Научная статья на тему 'Изучение показателей качества водных объектов парка «Покровское-Стрешнево» с применением космических снимков'

Изучение показателей качества водных объектов парка «Покровское-Стрешнево» с применением космических снимков Текст научной статьи по специальности «Охрана окружающей среды. Экология человека»

CC BY
53
10
Поделиться
Ключевые слова
водные объекты / гидрохимические показатели / органолептические свойства и дешифрование космических снимков

Аннотация научной статьи по охране окружающей среды и экологии человека, автор научной работы — Е. В. Надежкина, О. В. Тушавина, П. Ф. Пронина

Представленная статья рассматривает экологическое состояние водных объектов особо охраняемой природной территории регионального значения парка «Покровское-Стрешнево», расположенного на северо-западе города Москвы, за 5 лет при помощи дешифрования космических снимков и уточнения их состояния наземными исследованиями по гидрологическим и органолептическим показателям. Дешифрование космических снимков, полученных со спутников, позволяет заключить, в каком состоянии находятся водные объекты парка в настоящее время и прогнозировать возможные изменения их в будущем. На основании проведенных исследований был определен уровень антропогенного воздействия на поверхностные водные объекты. В реке Химки, реке Чернушки и в Иваньковских прудах с первого по пятый вода «умеренно загрязненная» (класс качества третий). Пруды 6 и 7 сильно загрязнены (класс качества четвертый), необходимо решать вопрос их очистки в ближайшем будущем.

Похожие темы научных работ по охране окружающей среды и экологии человека , автор научной работы — Е. В. Надежкина, О. В. Тушавина, П. Ф. Пронина,

THE ASSESSMENT OF THE WATER RESERVOIRS OF THE NATURAL HERITAGE PARK “POKROVSKOE-STRESHNEVO”

The article considers the ecological state of the water bodies of the specially protected natural territory of regional value of the Park “Pokrovskoe-Streshnevo”, located in the north-west of Moscow for 5 years with decoding space images and specifying their status with land studies on the hydrological and organoleptic characteristics. Decoding satellite images, obtained from satellites, allows us to identify the condition of the water bodies of the Park at present and to predict their possible changes in the future. On the basis of the conducted research, the level of the anthropogenic impact on the surface water bodies is determined. In the Khimki River, the Chernushka River and the Ivankovsky Ponds (from the first to the fifth ones) the water is “moderately polluted” (quality class III). Ponds 6 and 7 are heavily polluted (quality class IV), it is necessary to solve the problem of their cleaning in the nearest future.

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Изучение показателей качества водных объектов парка «Покровское-Стрешнево» с применением космических снимков»

УДК 504.4.062

ИЗУЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ПАРКА «ПОКРОВСКОЕ-СТРЕШНЕВО» С ПРИМЕНЕНИЕМ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ

Е. В. Надежкина, профессор,

mnoc_konf@mail.ru,

О. В. Тушавина, доцент,

dalicha1@mail.ru,

П. Ф. Пронина, магистр,

pronina-p19.94@yandex.ru,

ФГБОУ ВО «Московский авиационный

институт (национальный

исследовательский университет)»,

г. Москва, Россия

Представленная статья рассматривает экологическое состояние водных объектов особо охраняемой природной территории регионального значения парка «Покровское-Стрешнево», расположенного на северо-западе города Москвы, за 5 лет при помощи дешифрования космических снимков и уточнения их состояния наземными исследованиями по гидрологическим и органолептическим показателям.

Дешифрование космических снимков, полученных со спутников, позволяет заключить, в каком состоянии находятся водные объекты парка в настоящее время и прогнозировать возможные изменения их в будущем. На основании проведенных исследований был определен уровень антропогенного воздействия на поверхностные водные объекты. В реке Химки, реке Чернушки и в Иваньковских прудах с первого по пятый вода «умеренно загрязненная» (класс качества третий).

Пруды 6 и 7 сильно загрязнены (класс качества четвертый), необходимо решать вопрос их очистки в ближайшем будущем.

The article considers the ecological state of the water bodies of the specially protected natural territory of regional value of the Park "Pokrovskoe-Streshnevo", located in the north-west of Moscow for 5 years with decoding space images and specifying their status with land studies on the hydrological and organoleptic characteristics.

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Decoding satellite images, obtained from satellites, allows us to identify the condition of the water bodies of the Park at present and to predict their possible changes in the future. On the basis of the conducted research, the level of the anthropogenic impact on the surface water bodies is determined. In the Khimki River, the Cher-nushka River and the Ivankovsky Ponds (from the first to the fifth ones) the water is "moderately polluted" (quality class III).

Ponds 6 and 7 are heavily polluted (quality class IV), it is necessary to solve the problem of their cleaning in the nearest future.

Ключевые слова: водные объекты, гидрохимические показатели, органолептические свойства и дешифрование космических снимков.

Keywords: water reservoirs, hydro-chemical indicators, organoleptic properties and decoding space images.

Введение. Многочисленные исследования, проведенные в нашей стране и за рубежом, показывают возрастающие за последние годы антропогенные воздействия на водные экосистемы и, в первую очередь, на качество природной воды [1].

Используя космические снимки, можно в целом оценить экологическую обстановку урбанизированных ландшафтов. Снимки позволяют понять условия загрязнения и составить прогноз различных изменений в экосистемах, в том числе и городских парков.

Парк «Покровское-Стрешнево» — особо охраняемая территория регионального значения, расположенная на северо-западе города Москвы.

Древнейшими историко-культурными объектами парка, созданными еще в конце XVII века являются Иваньковские пруды. Каскад из семи прудов занимают площадь в 14 гектаров [2]. Северо-западные и западные берега л есистые. Растительность противоположных берегов представлена луговыми травами, кустарниками и группами деревьев [3]. Пруды являются местом обитания рыб и гнездовья птиц, кроме того, четвертый и пятый используются как место отдыха населения.

К водным объектам парка относятся реки Химка и Чернушка. Река Химка — левый приток реки Москвы — частью зарегулировано плотиной Химкинского водохранилища, частью проходит по трубе, а в районе парка протекает открыто, подпитываясь родниками.

Река Чернушка относится к подземным объектам города. Она берет начало в болоте на пересечении Ленинградского шоссе и Никольского тупика. Открыто протекает по территории парка между первым и вторым, а также между шестым и седьмым прудами.

Парк «Покровское-Стрешнево» окружен самыми перегруженными автомагистралями города — Ленинградским и Волоколамским шоссе и менее загруженным Иваньковским. Вблизи парка находятся крупнейшая в Москве ТЭЦ, химический завод имени П. Л. Волкова, заводы ЖБИ и ряд других предприятий, являющимися источниками высокого и среднего уровня воздействия на городскую среду.

Учитывая, что водные экосистемы наиболее чувствительное звено природной среды при антропогенном воздействии, была поставлена цель изучить качество воды и дать оценку

] — среднее загрязнение

Рис. Космический снимок водных экосистем

состояния водных объектов парка «Покровское-Стрешнево».

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Методы исследования. Из всех перечисленных объектов ежегодно в 2012—2016 гг. отбирались в пяти повторениях пробы воды согласно ГОСТ 17.1.05.85 «Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков».

В образцах определялись: органолептические свойства воды (мутность — ПНДФ 14.1.2.1—95, цветность — ГОСТ Р 5269—2007, запах — ГОСТ 3351—74; гидрохимические показатели (аммиак и амонний по азоту — ГОСТ 4192—92, нитраты — ПНДФ 14.1:2.4—95, нитриты — ПНДФ 14.1:2.3—95). Отбор проб и анализ образцов проводился трижды за сезон — пятого числа мая, июля, октября месяцев каждого года.

Тяжелые металлы определяли один раз за сезон в октябрьских пробах воды методом масс-спек-трометрии с индукционно-связанной плазмой (МС ИСП) на масс-спектрометре Nexion 300D. Результаты экспериментов обрабатывались методом математического анализа с использованием программы «STATISTIKA».

Результаты и обсуждения. Дешифрования космических снимков (рис.) позволяют заключить, что состояние большей части водных объектов парка не вызывают тревоги и потребности в реконструкции в настоящее время. Исключения составляют пруды шестой и седьмой, что подтверждается и наземными исследованиями. Обследования этих прудов вывело процессы их эвтрофирования. Шестой пруд сильно зарос кубышкой (лат. Núphar), которая образует сплошные заросли, а седьмой зарастает водными и болотными растениями, преимущественно ряской трехдольной (лат. Lemna trisulca), пузырчаткой обыкновенной (лат. Utriculária vulgaris), осокой (лат. Cárex).

Результаты органолептических показателей свидетельствуют, что вода шестого и седьмого прудов по качеству превышает нормативные показатели, причем существенные изменения произошли в течение последних двух лет (табл. 1). Усилился запах воды, что связано с разложением фитопланктона и образования при этом сероводорода, метана и других соединений.

За последние годы произошло некоторое ухудшение органолептических показателей воды и в других водоемах парка, особенно в реке Чернушке и первом пруду, что возможно связано с увеличением стока в эти объекты.

Отмечены изменения и по гидрохимическим показателям воды в зависимости от места и времени отбора проб. При автотрофных условиях шес-

Таблица 1

Изменения органолептических свойств воды в водных объектах парка

Показатели, Нормативы, Реки Пруды

единицы измерений не более Химка Чернушка 1 2 3 4 5 6 7

В среднем Май — Октябрь 2012 —2014 гг .

Мутность, ЕМФ 2,6 0,8 1,57 1,07 1,03 0,93 1,13 1,33 2,0 2,0

Цветность, градус 20,0 7,7 17,0 10,7 11,0 10,0 11,0 18,0 16,3 19,0

Запах, 20 °С/60 °С 5,0 1,0 3,7 2,0 2,0 2,7 2,0 4,0 4,0 4,0

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

В среднем Май — - Октябрь 2015 —2016 гг.

Мутность, ЕМФ 2,6 1,1 2,4 1,2 1,08 1,1 0,8 1,2 2,4 2,0

Цветность, градус 20,0 7,7 17,4 16,0 11,5 10,0 10,0 18,8 18,0 20,7

Запах, 20 °С/60 °С 5,0 1,0 4,3 1,6 2,6 3,3 3,0 4,5 5,4 5,9

42

№ 1, 2018

Таблица 2

Содержания соединений азота в водных объектах парка (мг/дм2)

Ионный состав Нормативы, не более Реки Пруды

Химка Чернушка 1 2 3 4 5 6 7

КИ+ N0-N0- 2,0 40,0 0,08 В с 0,34 16,6 0,03 зеднем Май -0,75 18,2 0,06 - Октяб 0,56 18,2 0,05 рь 2012 0,70 18,0 0,05 —2014 0,48 18,4 0,05 гг. 0,62 18,7 0,04 0,59 18,2 0,05 0,84 18,4 0,05 0,96 18,2 0,07

N0-N0- 2,0 40,0 0,08 В с 0,30 16,2 0,03 зеднем Май -1,05 18,7 0,07 - Октяб 0,67 19,0 0,07 рь 2015 0,84 18,4 0,06 —2016 0,49 18,0 0,07 гг. 0,58 19,0 0,03 0,60 18,7 0,05 1,09 20,3 0,06 1,12 21,4 0,08

Таблица 3

Среднее содержание тяжелых металлов в водных экосистемах парка (мг/л)

Тяжелые металлы ПДК Реки Пруды

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Химка Чернушка 1 2 3 4 5 6 7

В среднем Май — Октябрь 2012 —2014 гг.

Медь 0,001 0,001 0,0020 0,001 0,001 0,001 0,002 0,004 0,003 0,004

Цинк 0,01 0,002 0,0080 0,006 0,004 0,002 0,002 0,006 0,011 0,013

Кадмий 0,05 0,001 0,0030 0,001 0,004 0,001 0,001 0,004 0,004 0,004

Свинец 0,03 0,018 0,0250 0,026 0,021 0,019 0,025 0,029 0,032 0,034

В среднем Май — Октябрь 2015 —2016 гг.

Медь 0,001 0,0012 0,0021 0,001 0,001 0,002 0,001 0,002 0,003 0,003

Цинк 0,01 0,022 0,0019 0,008 0,004 0,002 0,003 0,007 0,014 0,015

Кадмий 0,05 0,001 0,0030 0,001 0,001 0,001 0,001 0,004 0,004 0,004

Свинец 0,03 0,020 0,0380 0,032 0,024 0,021 0,027 0,039 0,034 0,040

того и седьмого прудов в среднем в 2015—2016 гг. по сравнению с предыдущими годами произошло увеличение количества ионов аммония и нитритов. Повышение содержания этих ионов свидетельствует об усиление загрязнения воды и неблагополучном состоянии водоема. Увеличение КИ+ , N0^ , в 1,2—1,4 раза отмечено в первом, втором прудах и реке Чернушке (табл. 2).

Наибольшая концентрация наблюдалась нитрат-иона в эвтрофной зоне шестого и седьмого прудов. Это, возможно, связано или с увеличением азотфиксации и последующим переходом N2 в N0^" в результате промежуточных реакций или появления нитрата в поверхностных слоях воды при турбулентном его перемешивании [4].

Наиболее сильными загрязнителями парковых экосистем, в том числе и водных, являются

тяжелые металлы, наличие которых характеризует негативные процессы, происходящие в ландшафтах парка.

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Динамика изменения количества тяжелых металлов в воде показывает, что за последние годы увеличилось содержание в основном свинца и цинка, особенно в реке Чернушке первом, пятом, шестом и седьмом прудах (табл. 3).

По сравнению с периодом 2012—2014 гг. количество свинца в реке Чернушке увеличилось почти в 2 раза, в первом пруду на 16 %, в пятом на 35 %. В настоящее время содержание свинца и цинка в воде этих водоемов, а также седьмого пруда, превышают ПДК. Возможно, такие изменения связаны со сбросом стоков, загрязненных тяжелыми металлами, а также с увеличением движения по железной дороге и автомагистралям.

Заключение. На основании космических снимков, а также лабораторных анализов органолепти-ческих и гидрохимических показателей, можно заключить: Вода в шестом и седьмом прудах относится к категории «загрязненная» (класс качества 4), в остальных водных объектах парка «умеренно-за-

грязненная» (класс качества 3), пруды шестой и седьмой требуют срочных работ по их очистке. Процессы деградации водных экосистем несколько увеличились. Использование снимков, полученных со спутников, позволяет достаточно точно определить состояние водоемов парка.

Библиографический список

1. Экология города: Учебное пособие / под ред. В. В. Денисова. М.: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д: Изд. Центр «МарТ», 2008. С. 81—87.

2. Атлас «Компас Москвы». М.: изд-во АГТ Геоцентр, 2008, вып. 2. 276 с.

3. Милова М. И. Прогулки по Москве / М. И. Милова, В. А. Резвин. М.: Московский рабочий, 1988. 400 с.

4. Соколов О. А. Нитраты в окружающей среде / О. А. Соколов, В. М. Семенов, В. А. Агеев. Пущино. ОНТИ, 1990. 316 с.

THE ASSESSMENT OF THE WATER RESERVOIRS OF THE NATURAL HERITAGE PARK "POKROVSKOE-STRESHNEVO"

E. V. Nadezhkina, Professor,

O. V. Tushavina, Associate Professor,

P. F. Pronina, Master of Science

References

1. Ekologiya goroda: Uchebnoe posobie. [Ecology of the city: handbook] Ed. by Denisov V. V. Moscow, Rostov-na-Donu, IKTs "MarT". 2008. P. 81—87. (in Russian).

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

2. Atlas "Kompas Moskvyi" [Atlas "Moscow Compass"]. Moscow, izd-vo AGT Geotsentr, 2008. No. 2. 276 p. (in Russian).

3. Milova M. I., Rezvin V. A. Progulki po Moskve [Walks around Moscow]. Moscow, Moskovskiy rabochiy, 1988. 400 p. (in Russian).

4. Sokolov O. A. Nitratyi v okruzhayuechey srede [Nitrates in the environment]. О. A. Sokolov, V. M. Semenov, V. A. Agaev. Pyshchino, ONTI. 1990. 316 p. (in Russian).

44

№ 1, 2018