CC BY
47
УДК 771.712(470-25)
DOI: 10.24412/1728-323X-2022-3-9-20
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ СРЕДНЕГО И НИЖНЕГО ФЕРМСКИХ ПРУДОВ НА ТЕРРИТОРИИ РГАУ-МСХА ИМЕНИ К. А. ТИМИРЯЗЕВА
Р. Рамадан, аспирант кафедры экологии, РГАУ — МСХА имени К. А. Тимирязева, ritaramadan1991@gmail.com, Москва, Россия,
Е. Б. Таллер, доцент кафедры экологии, к. с.-х. н., РГАУ — МСХА имени К. А. Тимирязева, etallereb@mail.ru, Москва, Россия,
И. И. Васенев, доктор биологических наук, профессор заведующий кафедрой экологии, РГАУ — МСХА имени К. А. Тимирязева, vasenev@rgau-msha.ru, Москва, Россия
Аннотация. В работе представлены результаты сравнительной оценки качества воды в Среднем и Нижнем Фермских прудах Тимирязевской академии, которые отличаются по характеру воздействия на них со стороны находящихся учебных корпусов и опытных полей университета с различными сельскохозяйственными культурами. Нижний Фермский пруд расположен вблизи обрабатываемых опытных полей на склоне, а на Средний Фермский пруд негативное влияние оказывает улица Верхняя аллея с интенсивным движением автотранспорта. Суммарная площадь обоих прудов 2,9 га. На исследуемых водоемах зимой и летом (2020 г.) по единой схеме отбора и анализа образцов были измерены растворенный в воде кислород, температура, водородный показатель (pH) и содержание железа, меди, хлоридов, нитритов и аммонийного азота. Определение химических показателей качества воды проводили в день отбора водных проб фотометрическим методом на спектрофотометре «PC spectro Lovibond».
Исследования показали значительное пространственное варьирование содержания аммония и других показателей как по акватории пруда, так и по глубине водоема. при слабощелочной, близкой к нейтральной реакции воды, величина pH существенно уменьшается от поверхности водоемов ко дну. Содержание растворенного кислорода непосредственно связано с температурой воды и глубиной отбора пробы воды. В летний период его больше у дна, чем у поверхности пруда, где более высокие температуры. В зимний период пробы, отобранные у поверхности водоема, более насыщены кислородом, чем пробы, отобранные на глубине, температура которых выше. Также наблюдалось значительное изменение большинства изученных параметров воды при смене зимнего и летнего сезонов года, что наиболее четко проявляется в содержании хлоридов. В среднем почти двукратное увеличение содержания хлоридов в обоих прудах в зимнее время свидетельствует о значительном воздействии на качество воды в прудах применения на прилегающей территории антигололедных реагентов.
Abstract. The paper presents the results of a comparative assessment of water quality in the Middle and Lower Fermsky ponds of the Timiryazev Academy, which differ in the nature of the environmental impact on them. There are university buildings and laboratories, experimental fields with various crops on their catchment areas. The total area of both ponds is 2.9 ha. The oxygen dissolved in water, temperature, pH and the content of iron, copper, chlorides, nitrites and ammonium nitrogen were measured according to a unified sampling and analysis scheme in the studied ponds in winter and summer (2020). The determination of chemical indicators of water quality was carried out on the day of water sampling by the photometric method, with "PC spectro Lovibond" spectrophotometer.
The studies of the water quality in the Lower and Middle Fermsky ponds showed the essential variation in most of the determined indicators. Thus, it was established that the content of ammonium nitrogen in the summer period in the Lower Fermsky pond is less than in the Middle Fermsky pond. It should also be noted that both ponds are experiencing anthropogenic impact. The Lower Fermsky pond is located near the cultivated experimental fields on a slope, and the Middle Fermsky pond is negatively affected by the Upper Alley Street with heavy traffic.
The studies also showed a spatial variation in the content of ammonium and other indicators both in the water area of the pond and in the depth of the reservoir. The studies have established that the water is slightly alkaline, close to neutral in the ponds, the pH value changes, decreasing from the surface to the bottom. Dissolved oxygen content is directly related to water temperature and water sampling depth. In summer, there is more of it at the bottom than at the surface of the pond. In winter, the samples taken near the surface of the reservoir are more saturated with oxygen than samples taken at depth. There was also a significant variation in most of the studied parameters during the change of winter and summer seasons, and this is more clearly manifested in the content of chlorides. On average, an almost two-fold increase in the chloride content in both ponds in winter indicates a significant impact of the anti-icing agents used in the adjacent territory on the water quality in the ponds.
Ключевые слова: экологический мониторинг, качество водных экосистем, водоемы, пруды, антропогенная деятельность, загрязнение воды, гидрохимические показатели.
Keywords: environmental monitoring, quality of aquatic ecosystems, reservoirs, ponds, anthropogenic activity, water pollution, hydrochemical indicators.
Введение
Одной из основных проблем современной экологии являются загрязнение поверхностных водных объектов, во многом определяемое уровнем антропогенной нагрузки, связанной с интенсивным селитебным, сельскохозяйственным и рекреационным землепользованием [1, 2]. Это требует интегрированной системы мониторинга
поверхностных водоемов с наблюдением, оценкой и прогнозом изменений их состояния, которые вызываются антропогенной д еятельности [3].
К наиболее экологически значимым водным экосистемам относятся пруды. Они активно используются в зависимости от своего местоположения, размера и состояния, в различных целях, но наиболее часто для резервного водоснабже-
ния, регулирования местного уровня грунтовых вод и рекреации. Более крупные пруды — для рыборазведения, организованной рыбной ловли и товарного производства рыбной продукции [4].
Нерациональное использование прудов нередко приводит к ухудшению качества воды и экосистемы в целом, что может привести к невосполнимым потерям, поскольку при попытке восстановления прудовых экосистем зачастую невозможно полностью вернуть их к исходному состоянию [5]. Качество водных экосистем можно оценить с использованием физических, химических и биологических параметров. Превышение значений этих параметров выше установленных пределов опасно для живых организмов, обитающих в этих экосистемах [6].
Гидрохимические анализы включают определение показателей воды, характеризующих ее химический состав и свойственных ее естественному (природному) состоянию [7]. В число таких основных показателей качества воды входят: водородный показатель (рН), растворенный в воде кислород, показатели минерализации (включая содержание хлорид-анионов), содержания биогенных элементов (включая нитрит-анионы и аммоний) и наиболее экологически значимых для водных экосистем тяжелых металлов (железо и медь), которые могут массово и воспроизводимо количественно определяться традиционно используемыми лабораторно-аналитическими методами, при соблюдении установленных правил отбора и хранения водных проб [8].
Концентрация катионов водорода в воде (оцениваемая по рН) определяется интенсивностью протекания окислительно-восстановительных процессов в водоеме. От этого зависят многие стороны жизнедеятельности гидробионтов, особенно микроорганизмов.
Содержание растворенного кислорода в воде имеет важное значение для оценки ее экологического и санитарного состояния [9]. Кислород должен содержаться в воде в достаточном количестве, обеспечивая условия для дыхания гидро-бионтов. Он также необходим для самоочищения водоемов, т. к. участвует в процессах окисления органических веществ и разложения отмерших организмов [10]. В обитаемом водоеме с гидроби-онтами концентрация растворенного кислорода в любое время года не должна быть меньше 4 мг/л, иначе происходит гибель некоторых живых организмов [11].
Фермские пруды расположены на территории с опытными полями, поэтому содержание нитритов и аммонийного азота также относится к важным показателям мониторинга качества их воды [12]. Различные виды азотных и смешанных удобрений, поверхностный и внутрипочвенный стоки с территории полей обычно способствуют сезонному росту содержания в водоемах соединений азота [13, 14].
Объекты и методы исследования
Исследования проводились на Среднем и Нижнем Фермских прудах Тимирязевской академии (рис. 1, 2). Суммарная площадь их водного зеркала составляет 2,9 га. Каскадная система из трех Фермских прудов (Верхний ^ Средний ^ ^ Нижний) была создана в долине р. Жабенки на территории усадьбы Петровско-Разумовское в середине XVIII века. Сейчас это основной кампус Российского государственного аграрного университета — МСХА имени К. А. Тимирязева в северной части города Москвы. Через пруды протекает Фермский ручей — правый приток р. Жабенки, в настоящий момент заключенный в коллектор. Питание прудов — преимущественно из грунто-
Рис. 1. Средний Фермский пруд на территории Тимирязевской академии
Рис. 2. Нижний Фермский пруд на территории Тимирязевской академии
вых и поверхностных вод, с периодическим пополнением в наиболее засушливые периоды из водопровода [15].
Среднегодовая температура на территории, примыкающей к прудам, согласно многолетним данным старейшей в Москве метеорологической обсерватории имени В. А. Михельсона, колеблется от 2,7 до 3,8 °С. Самый теплый месяц — июль, самый холодный месяц — январь.
Средний пруд расположен между Верхним и Нижним прудами, рядом с Верхней аллеей — улицей с активным движением автотранспорта, его площадь составляет 1,4 га, ширина — 80 м и средняя глубина — 2 м (рис. 1).
Рядом с Нижним Фермским прудом раскинулись поля Полевой Опытной станции РГАУ— МСХА имени К. А. Тимирязева), ее площадь — 1,5 га, ширина — 80 м и средняя глубина — также 2 м (рис. 2).
Изучаемые пруды в основном используются для отдыха и рыбалки, а близость опытных полей и учебных корпусов придает значимость изучения этих водоемов и выявления воздействия различных видов деятельности на водную экосистему прудов.
На исследуемых водоемах зимой и летом 2020 года были измерены температура, растворенный в воде кислород, водородный показатель (pH) и содержание наиболее экологически значимых для Фермских прудов гидрохимических показателей (хлориды, нитриты, аммонийный азот, железо, медь).
Отбор проб воды для анализа производился в соответствии с ГОСТ 51592—2000 «Вода. Общие требования к отбору проб» [16] в пяти точках, распределенных вдоль горизонтальной и вертикальной осей каждого пруда, на трех уровнях (на поверхности, в середине толщи воды и у дна — табл. 1, 2) в каждой точке исследования (рис. 3, 4).
Измерение температуры воды производили ртутным термометром, заключенным в металлическую оправу, с ценой деления 0,1 °С. рН воды определялось потенциометрическим методом на месте с использованием мобильного электронного рН-метра.
Измерение растворенного кислорода в водеы проводилось также на месте с помощью мобильного оксиметра «HANNA HI 9142», специально предназначенного для измерения концентрации растворенного кислорода в воде. Физико-хи-
Таблица 1
Схема отбора проб воды в Среднем Фермском пруду
Номер точки Положение точек отбора проб воды Глубина отбора проб воды, см
Поверхностная часть (а) Средняя часть (b) Придонная часть (с)
1 Приплотинная часть пруда, рядом с Верхней аллеей 5 160 320
(активное движение автотранспорта
2 Центральная часть пруда 5 145 290
3 Центральная часть пруда вблизи берега, 5 60 120
4 Центральная часть пруда вблизи берега, 5 90 180
5 Верхняя часть пруда, вблизи Лиственничной аллеи 5 118 235
(пешеходное движение)
мические анализы качества воды проводились в лаборатории агроэкологического мониторинга, моделирования и прогнозирования экосистем (ЛАМП) на спектрофотометре «PC spectro Lovibond».
Результаты исследований
Результаты проведенных мониторинговых исследований показали повышенную пространственно-временную изменчивость содержания в воде исследуемых прудов растворенного кислорода, значений рН и температуры воды (табл. 3). Важная характеристика качества воды в природных объектах — содержание растворенного кислорода, которое уменьшается с повышением температуры воды.
Содержание растворенного кислорода непосредственно связано с температурой воды. В летний период оно колеблется от 6,1 до 9,08 мг/л в Среднем пруду и от 6,1 до 10,9 мг/л — в Нижнем пруду. Замечено, что у дна его меньше, чем у поверхности пруда. В зимний период значение растворенного кислорода изменяется в диапазонах от 9 до 10,9 мг/л в Среднем пруду и от 7,8 до 10,1 мг/л в Нижнем пруду. Таким образом, содержание растворенного кислорода в воде иссле-ддуемых прудов зимой, как правило, существенно больше, чем летом. Наименьшее содержание растворенного кислорода (6,1 мг/л) наблюдалась летом в точке наблюдения рядом с дорогой в Среднем пруду и в приплотинной части Нижнего Фермского пруда.
Таблица 2
Схема отбора проб воды в Нижнем Фермском пруду
Номер точки Положение точек отбора и анализа проб воды Глубина отбора проб воды, см
Поверхностная часть (а) Средняя часть (b) Придонная часть (с)
1 Приплотинная часть пруда вблизи Лиственничной 5 55 110
аллеи (пешеходное движение)
2 Центральная часть пруда 5 145 290
3 Центральная часть пруда вблизи берега с опытными 5 40 80
полями
4 Центральная часть пруда вблизи рекреационной зо- 5 40 80
ны и учебными корпусами
5 Верхняя часть пруда, вблизи рекреационной зоны 5 40 80
Рис. 4. Схема отбора проб в акватории Нижнего Фермского пруда
Низкие значения растворенного кислорода совпадают с летним повышением температуры и разложением большого количества органических веществ за относительно короткий период времени, что приводит к значительному снижению концентрации растворенного кислорода в воде. При этом концентрации растворенного кислорода во всех точках наблюдения постепенно снижа-
лись от поверхности водоемов к их донной области.
Значение рН в Среднем Фермском пруду находятся в диапазоне от 7,08 до 9,32 летом и от 7,97 до 8,63 зимой, когда среда становится менее щелочной и более нейтральной. В летний период в основном преобладает слабощелочная среда в придонной части водоема и щелочная у поверх-
Таблица 3
Температура и физико-химические показатели качества воды
Средний Фермский пруд Нижний Фермский пруд
№ точки Глубина Содержание кислорода (мг/л) рН Т (°С) Содержание кислорода (мг/л) рН Т (°С)
лето зима лето зима лето зима лето зима лето зима лето зима
а 9,0 9,4 9,12 8,45 24,9 0,5 10,6 10,0 7,64 7,85 24,2 0,2
1 Ь с 7,8 6,1 9,5 9,0 9,16 8,08 8,49 8,56 24,4 24,2 2,9 3,9 10,3 10,0 9,6 7,8 7,54 6,7 7,81 7,73 23,9 24 3,0 4,0
а 8,2 10,3 9,09 8,32 22,1 0,9 10,9 8,8 6,76 7,54 22,9 0,9
2 Ь с 8.3 6.4 9,3 9,5 8,57 7,08 8,2 8,12 22,9 22,7 3,0 4,0 10,7 7,08 9,3 6,7 6,48 7,76 7,59 7,62 23,1 23,9 2,1 3,9
а 8,4 10,0 9,32 8,37 25,4 0,4 10,9 9,4 6,11 7,8 24,6 0,7
3 Ь с 7,8 6,4 9,6 9,5 9,11 8,16 8,43 8,43 25,6 25,1 2,8 3,7 10,6 6,5 9,2 9,2 7,46 7,38 7,92 8,1 24,9 24,5 2,9 3,9
а 9,08 10,5 8,6 8,63 23,2 0,2 10,7 10,1 7,55 8 23,2 0,6
4 Ь с 8,0 7,9 10,4 10,1 9,08 8,49 8,46 8,44 23.2 23.3 2,9 3,6 10,8 7,0 9,8 9,0 7,85 7,37 7,9 7,9 23,6 23,6 2,9 4,0
а 8,5 9,3 9,26 8,2 23,9 0,1 10,8 8,6 7,69 6,68 25,1 0,5
5 Ь с 7,9 6,6 10,9 10,1 8,23 8,22 7,97 7,99 24,0 24,2 2,9 3,9 10,8 6,1 9,0 9,7 7,33 7,13 7,18 7,5 25 25,3 2,0 4,0
Г'4 I I Г'4 ■ лъ1-
1 °'3 1 °'3 II
1 11111
12345 ^ 12345
а Ь 1с а аЬ Вс
Рис. 5. Содержание аммонийного азота в Среднем Фермском пруду в летний и зимний периоды
ности. В Нижнем Фермском пруду летом преобладают нейтральные значения рН (6,11—7,85). Зимой же в основном преобладают условиях слабощелочной среды с рН 6,68—8,1. Таким образом, вода в Среднем Фермском пруду более щелочная, чем вода в Нижнем (вероятно, это влияние антигололедных реагентов, активно применяемых на проезжей части Верхней аллеи). Наиболее высокие значения рН как в Среднем, так и Нижнем Фермских прудах, наблюдались в точках наблюдений вблизи береговой зоны с заметной рекреационной нагрузкой.
В образцах, взятых из Среднего и Нижнего Фермских прудов в летний и зимний периоды, содержание нитритов не превышает ПДК, установленных для хозяйственно-питьевых, культурно-бытовых (3,3 мг/л) и даже рыбохозяйственных (0,08 мг/л) водоемов. Нитриты образуются в анаэробных условиях [17]. Низкие концентрации
N02 в воде исследуемых прудов свидетельствуют об относительно невысоком уровне органической нагрузки на них.
Содержание аммонийного азота в Среднем и Нижнем пруду (табл. 4) в летний и зимний периоды также не превышает нормативное значение (0,5 мг/л) для водоемов рыбохозяйственного водопользования, но характеризуется значительно более высоким пространственным разнообразием и выраженной сезонной динамикой.
Можно отметить наибольшее содержание аммонийного азота в Среднем пруду в летний период в придонной части точек наблюдения в средней части пруда (0,43 мг/л) и рядом с дорогой (0,48 мг/л). В зимний период содержание NH+ колеблется от 0,14 до 0,42 мг/л и также не превышает установленных нормативов для водоемов всех видов водопользования, но значительно увеличивается по сравнению с летним периодом.
Таблица 4
Гидрохимические показатели качества воды в Среднем и Нижнем Фермском прудах
в летний и зимний периоды
Средний Фермский пруд Нижний Фермский пруд
№ пробы Глубина Аммонийный азот (мг/л) Хлориды (мг/л) Аммонийный азот (мг/л) Хлориды (мг/л)
Лето Зима Лето Зима Лето Зима Лето Зима
1 а Ь с 0,03 0,05 0,48 0,17 0,36 0,21 6,55 5,8 8,55 15,3 12,5 13,2 0,04 0,05 0,13 0,17 0,4 0,32 8,1 8,9 7,3 14,5 15,3 12
2 а Ь с 0,08 0,22 0,43 0,23 0,14 0,21 6,55 9.2 8.3 14,4 15,3 16,2 0,03 0,25 0,17 0,28 0,37 0,39 8.4 8.5 15,5 15,8 17,6 13,4
3 а Ь 0,02 0,07 0,15 0,32 6,5 6,3 13,2 13,1 0,08 0,05 0,23 0,34 7,5 8,4 13 17,6
с 0,06 0,38 6,65 12 0,14 0,44 8,7 11,9
4 а Ь 0,05 0,05 0,4 0,35 7 6,15 14,2 15,9 0,05 0,02 0,18 0,32 8,3 9 14,5 13,4
с 0,09 0,34 6,1 14,3 0,08 0,21 8 13,2
5 а Ь 0,02 0,08 0,42 0,22 5,75 5,85 19,5 18,5 0,02 0,08 0,21 0,3 8,9 8,6 14.4 19.5
с 0,09 0,32 5,03 17,2 0,09 0,31 7,1 18,8
Рис. 6. Содержание аммонийного азота в Нижнем Фермском пруду в летний и зимний периоды Примечания: 1, 2, 3, 4, 5 — точки наблюдения. а, Ь, с: глубины отбора проб воды, (а) поверхностная часть, (Ь) средняя часть, (с) придонная часть
Можно также отметить, что в л етний период концентрация NH+ в Нижнем пруду меньше, чем в Среднем (рис. 5, 6), несмотря на его соседство с опытными полями Тимирязевской академии.
В зимний период наибольшие концентрации аммонийного азота характерны для придонного слоя воды, что может быть связано с условиями массового отмирания и бактериального разложения водорослей при снижении биологических процессов в целом, приводящее к накоплению продуктов минерализации органического вещества и донных отложений на дне [18].
Содержание хлоридов в пробах воды, взятых из Среднего и Нижнего Фермских прудов (табл. 4), в летний и зимний периоды не превышает нормативы как для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (350 мг/л), так и водоемов рыбохозяйственного назначения (300 мг/л). Однако зимой значение концентра-
ций хлоридов по сравнению с летними значениями возрастают в 3—4 раза (рис. 7), не превышая норматив ПДК. Увеличение концентрации хлоридов в зимний период может быть связано с обработкой проезжей части, пешеходных дорожек и тротуаров антигололедными реагентами, содержащими данные соединения, которые впоследствии могут попадать в водоем [19].
Значения содержания меди в Среднем Фермском пруду в летний период колеблются в диапазоне от 2,88 до 3,94 мг/л, в зимний — от 3,05 до 4,16 мг/л (табл. 5). В Нижнем Фермском пруду в летний период содержание меди изменяется в диапазоне от 3,24 до 3,85 мг/л, в зимний — от 3,29 до 4,31 мг/л. Показатели содержания меди существенно превышают ПДК для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (1 мг/л). По содержанию данного элемента пруд совершенно непригоден
Таблица 5
Гидрохимические показатели качества воды в Среднем и Нижнем Фермском прудах
в летний и зимний периоды
Средний Фермский пруд Нижний Фермский пруд
№ пробы Глубина Медь (мг/л) Железо (мг/л) Медь (мг/л) Железо (мг/л)
Лето Зима Лето Зима Лето Зима Лето Зима
1 a b 3,28 3,46 3,81 3,05 <0,1 <0,1 <0,1 0,27 3,4 3,83 4,31 3,87 <0,1 0,17 <0,1 0,34
c 3,72 3,36 0,15 <0,1 3,36 3,66 0,11 <0,1
2 a b 3,56 3,4 4,16 3,95 <0,1 <0,1 <0,1 0,23 3,24 3,8 3,68 3,34 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1
c 3,41 4,11 <0,1 <0,1 3,8 4,01 0,17 <0,1
3 a b c 3,69 3,83 3,18 3,75 3,39 4,15 <0,1 <0,1 0,21 <0,1 0,32 <0,1 3,85 3,71 3,38 3,29 4,11 3,88 <0,1 <0,1 0,18 0,23 <0,1 <0,1
4 a b c 3,94 3,39 3,16 3,69 4,04 3,51 <0,1 <0,1 0,18 <0,1 <0,1 <0,1 3,68 3,84 3,59 3,54 3,76 3,84 <0,1 <0,1 0,41 <0,1 0,2 <0,1
5 a b c 2,88 3,4 3,58 3,36 3,65 3,23 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 3,33 3,36 3,47 4,12 3,65 3,32 <0,1 0,12 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1
С1, мг/л 5 10 15
20
50 100 150
Летний период Зимний период
15
20
1 1 ■ 'Ж ■ ■ ■ ■
0 5 10 15 20
0 -1-1-1-1--Г~1—I—I——I—Г
10
15
50 100 150
?
3 10
о
50 100 150
4 10
О 50 100 150
15
20
Г- ■ ■ ■ ж. ж X-
15
20
а
о
50 100 150 200 250 300
О 50 100 150 200 250 300
: \
1 1
: *
1
;
1
10
Рис. 7. Содержание хлоридов в Фермских прудах в зимний и летний периоды: А — Средний Фермский пруд; В — Нижний Фермский пруд
А
Си, мг/л
3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2
О 50 100 150
К™
+ Летний период —Ж— Зимний период
3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2
3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2
3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2
0 50 100 150 200 250 300
3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2
0 50 100 150 200 250 300
4
3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2
3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2
3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2
3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2
Рис. 8. Содержание меди в Фермских прудах в зимний и летний периоды: А — Средний Фермский пруд; В — Нижний Фермский пруд
для рыбохозяйственного пользования (ПДК для меди — 0,001 мг/л) [20].
Максимальные значения содержания меди в Нижнем пруду были зафиксированы в его самой нижней точке наблюдений у поверхности воды 4,31 мг/л в зимний период (рис. 8). Следует отметить, что эта точка расположена рядом с пешеходной зоной. Аналогично в Среднем пруду максимальные значения отмечаются в центральной части пруда (4,16 мг/л у поверхности воды) и точке наблюдений, примыкающей к школьным корпусам (4,15 мг/л у дна).
Высокие концентрации меди отрицательно влияют на гидробионты; в концентрации более 0,2 мг/л медь вызывают гибель некоторых видов рыб и могут стимулировать рост сине-зеленых водорослей в пруду, вызывая «цветение» водоема [21].
Для железа норматив ПДК составляет 0,1 мг/л в рыбохозяйственных водоемах, 0,3 мг/л — в водоемах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. В летний период в Среднем Фермском пруду содержание железа превысило ПДК для рыбохозяйственных водоемов в центре пруда (0,21 мг/л) и в придонной части точки наблюдения рядом с пешеходно-рекреационной зоной (0,18 мг/л).
Еще сильнее превышение содержания железа выражено в Нижнем пруду, на берегу которого находятся м еханические м астерские. Многие компоненты пищевых цепей гидробионтов интенсивно накапливают железо. Активно накапливают его сине-зеленые водоросли, некоторые бактерии, являющиеся пищей малощетинковых червей, затем оно передается более высокоорганизованным существам через трофические цепи. Повышение концентрации железа в воде может приводить к отравлению и гибели рыб.
Заключение
1. Проведенные исследования качества воды Среднего и Нижнего Фермерских прудов с различными условиями землепользования в их прибрежной зоне показали существенные различия их гидрохимических показателей — на фоне выраженных сезонных изменений от л етнего к зимнему периоду.
2. Содержание растворенного кислорода тесно связано с глубиной и температурой воды: содержание растворенного кислорода в прудах зимой
больше, чем летом. В летний период его содержание, как правило, выше в приповерхностном слое воды и заметно снижается в придонной части водоема.
3. При общем преобладании слабощелочной реакции воды она становится существенно более щелочной в пруду с повышенным уровнем зимней нагрузки антигололедными реагентами и отличается повышенным пространственным разнообразием в летний период наблюдений. Значения рН в придонной части водоемов могут на 1—2 единицы рН отличаться от вышележащих слоев воды в сторону более нейтральных значений.
4. Содержание аммонийного азота и нитритов в воде обоих исследованных прудов и в летний, и зимний периоды не превышает норматив ПДК. Однако в зимний период концентрация аммонийного азота в прудах достоверно увеличивается по сравнению с летним. Более низкая концентрация аммонийного азота в Нижнем Фермском пруду свидетельствует об отсутствии выраженной агрохимической нагрузки с прилегающих к нему опытных полей Тимирязевской академии.
5. Двух-трехкратное увеличение концентрации хлоридов в воде прудов зимой (по сравнению со значениями летом) требует пересмотра действующих нормативов применения антигололедных реагентов на прилегающей к ним территории — несмотря на текущее отсутствие превышений ПДК.
6. Лимитирующими экологическими факторами загрязнения прудов является устойчивое превышение в них содержания железа, особенно меди. Они характеризуются высокой пространственно-временной изменчивостью, что обычно является признаком актуальных процессов загрязнения и требует дальнейшего исследования с разработкой рекомендаций по применению наилучших доступных технологий очистки воды и предупреждению новых поступлений катионов железа и меди.
7. Полученные результаты показывают важное значение наблюдений за качеством воды городских прудов с анализом основных закономерностей пространственно-временной изменчивости ее основных экологических параметров, что позволяет точнее установить лимитирующие факторы загрязнения водоема и подобрать наилучшие доступные мероприятия для его очистки и предупреждения дальнейшего загрязнения.
Библиографический список
1. Tyagi S., Sharma B., Singh P., Dobhal R. Water quality assessment in terms of water quality index // American Journal of water resources. — 2013. — Vol. 3, № 1. — P. 34—38..
2. Abdelkarim M. S. Biomonitoring and bioassessment of running water quality in developing countries: A case study from Egypt // The Egyptian Journal of Aquatic Research. — 2020. — Vol. 46. — № 4. — P. 313—324.
3. Семенюк М. П., Энгельс С. Экологический мониторинг водоемов-охладителей // Техносферная безопасность байкальского региона. Сборник статей Международной научно-практической конференции. Ответственный редактор В. В. Звягинцев. С. 157—163.
4. Мухин И. А., Лопичева О. Г. Анализ экосистемных услуг прудов разного хозяйственного назначения // Итоги научно-исследовательской деятельности Вологодского государственного университета, 2017. С. 375—377.
5. Шабанова А. В. Современное состояние прудов Самары. Пруд у ипподрома // Региональное развитие: электронный научно-практический журнал. — 2016. — № 2. — C. 8.
6. de Lira Azevedo E., Medeiros C. R., Gomes W. I. A., da Silva Azevedo D. J., Alves R. R. N., Dias T. L. P., Molozzi J. The use of Risk Incidence and Diversity Indices to evaluate water quality of semi-arid reservoirs // Ecological Indicators. — 2018. — № 90. — С. 90—100.
7. Деревенская О. Ю. Методы оценки качества вод по гидробиологическим показателям: учебно-методическая разработка по курсу «Гидробиология». — Казань: КФУ, 2015. — 44 с.
8. ГОСТ Р 58556—2019 Оценка качества воды водных объектов с экологических позиций. URL: http://docs.cntd.ru/ document/1200168048 (дата обращения: 16.01. 2022).
9. Рамадан Р., Таллер Е. Б., Васенев И. И. Экологическая оценка состояния качества воды Большого Садового пруда // АгроЭкоИнфо: Электронный научно-производственный журнал. — 2022. — № 1.
10. Порфирьева А. В., Зиятдинова Г. К., Медянцева Э. П., Евтюгин Г. А. Гидрохимический анализ. — Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2018. — 88 с.
11. СанПиН 2.1.4.559—96 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. — URL://www://http://docs.cntd.ru/document/1400030/ (дата обращения: 11.12.2021).
12. Чувычкин А. Л., Яблонских Л. А., Девятова Т. А. Качество поверхностных вод Воронежского водохранилища и его влияние на здоровье населения г. Воронежа // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. — 2018. — № 2. — C. 270—277.
13. Мирненко Э. И. Гидрохимический режим прудов Старобешевского района // Вестник Донецкого национального университета. Серия А: Естественные науки. — 2019. — № 1. — С. 115—120.
14. Аммонийный азот в сточных водах [Электронный ресурс]. — Режим доступа URL: https://nomitech.ru/articles-and-blog/ (дата обращения: 15.10.2021).
15. Фермские пруды // Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения: 25.01.2022).
16. ГОСТ Р 51592—2000 Вода. Общие требования к отбору проб. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200008006 (дата обращения: 16.01. 2022).
17. Корнилов А. Г., Колмыков С. Н., Сыромятникова С. Н. Азотное загрязнение прудов и водохранилищ Белгородской области в зимний период // Региональные геосистемы. — 2014. — № 10 (181). — C. 1—20.
18. Osadchyy V., Nabyvanets B., Linnik P., Osadcha N., Nabyvanets Y. Characteristics of Surface Water Quality. In: Processes Determining Surface Water Chemistry. Springer, Cham, 2016. P. 1—9.
19. Ларина Н. С., Устименко А. А., Гусельников В. Л., Пинигина Е. П. Геохимический мониторинг городского пруда Южного (г. Тюмень) // Вестник Тюменского государственного университета. — 2017. — № 3. — С. 8—22.
20. Приказ Министерства сельского хозяйства РФ от 13 декабря 2016 г. № 552 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения», с изменениями и дополнениями от 10 марта 2020 г. — Режим доступа URL: https://rg.ru/2017/01/16/minselhoz-prikaz552-site-dok.html (дата обращения: 16.09.2021).
21. Корчагина К. В. Оценка загрязнения городских почв тяжелыми металлами с учетом профильного распределения их объемных концентраций. — М.: МГУ им. М. В. Ломоносова, 2014. — C. 16—20.
ECOLOGICAL ASSESSMENT OF WATER QUALITY IN THE MIDDLE AND LOWER FERMSKY PONDS IN THE TERRITORY OF THE RUSSIAN STATE AGRARIAN UNIVERSITY — MOSCOW TIMIRYAZEV AGRICULTURAL ACADEMY
R. Ramadan, postgraduate student of the Department of Ecology, Russian State Agrarian University — Moscow Timiryazev Agricultural Academy, ritaramadan1991@gmail.com, Moscow, Russia,
E. B. Taller, Associate Professor of Ecology, Ph. D. (Biology), Russian State Agrarian University — Moscow Timiryazev Agricultural Academy, etallereb@mail.ru, Moscow, Russia,
I. I. Vasenev, Ph. D. (Biology), Dr. Habil., Professor, Head of the Department of Ecology, Russian State Agrarian University — Moscow Timiryazev Agricultural Academy, vasenev@rgau-msha.ru, Moscow, Russia
References
1. Tyagi S., Sharma B., Singh P., Dobhal R. Water quality assessment in terms of water quality index. American Journal of water resources. 2013. Vol. 3. No. 1. P. 34—38.
2. Abdelkarim M. S. Biomonitoring and bioassessment of running water quality in developing countries: A case study from Egypt. The Egyptian Journal of Aquatic Research. 2020. Vol. 46. No. 4. P. 313—324.
3. Semenyuk M. P., Engels S. Ekologicheskij monitoring vodoyomov-ohladitelej [Ecological monitoring of cooling reservoirs]. In Tehnosfernaya bezopasnost bajkalskogo regiona. Sbornik statej Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Otvetst-vennyj redaktor V. V. Zvyagintsev. 2017. P. 157—163 [in Russian].
4. Mukhin I. A., Lopicheva O. G. "Analiz ekosistemnyh uslug prudov raznogo hozyajstvennogo naznacheniya [Analysis of ecosystem services of ponds for various economic purposes]. Itogi nauchno-issledovatelskoj deyatelnosti Vologodskogo gosudarst-vennogo universiteta, 2017. — P. 375—377 [in Russian].
5. Shabanova A. V. Sovremennoe sostoyanie prudov Samary. [Current state of Samara ponds]. Prud u ippodroma. Regionalnoe razvitie: elektronnyj nauchno-prakticheskij zhurnal. 2016. No. 2. P. 8 [in Russian].
6. de Lira Azevedo E., Medeiros C. R., Gomes W. I. A., da Silva Azevedo D. J., Alves R. R. N., Dias T. L. P., Molozzi J. The use of Risk Incidence and Diversity Indices to evaluate water quality of semi-arid reservoirs. Ecological Indicators. 2018. No. 90, P. 90—100.
7. Derevenskaya O. Yu. Metody ocenki kachestva vod po gidrobiologicheskim pokazatelyam [Methods for assessing the quality of water for hydrobiological indicators]. Educational and methodological guide for the course "Gidrobiologiya". Kazan: KFU. 2015. P. 44 [in Russian].
8. GOST R. 58556—2019 Ocenka kachestva vody vodnyh obektov s ekologicheskih pozicij [Assessment of the quality of water of water bodies from ecological positions]. URL: http://docs. cntd. ru/document/1200168048 (data obrasheniya: 16.01. 2022). [in Russian].
9. Ramadan R., Taller E. B., Vasenev I. I. Ekologicheskaya ocenka sostoyaniya kachestva vody Bolshogo Sadovogo pruda [Environmental assessment of the state of water quality in the Bolshoy Sadovoye Pond]. AgroEkolnfo: Elektronnyj nauchnoproiz-vodstvennyj zhurnal. 2022. No. 1 [in Russian].
10. Porfireva A. V., Ziyatdinova G. K., Medyantseva E. P., Evtyugin G. A. Gidrohimicheskij analiz [Hydrochemical Analysis]. Kazan, 2018. 88 p. [in Russian].
11. SanPiN 2.1.4.559—96 Pitevaya voda. Gigienicheskie trebovaniya k kachestvu vody centralizovannyh sistem pitevogo vodo-snabzheniya. Kontrol kachestva [Drinking water. Hygienic requirements for water quality of centralized drinking water supply systems. Quality control]. URL: //www://http://docs.cntd.ru/document/1400030 — Data obrasheniya: 11.12.2021 [in Russian].
12. Chuvychkin A. L., Yablonskih L. A., Devyatova T. A. Kachestvo poverhnostnyh vod Voronezhskogo vodohranilisha i ego vli-yanie na zdorove naseleniya g. Voronezha [Surface water quality of the Voronezh reservoir and its impact on the health of the population of Voronezh]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Himiya. Biologiya. Farmaciya. 2018. No. 2. P. 270—277 [in Russian].
13. Mirnenko E. I. Gidrohimicheskij rezhim prudov Starobeshevskogo rajona [Hydrochemical regime of the ponds of the Star-obyshevsky District]. Vestnik Doneckogo nacionalnogo universiteta. Seriya A: Estestvennye nauki. 2019. No. 1. P. 115—120 [in Russian].
14. Ammonijnyj azot v stochnyh vodah [Ammonium nitrogen in wastewater]. [Elektronnyj resurs]. URL: https://nomitech.ru/ articles-and-blog/ (Date of access: 15.10.2021) [in Russian].
15. Fermskie prudy. Rezhim dostupa: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (Date of access: 25.01.2022) [in Russian].
16. GOST 3 51592—2000 Voda. Obshie trebovaniya k otboru prob. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200008006 (Date of access: 16.01. 2022) [in Russian].
17. Kornilov A. G., Kolmykov S. N., Syromyatnikova S. N. Azotnoe zagryaznenie prudov i vodohranilish Belgorodskoj oblasti v zimnij period [Nitrogen pollution of ponds and reservoirs of the Belgorod Region in winter] Regionalnye geosistemy. 2014. No. 10 (181). P. 1—20 [in Russian].
18. Osadchyy V., Nabyvanets B., Linnik P., Osadcha N., Nabyvanets Y. Characteristics of Surface Water Quality. In Processes Determining Surface Water Chemistry. Springer, Cham, 2016. P. 1—9.
19. Larina N. S., Ustimenko A. A., Guselnikov V. L., Pinigina E. P. Geohimicheskij monitoring gorodskogo pruda Yuzhnogo (g. Tyumen) [Geochemical monitoring of the city pond of South (Tyumen)]. Vestnik Tyumenskogo gosudarstvennogo universiteta. 2017. No. 3. P. 8—22 [in Russian].
20. Prikaz Ministerstva selskogo hozyajstva RF ot 13 dekabrya 2016 g. N 552 "Ob utverzhdenii normativov kachestva vody vodnyh obektov rybohozyajstvennogo znacheniya, v tom chisle normativov predelno dopustimyh koncentracij vrednyh veshestv v vo-dah vodnyh obektov rybohozyajstvennogo znacheniya", s izmeneniyami i dopolneniyami ot 10 marta 2020 g [Order of the Ministry of Agriculture of the Russian Federation of December 13, 2016 N 552 'On approval of water quality standards for water bodies of fishery significance, including standards for maximum permissible concentrations of harmful substances in the waters of water bodies of fishery significance', with amendments and additions of March 10, 2020]. URL: https://rg.ru/2017/ 01/16/minselhoz-prikaz552-site-dok.html. (Date of access: 16.09.2021) [in Russian].
21. Korchagina K. V. "Ocenka zagryazneniya gorodskih pochv tyazhelymi metallami s uchetom profilnogo raspredeleniya ih obemnyh koncentracij [Assessment of pollution of urban soils with heavy metals, taking into account the profile distribution of their volumetric concentrations]. Moscow, MGU im. M. V. Lomonosova. 2014. P. 16—20 [in Russian].
