CC BY
71
ГИДРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВОД МАЛЫХ ОЗЕР НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА «ВАЛДАЙСКИЙ»
© Каурова З.Г.* *, Полистовская П.А.*
Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины,
г. Санкт-Петербург
Работа посвящена гидрохимическим исследованиям вод малых водоемов национального парка «Валдайский» в условиях антропогенного эв-трофирования. В результате исследований большая часть гидрохимических показателей не выходила за рамки установленных законом ПДК.
Воды исследуемых водоемов были отнесены ко II классу чистоты.
Ключевые слова малые озера, антропогенное эвтрофирование, качество вод, гидрохимия.
Поверхностные и подземные воды являются одними из наиболее важных природных ресурсов Российской Федерации. Пресноводные экосистемы являются не только источниками водоснабжения, но и местом водозабора для промышленного производства и сельского хозяйства. Они используются для рыбоводства и рыболовства, являются важными рекреационными объектами. Естественно, наблюдение за качеством вод в водных объектах и предотвращение деградации рек и озер вследствие чрезмерной антропогенной нагрузки чрезвычайно важны. Необходимость наблюдения за водными объектами декларируется законом «Об охране окружающей среды». Постановлениями правительства Российской Федерации N 681 от 09.08.2013 и N 477 06.06.2013 устанавливается порядок осуществления государственного мониторинга водных объектов. Согласно этим документам, выполнение программ экологического мониторинга в государственной наблюдательной сети возложено на Федеральную службу по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, и на территориальные системы наблюдений, за работоспособность которых отвечают органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации. К сожалению, эти структуры не в состоянии охватить сетью наблюдательных пунктов все водные объекты нашей страны. В настоящий момент пункты наблюдения государственного экологического мониторинга размещены только на наиболее крупных и важных для рекреации, рыболовства, рыбоводства и обеспечения питьевой водой водоемах. Вне поля их зрения оказываются сотни малых рек и озер, прудов, ручьев и карьеров. В то время, как, например в Новгородской области, более 12 % озер имеют площадь от 0,2 до 2 км2 и относятся к категории малых. Именно
* Доцент, кандидат биологических наук.
* Студент 5 курса факультета биоэкологии.
16
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
в этих малых водоемах сосредоточено по разным данным от 10 до 20 % запасов пресной воды области. К сожалению, недостаток информации о функционировании экосистем малых водоемов, особенно озер и прудов приводит к тому, что огромный водный потенциал области используется не рационально. В частности, для развития рыбоводства и рыболовства на ряде малых озер, часто необходимо проведение рыбохозяйственной мелиорации. Однако, мелиоративные мероприятия невозможны без детального изучения водоемов. Для озер, в отличии от других типов водоемов характерен замедленный водообмен. Эволюция озер в естественных условиях заканчивается обмелением водоема при накоплении донных отложений, зарастанием его макрофитами, заболачиванием и полным исчезновением. Время естественной эволюции озерных систем весьма продолжительно, однако скорость наступления завершающих стадий, приводящих к исчезновению водоема, увеличивается при направленном антропогенном воздействии. Изменение естественной структуры водоемов, как правило, ухудшает их экологическое состояние и приближает процесс дистрофирования [1]. Очевидно, что степень воздействия водосбора на малые озера по интенсивности значительно выше, чем в случае экологически более пластичных, крупных водоемов. Поэтому губительно действуют на малые озера не только застройка береговой линии, сведение лесов, чрезмерное внесение удобрений на огороды и в сады вблизи водоемов, но и бесконтрольный вылов рыбы, использование берегов для выпаса скота. Все это приводит увеличению выноса в озера биогенных и загрязняющих веществ, а часто нарушает и естественные условия формирования стока на водосборе. Экосистемы подавляющего большинства малых озер являются весьма уязвимыми, в результате различной хозяйственной деятельности озера теряют свое значение в качестве источников чистой воды, деградация или исчезновение малых озер значительно обедняет биоразнообразие любого природного комплекса. Недостаток информации о санитарном состоянии и качестве вод по гидрохимическим показателям приводит подчас к тому, что для рекреационных нужд используются малые озера и пруды, качество вод в которых не соответствует по ряду показателей нормативам, предусмотренным законодательством.
Исследования, проведенные нами в 2014 г. являются частью совместной исследовательской программы СПБГАВМ и Национального парка «Валдайский», направленной на изучение водоемов парка. На Валдайской гряде в пределах границ этой ООПТ и ее охранной зоны выявлено 257 озер, с общей площадью 164,6 км2, что составляет 10,4 % от площади парка [2]. Площади озер лежат в интервале от 0,01 до 43 км2 и большая их часть относится к разряду малых озер. Целью нашей работы было проведение рекогносцировочных исследований на озерах, Васильково (57°32'8"N 32°56'23"E) и Бабеха (57°31N 32°56E), относящихся к водосбору Полновского плеса оз. Селигер. Оба озера находятся в рекреационной зоне Валдайского нацио-
Биологические науки
17
нального парка и в черте сельского поселения Полново, имеют площадь менее 10 км2. Контроль над эксплуатацией этих озер не осуществляется, водоохранные зоны фактически отсутствуют, из озер берут воду для полива огородов, в них же купаются и ловят рыбу, берега используют для выпаса для домашних животных. В оба озера попадают стоки с удобряемых навозом прибрежных огородов. Таким образом, с одной стороны оба озера, испытывают значительное антропогенное воздействие, что может привести дистрофикации и последующей деградации водоемов. С другой стороны, сами исследуемые объекты могут стать источником санитарной опасности для населения и домашних животных.
В рамках проводимых исследований пред нами стояли следующие задачи: выбор точек для дальнейших исследований, оценка качества вод по органолептическим и основным гидрохимическим показателям, подготовка материалов для паспортизации исследуемых водоемов.
Отбор проб осуществлялся дважды в период открытой воды в июле и августе 2014 года. Пробы отбирались на литорали и в центре озер. Учитывая малые глубины озер - 3-4 метра, в центре озера пробы отбирались только у поверхности и в придонном горизонте. Исследования проводились по общепринятым гидрохимическим методикам, согласно ГОСТ 17.1.3.07-82, ГОСТ 17.1.5.01-80, ГОСТ Р 51232-98.
Оценка соответствия качества воды существующим нормативам проводилась согласно СанПиН 2.1.5.980-00, ГОСТ Р 51232-98, ГН 2.1.5. 1315-03, СанПиН 2.1.4.1175-02, СанПиН 2.1.4.1074-01, ГОСТ 17.1.2.04-77.
Цветность воды обуславливается цветением водоема, концентраций железа в нем, реже избытком гумусовых веществ. По нормам СанПиН для питьевой воды, цветность воды не должна превышать 20 градусов по платиново-кобальтовой шкале. В озере Бабеха цветность за период исследований не превышала 20 градусов, в оз. Васильково этот показатель был еще ниже - от 0 до 10 градусов, что соответствует норме.
При органолептическом анализе воды обоих озер запах составил 1-2 балла, что отвечает требованиям действующих СанПиН.
Не выходила за пределы нормы и прозрачность. Хотя в оз. Бабеха прозрачность воды была не велика и колебалась от 1,1 до 1,2 м. В оз. Василько-во прозрачность воды была выше и составила 1,6-1,7 м.
При оценке содержания кислорода важно учитывать не только абсолютное значение концентрации, но степень нормального насыщения воды кислородом. Содержание кислорода в воде и степень насыщения - это важные рыбохозяйственные показатели. Зона физиологического комфорта для большинства видов рыб - от 70 % до 100 % от нормального насыщения. Если содержание кислорода, ниже, снижаются темпы роста рыбы, ее физиологическая активность, менее продуктивно используется корма. Падение кислорода ниже допустимого уровня вызывает у рыб сильный стресс, вслед
18
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
за которым часто возникают те или иные заболевания. Так же важны эти показатели и для функционирования других звеньев планктонных и бентосных сообществ.
Согласно нашим исследованиям, содержание растворенного кислорода в воде оз. Бабеха колебалось от 7,1 до 8,4 мг/л, в оз. Васильково - от 8,2 до 9,6. Причем в оз. Бабеха отмечалось падение концентрации кислорода по направлению от поверхности ко дну, а в оз. Васильково концентрация кислорода у поверхности и в придонном горизонте была практически одинакова. Степень насыщения воды кислородом в обоих озерах составила от 80,5 до 89,1 %.
Чрезвычайно важен для экосистем малых озер водородный показатель. При снижении величины рН наблюдается переход металлов в растворимые, более подвижные формы, значительно более токсичные для гидробионтов. Большинство рыб переносят рН в диапазоне от 5 до 9,6. По нашим данным водородный показатель исследуемых озер колеблется в диапазоне от 6,7 до 7,1, что соответствует нормативам, как для водных объектов рекреационного назначения, так и для питьевых и рыбохозяйственных водоемов.
Большая часть ионов аммония в водные объекты поступает за счет сброса в воду отходов животноводческих хозяйств, хозяйственно-бытовых стоков. Таким образом, повышение концентрации ионов аммония может быть индикатором ухудшения санитарного состояния водного объекта. Пределы колебаний ионов аммония в природных водах находятся в интервале от 0,1 до 2 мг/л. Подвижное равновесие, существующее между ионами аммония и свободным аммиаком, растворенным в воде, находится в зависимости от водородного показателя и температуры воды.
При исследовании оз. Бабеха и оз. Васильково мы отметили изменение колебания содержания аммиака в пределах от 0,1 до 0,5 мкг/л, что не выходит за рамки существующих нормативов.
Присутствие нитратных ионов связано с процессами нитрификации в водоеме. В рыбоводных прудах допустимо содержание нитратов до 3 мг/л, а норма - до 2 мг/л. На литорали озера Васильково в июле содержание нитратов составляет 1 мкг/л, в остальных пробах нитратов не обнаружено.
Концентрация фосфатов в воде, согласно нормативам не должна превышать 3,5 мг/л. Концентрация общего фосфора была выше в оз. Бабеха и составила 2,2-2,6 мг/л. В оз. Васильково этот показатель колебался от 0,5 до
2,6 мг/л, что соответствует ПДК, как для рекреационных, так и для рыбохозяйственных водоемов.
ПДК содержания ионов железа в воде составляет 0,3 мг/л, для водоемов рыбохозяйственного назначения - 0,1 мг/л. В отобранных нами пробах содержание ионов железа в обоих озерах находится в диапазоне от 0,05 до 1,16 мг/л, что превышает ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения и может сигнализировать о начинающихся процессах заболачивания.
Биологические науки
19
Главным поставщиком сульфидов в водоемы являются процессы, бактериального разложении и биохимического окисления органических веществ, поступающих в водоем со сточными водами. Для водоемов санитарно-бытового и рыбохозяйственного пользования наличие сульфидов недопустимо. В воде озера Бабеха были обнаружены сульфиды в концентрации 0,1 мг/л, что превышает ПДК. Вероятно это связано с массовым отмиранием и гниением водорослей в период наблюдений.
Концентрации хлоридов и их колебания могут служить одним из критериев загрязненности водоема хозяйственно-бытовыми стоками. ПДК содержания хлоридов в воде составляет 350 мг/дм3. Содержание общего хлора в исследуемых озерах за период исследований составляет 0,06 мг/л и не превышает нормы.
Обобщая полученные данные, можно отметить, что в воде вышеуказанных озер не значительно превышены показатели ПДК содержания сульфидов и ионов железа. По всем остальным показателям водоемы пригодны для рекреационных целей, однако использование озер для рыборазведения и водозабора нежелательно. По большинству исследованных показателей исследуемые водоемы предварительно можно отнести ко II классу чистоты.
Имеющиеся сведения об исследованных малых озерах получены в основном в результате работ, проводимых в наиболее удобный для экспедиционных исследований летний период года, тогда как серьезное изучение водоемов требует всестороннего стационарного их изучения, расширения перечня учитываемых показателей. В связи с этим мы планируем продолжить наши исследования, рассмотрев наряду с гидрохимическими данными санитарные и гидробиологические показатели качества вод. В дальнейшем, на основании таких данных можно будет составить паспорт водоемов и дать рекомендации об их использовании.
Список литературы:
1. Восстановление экосистем малых озер. - СПб.: Наука, 1994. - 144 с.
2. Недогарко И.В., Кузнецова Ю.Н., Решетников Ф.Ю. Формирование системы мониторинга озер национального парка «Валдайский» // Труды национального парка «Валдайский»: юбил. сб. к 20-летию Валдайского национального парка / ФГУ «Национальный парк «Валдайский»». - СПб., 2010. - Вып. 1. - С. 114-131.
