допустимых концентраций (ПДК) рекреационного водопользования.
От верховьев до границы с Курганской областью р.Миасс испытывает различной степени антропогенную нагрузку. До г.Миасса организованные стоки в р.Миасс отсутствуют. Вода реки загрязняется поверхностным стоком, а также поступление загрязняющих веществ происходит опосредованно, в частности: через р.Уштарганку, приток р.Миасса, в которую производится сброс хозяйственно бытовых сточных вод «ЛПДС Ленинск» Челябинского нефтепроводного управления. В состав сточных вод входят азот- и фосфорсодержащие компоненты, органические соединения, сульфаты, хлориды, нефтепродукты, взвешенные вещества. В верховье реки до г.Миасса качество воды по основным гидрохимическим показателям удовлетворяет требованиям установленных нормативов.
За период 2013-2014гг. среднегодовые концентрации азот- и фосфорсодержащих компонентов, легкоокисляемых органических соединений (БПК5) не превышали ПДК. Кислородный режим реки на этом участке удовлетворительный: содержание растворенного в воде кислорода варьировало от 8,7 до 9,6 мгО2/дм3(норма >6,0 мг/л), насыщение воды кислородом соответствовало 78-85%. Минерализация воды реки средняя – 530-585 мг/дм3. Характерное для Уральского региона повышенное содержание металлов в породе сказывается и на содержании их в воде рек. Так, в верховье р.Миасс, в условиях отсутствия организованных сбросов, концентрации меди и цинка в воде традиционно превышают гигиенические нормативы в 2-3 раза, марганца – в 10-15 раз; содержание последнего в подледный период – период наименьшего расхода воды в реке - увеличивается до 23-26 ПДК, и может достигать уровня высокого загрязнения (>30 ПДК). Концентрации в воде никеля – ниже ПДК, железа общего от 0,9 до 1,3 ПДК. В результате сброса в реку неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод в воде повышается уровень содержания вредных химических веществ. Так, в воде р.Миасс ниже г.Миасса (в створе д.Новотагилки) среднегодовые концентрации азота аммония находились на уровне 2-3,3ПДК, азота нитритов – 2-5 ПДК, фосфора фосфатов – 1,5-3,2 ПДК.
Во внутригодовой динамике прослеживается закономерность: максимальные концентрации азота аммония (до 4-8 ПДК) и фосфатов (до 4 ПДК) обнаруживались в период ледостава, а азота нитритов – в летнюю межень. При этом концентрации нитритов достигали уровня высокого загрязнения (>10 ПДК) и соответствовали 12-16 ПДК, а в 2014 г. возрастали до максимальных – 27-36,5 ПДК. Ниже г.Миасса содержание в воде БПК5 возрастает, 
по сравнению с верховьем реки, в среднем в 3 раза, а нефтепродуктов увеличивается вдвое: за период 2013-2014гг. среднегодовые концентрации БПК5 превышали ПДК в 1,5-3,3 раза, нефтепродуктов – в 1,5-4,5 раза, максимальные концентрации фиксировались на уровне 9-10 ПДК. Концентрации меди и цинка изменялись от 2 до 6 ПДК, марганца – от 5 до 15 ПДК, железа общего – от 1,5 до 4,5 ПДК. Ниже по течению р.Миасс в районе г.Карабаша перед Аргазинским водохранилищем в реку впадает р.Сак-Элга, являющаяся проводником загрязняющих веществ. Река Сак-Элга перед впадением в р.Миасс представляет собой коллектор загрязненных сточных вод промышленных предприятий г.Карабаша. Источниками загрязнения р.Сак-Элги являются кислые водоемы, образованные на месте отработанной шахты «Южная», «Рыжий ручей», собирающий ливневые стоки с территории города и горы Золотой, пиритные отложения в речной пойме, дренаж шламонакопителей и хозяйственно бытовые сточные воды города. Вода в р.Сак-Элги.Вода ниже впадения Рыжего ручья до устья стабильно загрязнена ионами тяжелых металлов: содержание в воде никеля - 15 ПДК находится на уровне высокого загрязнения, меди - 1110 ПДК, цинка - 450 ПДК и марганца - 312 ПДК – на уровне экстремально высокого загрязнения (>50 ПДК). По показателю индекса загрязненности вод (ИЗВ) качество воды реки Сак-Элга соответствует VII классу и характеризуется как «чрезвычайно грязная». Загрязнение, вносимое р.Сак-Элгой формирует качественный состав Аргазинского водохранилища, в верхнем бьефе которого (в районе г.Карабаша) отмечается напряженная ситуация по содержанию в воде тяжелых металлов. Среднегодовая концентрация меди возросла с 12 ПДК в 2013 г. до 25 ПДК в 2014 г, цинка – с 5,4 ПДК до 17,4 ПДК соответственно (уровень высокого загрязнения медью >30 ПДК, цинком >10 ПДК). Среднегодовое содержание марганца в 2014 г. приблизилось к уровню высокого загрязнения (ВЗ >30 ПДК) и составило 22,2 ПДК.
Кроме того, отмечается увеличение количества случаев высокого и экстремально высокого загрязнения воды Аргазинского водохранилища тяжелыми металлами с 3 (медь, марганец) в 2013г. до 6 (медь, цинк, марганец) в 2014 г. В приплотинной части Аргазинского водохранилища, благодаря высокой самоочищающей способности, наблюдается снижение содержания металлов до уровня природного фона: меди и цинка – до 2-3 ПДК, марганца – до 6-7 ПДК. Качество воды Аргазинского водохранилища неоднородно по акватории и по содержанию биогенных и органических соединений. В верхнем бъефе водохранилища под влиянием загрязненного притока – р.Сак-Элги среднегодовые концентрации легкоокисляемых органических соединений (БПК5) колебались в пределах 0,8-1,2 ПДК, азота аммония – 1-1,8 ПДК, азота нитритов – 1-1,4 ПДК, в то время как в нижнем бъефе водохранилища концентрации биогенных и органических 
соединений стабилизировались в рамках ПДК: величина БПК5 соответствовала 0,7-0,8 ПДК, азота аммония и азота нитритов – 0,5 и 0,3 ПДК соответственно. Ниже по течению р.Миасс до г.Челябинска содержание в воде ионов металлов было на уровне гидрохимического фона: меди и цинка – 2,5 ПДК, марганца – 6,5 ПДК, железа общего – 0,5 ПДК (по усредненным данным за период 2013-2014 гг.). Содержание растворенного в воде кислорода составляло 9,2-10,5 мг/л, насыщение воды кислородом было стабильно в норме – 82-85% (норма >80%). Минерализация воды в реке средняя, изменялась от 280 до 320 мг/л. Концентрации азот– и фосфорсодержащих компонентов и легкоокисляемых органических соединений (БПК5) не превышали предельно допустимых. Шершневское водохранилище является единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения г.Челябинска, городов-спутников (г.Копейск, г.Коркино, г.Еманжелинск) и Сосновского района.
Водохранилище, являясь открытым водоемом, испытывает негативное воздействие воздушных выпадений, что является неизбежным в условиях развитого промышленного центра. Прибрежная территория водохранилища интенсивно используется в качестве зон отдыха (городские пляжи, дачи, коллективные сады), несущих определенную антропогенную нагрузку на водоем. По данным лабораторных исследований среднегодовые концентрации биогенных компонентов (азота аммония, азота нитритов, азота нитратов, фосфора фосфатов, фосфора общего, железа общего) не превышали предельно допустимых, содержание органических соединений по БПК5
составило в 2014 г.1,1 ПДК, концентрации трудноокисляемых органических соединений (ХПК) находились на уровне 1,2-1,5 ПДК. Кислородный режим в поверхностном горизонте водохранилища удовлетворительный: содержание растворенного кислорода составляло 10,5-11,2 мг/л, насыщение воды кислородом соответствовало 80-97%. Величина солесодержания в воде средняя – 220-330 мг/л. Вода в р.Миасс ниже плотины Шершневского гидроузла имеет удовлетворительное качество: содержание растворенного в воде кислорода составляло в период 2013-2014 гг. 10,8-11,2 мг/л, насыщение воды кислородом стабилизировалось в рамках 95-98%. Минерализация воды средняя, варьировала от 290 до 320 мг/л. Концентрации биогенных компонентов в речной воде не превышали предельно допустимых. Содержание металлов – на уровне природного геохимического фона: меди и цинка – 2,2 ПДК, марганца – 5-6 ПДК. Ниже г.Челябинска р.Миасс испытывает наибольшую техногенную нагрузку: является приемником 
промышленных и хозяйственно бытовых сточных вод свыше 20 предприятий и организаций города. По усредненным данным за период 2013-2014 гг. в воде р.Миасс ниже г.Челябинска содержание азота нитритов достигает уровня высокого (>10 ПДК) загрязнения, превышая предельно допустимую концентрацию в 12 раз, аммонийного азота - в 6 раз, фосфатов – в 2,8 раза. Среди органических соединений концентрации нефтепродуктов достигают в среднем 4 ПДК, БПК5
– 3 ПДК, в воде появляются фенолы, в большинстве случаев – в пределах ПДК (0,001 мг/л), а в 2013 г. и в 2014 г. среднегодовые концентрации составляли 1,3-1,5 ПДК. Содержание в речной воде меди возрастает в среднем до 4 ПДК, цинка – до 3 ПДК, марганца – до 10 ПДК. Кислородный режим в реке нестабилен: концентрации растворенного в воде кислорода в ряде случаев снижаются до уровня ЭВЗ – острого дефицита (< 2 мг/л); в среднем за исследуемый период содержание в воде кислорода - 6,6 мг/л было близко к пороговому значению (6 мг/л). Насыщение воды кислородом соответствовало 60%. Минерализация воды за счет поступления минеральных солей, входящих в состав сточных вод, возрастает и колеблется от 340 до 700 мг/л. В замыкающем створе – на границе с Курганской областью вода в р.Миасс имеет неудовлетворительное качество, так как состав воды формируется под влиянием сбросов сточных вод Челябинского промузла, а также с.Миасского, п.Лазурного и п.Мирного.
По данным лабораторных исследований за период 2013-2014 гг. отмечалось повышенное загрязнение воды р. Миасс азотом аммония до 4,2 ПДК, азотом нитритов – до 6 ПДК, фосфатами – до 2,5 ПДК, нефтепродуктами – до 3 ПДК, органическими соединениями – до 2,2 ПДК. В целом же, за период 2013-2014 гг. состояние качества воды р.Миасс от верховья до границы с Курганской областью не претерпело существенных изменений: традиционно в створе выше г.Миасса наблюдается повышенное содержание в воде ионов марганца вследствие влияния геохимического фона, в воде ниже городов Миасса и Челябинска повышается содержание биогенных и органических соединений, тяжелых металлов вследствие влияния промышленных и хозяйственно бытовых сточных вод.
Таким образом, наиболее подверженной антропогенному воздействию остается река Миасс. На участке ниже города Миасса состояние реки характеризуется как «умеренно загрязненная», ниже города Челябинска - как «грязная» или «очень грязная».