В настоящее время существует проблема качества подаваемой питьевой воды. Значительная концентрация городского населения, резкое увеличение промышленных, с/х, транспортных, энергетических выбросов привели к нарушению качества воды, появлению в источниках водоснабжения отличных от естественной природной среды химических, радиоактивных и биологических агентов. Все это ставит проблему эффективного водообеспечения качественной водой населения на первое место среди остальных проблем.
Волга – крупнейшая река Европейской части РФ и Европы. Площадь ее бассейна составляет 1.36 млн. км2. В данной работе рассмотрен один участок Верхней Волги в пределах городов Старица и Ржев, находящихся в Тверской области. В городах складывается неблагоприятная обстановка с водными объектами, которые сильно загрязнены промышленными и бытовыми стоками [3].
Территория муниципального образования г. Старица площадью 765 га расположена на восточной окраине Валдайской возвышенности, по обоим берегам реки Волга. Численность населения на 1 января 2015 г. около 8100 человек. В 47 км от г. Старица располагается г. Ржев – административный центр в Тверской области, с численностью населения на 2015 г. 60 334 чел. Ржев расположен на обоих берегах Волги и находится всего в 200 км от её истока.
Анализ гидрохимических характеристик
Основными источниками загрязнения Волги и крупных водотоков Тверской области считаются недостаточно очищенные хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды, а также сельскохозяйственные стоки, поступающие непосредственно в реку или через ее малые притоки. [5] Современное состояние загрязненности воды Верхней Волги оценивается разрядом 3 «а» загрязненная. [4]
Органические вещества. Определение БПК5 в поверхностных водах используется с целью оценки содержания биохимически окисляемых органических веществ, условий обитания гидробионтов и в качестве интегрального показателя загрязненности воды.
Значения БПК5 в период исследований изменялись в интервале от 1.11 мг/л до 1.57 мг/л. Минимальные в году значения БПК5 чаще наблюдаются в зимний период (рис. 1).
Рис 1. Среднегодовые концентрации БПК5 в воде Верхней Волги в 2010–2014 гг.: 
– объем водного стока, км3
Рис 2. Среднегодовые концентрации ХПК в воде Верхней Волги в 2010 – 2014 гг.: 
– объем водного стока, км3
Количественной характеристикой степени загрязнения водоема служит показатель ХПК (химическое потребление кислорода) – его считают одним из самых информативных показателей загрязненности вод жизнедеятельностью человека. В период исследований в обоих изучаемых пунктах наблюдалось превышение ПДКрыб. (15 мг/л). Диапазон изменений среднегодовых концентраций составил 26,4 – 33,6 мг/л (рис. 2).
Биогенные элементы. Неорганические соединения азота (аммоний, нитриты и нитраты) образуются в воде в результате биохимического разложения и окисления органических остатков, как природного происхождения, так и попадающих в реки и водоемы со сточными водами. [2]
Концентрации нитрит-аниона изменялись в диапазоне от 0,009 до 0,010 мг/л. Наибольшее превышение предельно допустимых значений наблюдалось в зимний период года, что связанно с подземным стоком, который является основным источником питания реки в данный период (рис.3).
Наиболее четко выраженным гидрохимическим режимом отличаются нитраты, для которых характерно накопление зимой за счет распада органических веществ. Значения концентраций нитрат–аниона изменялись в пределах 0.14–0.32 мг/л и были значительно ниже ПДКрыб. (9.0 мг/л) (рис. 4).
Режим распределения в воде азота аммонийного близок к режиму нитратов. Однако четко выраженной закономерности не отмечается. Концентрации аммония летом 2013 и 2014 гг. были довольно близки и превышали ПДКрыб. (0,5 мг/л), поэтому это свидетельствует о том, что водность периода мало влияет на этот показатель и санитарное состояние водоема является неудовлетворительным (рис. 5).
Рис 3. Среднегодовые концентрации нитрит-аниона в воде Верхней Волги в 2010 – 2014 гг.: 
– объем водного стока, км3
Рис 4. Среднегодовые концентрации нитрат – аниона в воде Верхней Волги в 2010 – 2014 гг.: 
– объем водного стока, км3
Рис 5. Среднегодовые концентрации азота аммонийного в воде Верхней Волги в 2010 – 2014 гг.: 
– объем водного стока, км3
Рис 6. Среднегодовые концентрации Feобщ. в воде Верхней Волги в 2010 – 2014 гг.: 
– объем водного стока, км3
Повышенное содержание железа наблюдается в болотных водах. Для региона Верхней Волги характерна высокая степень заболоченности водосборов, вследствие чего, болотные воды играют значительную роль в питании водоемов и водотоков и определяют повышенные концентрации железа в воде водных объектов (рис. 6) [5].
Соединения фосфора поступают в природные воды в результате процессов жизнедеятельности и распада водных организмов, выветривания и растворения пород, содержащих ортофосфаты, обмена с донными отложениями, поступления с поверхности водосбора (рис. 7).
Концентрация нефтепродуктов превышала ПДКрыб. (0,05 мг/л), что свидетельствует о высоком техногенном загрязнение поверхностных вод (рис. 8).
На территории обоих городов располагаются машиностроительные предприятия с локальными очистными сооружениями. Сброс очищенных сточных вод осуществляется в реку Волга [3].
Рис. 7. Среднегодовые концентрации минерального фосфора в воде Верхней Волги в 2010 – 2014 гг.: 
– объем водного стока, км3
Рис. 8. Среднегодовая концентрация нефтепродуктов в воде Верхней Волги в 2010 – 2014 гг.: 
– объем водного стока, км3
Основной причиной загрязнения водных объектов является техногенное и антропогенное воздействие, недостаточная надежность систем водоочистки городских очистных сооружений.
В разряд предприятий, имеющих недостаточно эффективную очистку, по-прежнему, входят предприятия водопроводного – канализационного хозяйства, а также некоторые виды промышленных предприятий [1].
Заключение
Анализ химических компонентов воды в данном районе показал некоторые превышения предельно допустимых концентраций, по таким компонентам как БПК5, ХПК, ион аммония, нитриты, нитраты и нефтепродукты. Превышение данных компонентов связаны с недостаточной надежностью систем водоочистки городских очистных сооружений. Все городские очистные сооружения нуждаются в ремонте и замене.