CC BY
34
Экология. Благоустройство. Качество жизни
УДК 504.064.36:556.55(06)
Некоторые результаты экологического мониторинга пруда Верхнего (г. Калининград) в 2015 году
Цупикова Н.А., Блоцкая Е.Н., Рябцева Е.А. tsoupikova@klgtu.ru, lizablockaya@mail.ru, kulati@mail.ru
2 ФГБОУ ВО КГТУ, г. Калининград, Россия
Аннотация. В основу работы положены данные, полученные при проведении экологического мониторинга пруда Верхнего в течение 2015 г., по следующим гидрохимическим показателям: растворенный кислород, окисляемость перманганатная, биогенные вещества. В статье проанализирован годовой ход гидрохимических показателей и оценено экологическое состояние водоема.
Выявлено превышение ПДК по всем рассматриваемым показателям. Водоем - загрязненный, альфамезосапробный.
Ключевые слова: пруд Верхний, экологический мониторинг, азот аммонийный, фосфаты, железо общее, нитриты, растворенный кислород, окисляемость перманганатная, годовой ход.
SOME RESULTS OF ENVIRONMENTAL MONITORING OF THE VERKHNY POND (KALININGRAD) IN 2015
Tsoupikova N.A., Blotskaya E.N., Riabtseva E.A. tsoupikova@klgtu.ru, lizablockaya@mail.ru, kulati@mail.ru
FGOU VO KSTU, Kaliningrad, Russia
Annotation. The study is based on data obtained during the Verkhnij Pond environmental monitoring in 2015 including such hydrochemical indicators as dissolved oxygen, permanganate oxidation, nutrients. The paper analyzes the annual variation of hydrochemical indicators and assesses the environmental condition of the water body.
The study revealed excess of MPC for all of the listed parameters. Water of the pond estimate as dirty, alfamezosaprobic.
Keywords: the Verkhny Pond, environmental monitoring, ammonia nitrogen, phosphate, total iron, nitrites, dissolved oxygen, permanganate oxidation, the annual Variation.
Введение. Пруд Верхний является водоемом искусственного происхождения и вокруг него сформировалась одна из крупнейших рекреационных зон г. Калининграда.
Верхний пруд создан в 1270 г. в Кенигсберге постройкой плотины. В начале существования в нем разводили рыбу, и он служил украшением города. Пруд является вторым по старости рукотворным сооружением города Калининграда. Он имеет продолговатую неправильную форму. Его длина составляет примерно 900 м, ширина колеблется от 100 до 390 м, площадь равна 41 га. Водоем относится к бассейну реки Преголи и лежит на 22 м выше нее [3].
В Верхний пруд впадают: река Голубая, ручьи Северный и Ботанический. В свою очередь, воды самого пруда сбрасываются через подземную галерею в Парковый ручей и далее в р. Преголю. Кроме того, из водоема у Музея янтаря вытекает ручей Музейный, который тоже течет в Преголю.
На протяжении всего существования водоем подвергался антропогенному воздействию, но особенно оно проявилось в 20 в., когда был нарушен гидрохимический состав пруда и исчезли некоторые ценные виды рыб (окунь, плотва, карп, линь, щука, угорь).
Сток пруда регулируется многочисленными гидротехническими сооружениями. Реки и ручьи являются приемниками ливневой, промышленной и бытовой канализации, которые пополняют пруд загрязненными водами.
Цель работы - дать оценку текущего экологического состояния пруда Верхнего по гидрохимическим показателям, исследованным в ходе экологического мониторинга.
Материалы и методы. Исследования проводились ежемесячно на протяжении большей части 2015 г. В пределах акватории пруда Верхнего было определено пять станций мониторинга (Рис. 1). Пробы воды для химического анализа отбирались из поверхностного горизонта.
Анализ химического состава вод проводился стандартными общепринятыми методами: фотоколориметрическим и объемным в лаборатории КГТУ. В ходе исследования и при оценке экологического состояния рассматривались такие показатели, как растворенный кислород, окисляе-мость перманганатная, нитриты, азот аммонийный, фосфаты, железо общее, т. к. повышение против фоновых значений количества органических и биогенных веществ в обычных условиях или в несоответствующие периоды свидетельствует о его загрязнении сточными водами.
Оценка качества воды проводилась по значениям ПДК веществ, предусмотренных для водоемов рыбохозяйственного пользования.
Рис. 1. Схема расположения станций мониторинга, пруд Верхний
Результаты и обсуждение. Исследования гидрохимического состава воды пруда Верхнего, проведенные в 2015 г., показали, что для пруда в целом характерно недосыщение его воды кислородом. Исключение составляет станция 3, которая располагается у кафе «Причал», с дефицитом кислорода. В летний период характерно перенасыщение кислородом, когда его содержание составляет 150%. Это обусловлено фотосин-тезирующей деятельностью интенсивно развивающегося фитопланктона и подводной высшей растительностью (Рис.2).
В течение рассматриваемого периода, концентрации кислорода испытывали колебания от 14 до почти 4 мг/дм3 (Рис.3). Максимальные концентрации характерны для июня, особенно на станциях 4 и 5. К началу осени концентрации растворенного кислорода снижаются, что обусловлено снижением фотосинтезирующих процессов, а также возрастанием потребления кислорода отмирающей растительностью. Минимум наблюдается в октябре на станции 3 и равен 3,4 мг/дм3, что меньше ПДК [5].
130 160 # 140 120 100 SO 60 40 20 О
Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь
Месяц
Станция 1 Станция 2 Станция 3 Станция 4 Станция 5
Рис. 2. Растворенный кислород, %
16,0 -14,0 -12,0 -10,0 -
п
í sr0 £
6,0 -4,0 -2,0 ■ 0,0 -
Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь
Месяц
Станция Станция 2 ^—Станция 3 Станция 4^—'Станция ПДК Рис. 3. Растворенный кислород, мг/дм3
В местах, где интенсивно развивается органическая жизнь, могут образовываться слики. Такое явление наблюдалось в ноябре на станции 3, которая располагается у кафе «Причал», а также после вскрытия ото льда на станции 2 (у места впадения реки Голубой в водоем), где было большое количество мусора. Согласно «Общим требованиям к составу и свойствам воды ...» [5] на поверхности воды не должны обнаруживаться пленки нефтепродуктов, масел, жиров и скопления других примесей.
Избыток органических веществ свидетельствует о загрязнении водоема и количестве, создающихся в воде легкоокисляемых органических веществ, которые косвенно характеризует перманганатная окисляемость [2]. В целом, для пруда характерна повышенная перманганатная окисляемость, но на станции 1 она резко возрастает, особенно в июле и достигает 33 мгО/дм3 (Рис. 4). По Алекину О. А. [1] это классифицируется как очень высокая окисляемость, что свидетельствует о поступлении загрязняющих веществ в водоем.
35,000 ■
30,000
25,000
^ 20,000 |
Е 15,000 10,000
5,000 0,000 -
Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь
Месяц
^^Станция 1 ^^Станция 2 Станция 3 -Станция 4 Станция 5
Рис. 4. Окисляемость перманганатная, мгО/дм3
Для нитритов, несмотря на их невысокие концентрации, тем не менее в целом характерно превышение ПДК. Наибольшее возрастание содержания нитрит-ионов наблюдается на станции 3, которая располагается
около кафе «Причал». Большие скачки концентраций наблюдаются в летний период из-за массового отмирания гидробионтов на первых этапах распада органического вещества. Исключение, опять же, составляет станция 3, где максимум приходится на сентябрь и составил 0,43 мг/дм3 (Рис. 5). Увеличение количества нитритов в несоответствующий период свидетельствует о загрязнении водного объекта.
0,5 0,45 ОД 0,35 0,3
п
Е
^ 0,25 0,2 0,15 0.1 0,05 О -
Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь
Месяц
Станция 1 Станция 2 Станция 3 Станция 4 Станция 5 ПДК
Рис. 5. Нитриты, мгМдм3
Концентрация азота аммонийного, согласно нормативам, не должна превышать 0,4 мг/дм3. Его содержание в весенне-летний период было близко к ПДК и не превышало 1 мг/дм3.
Максимальные значения были отмечены осенью и зимой, когда наблюдалось резкое увеличение концентраций аммоний-иона, которые достигали 4 мг/дм3, что связано с процессами минерализации органического вещества, образовавшегося в результате процесса фотосинтеза. Наибольшее превышение ПДК наблюдалось в ноябре на станции 3, которая находится рядом с кафе «Причал» и могли быть вызваны загрязнением со стороны кафе (Рис. 6).
Содержание общего железа превышает нормативы на всех станциях в рассматриваемый период. Для концентраций свойственен хаотичный ход, трудно выявить общую тенденцию, что явно свидетельствует о загрязнении водоема.
4,000 3,500
Ъ 3,000 £
^2,500 2,000 1,500 1,000 0,500 0,000 -
Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь
Месяц
Станция 1 'Станция 2 Станция 3 Станция 4 'Станция 5 ПДК
Рис. 6. Азот аммонийный, мгМдм3
1,600 г 1,400 ■ 1,200 1,000
п £
^ 0,300
I
0,600 0,400 0,200 ■ 0,000 -
Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь
Месяц
Станция 1 Станция 2 ^-Станция 3 Станция 4 Станция 5 ПДК
Рис. 7. Железо общее, мгБе/дм3
Превышение ПДК по общему железу составляет более чем в 13 раз на станции 3, которая располагается около кафе «Причал» и в 10 раз на станции 5, которая располагается возле Музея янтаря (Рис. 7). Скорее всего, значительное количество железа поступает в водоем с грунтовыми водами, что характерно для многих водных объектов региона.
Фосфор, который является лимитирующим фактором развития продуктивности водоема, также превышает установленные значения ПДК. Содержание соединений фосфора подвержено значительным колебаниям, особенно на станции 2, которая располагается у впадения р. Голубой. В июле здесь наблюдался максимум концентраций ионов-фосфатов, который составил 0,44 мг/дм3. Повышенные концентрации наблюдаются в весенне-летний период. В осеннее - зимний период концентрации фосфора фосфатов понижаются до 0,02 мг/дм3. (Рис. 8). Таким образом, распределение концентраций фосфора фосфатов обратно нормальному годовому ходу.
0,500 0,450 0,400 0,350 0,300
п £
^ 0,250 5 0,200 ■ 0,150 0,100 0,050 0,000 -
Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь
Месяц
^"Станция 1 ^-Станция 2 ^ Станция 3 ^"Станция 4 ^-Станция 5 ^ ПДК
Рис. 8. Фосфор фосфатов, мгР/дм3
Выводы. Таким образом, проведенные исследования показали, что согласно ГОСТ 17.1.2.04-77 [4] воды пруда являются загрязненными, что соответствует альфамезосапробному классу.
Часто наблюдались превышения допустимых значений содержания биогенных элементов по всем показателям: по ионам - железа до 13 раз в июле, по нитрит-ионам - до 21 раза в сентябре, по азоту аммонийному -до 9 раз в ноябре, по фосфат-ионам - в 2 раза в июле.
Кислородные условия в водоеме характеризуются пересыщением (до 150 %) в весенне-летний период и недосыщением (50-70 %) - в осенне-зимний. Наиболее бедны кислородом воды на станции 3, где даже на поверхности наблюдали дефицит кислорода (30 %).
Сравнительный анализ показателей позволил выявить станции, подвергающиеся наибольшей антропогенной нагрузке. Это станции 3 и 5 (рядом с которыми расположены кафе и музей), где было отмечено нарушение пространственно-временного распределения гидрохимических параметров и частое превышение предельно допустимых концентраций по всем исследованным показателям.
Библиографический список:
1. Алекин, О. А. Основы гидрохимии: Учебное пособие для студ. гидрометеорологических ин-тов и гос. ун-тов / О.А. Алекин.— Л. : Гид-рометеоиздат, 1970 .— 444 с.
2. Берникова Т.А.. Гидрология с основами метеорологии и климатологии. Учебник. - М.: МОРКНИГА, 2011. - 600 с.
3. Водоемы Калининградской области. http://gossmi.ru/page/gos1_72.htm
4. ГОСТ 17.1.2.04-77 Охрана природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов // Сб. ГОСТов. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. - С.51-62.
5. Приказ Федерального агентства по рыболовству от 04.08.2009 г. № 695 «Об утверждении методических указаний по разработке нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения» // «Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти». 2009. № 43.
Bibliography:
1. Alekin, O. A. Osnovy gidrohimii : Uchebnoe posobie dlja stud. gidro-meteorologicheskih in-tov i gos. un-tov / O.A. Alekin.— L. : Gidrometeoizdat, 1970 .— 444 s.
2. Bernikova T.A.. Gidrologija s osnovami meteorologii i klimatologii. Uchebnik. - M.: MORKNIGA, 2011. - 600 s.
3. Vodoemy Kaliningradskoj oblasti. http://gossmi.ru/page/gos1_72.htm
4. GOST 17.1.2.04-77 Ohrana prirody. Gidrosfera. Pokazateli sostojanija i pravila taksacii rybohozjajstvennyh vodnyh ob#ektov // Sb. GOSTov. - M.: IPK Izdatel'stvo standartov, 2000. - S.51-62.
5. Prikaz Federal'nogo agentstva po rybolovstvu ot 04.08.2009 g. № 695 «Ob utverzhdenii metodicheskih ukazanij po razrabotke normativov kachestva vody vodnyh ob#ektov rybohozjajstvennogo znachenija, v tom chisle normativov predel'no dopustimyh koncentracij vrednyh veshhestv v vodah vodnyh ob#ektov rybohozjajstvennogo znachenija» // «Bjulleten' normativnyh aktov federal'nyh organov ispolnitel'noj vlasti». 2009. № 43.
Об авторах
Цупикова Надежда Александровна (tsoupikova@kl gtu.ru) Кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры ихтиологии и экологии факультета биоресурсов и природопользования ФГБОУ ВО КГТУ, г. Калининград, Россия.
Блоцкая Елизавета Николаевна (lizablockaya@mail.ru) студентка кафедры ихтиологии и экологии факультета биоресурсов и природопользования ФГБОУ ВО КГТУ, г. Калининград, Россия. Рябцева Екатерина Анатольевна (kulati@mail.ru) студентка кафедры ихтиологии и экологии факультета биоресурсов и природопользования ФГБОУ ВО КГТУ, г. Калининград, Россия.
Tsoupikova Nadezhda Aleksandrovna (tsoupikova@kl gtu.ru) PhD (Geology and Mineralogy), Associate Professor, Department of Ichthyology and Ecology, Faculty of Bioresources and Nature management, Kaliningrad State Technical University, Kaliningrad, Russia.
Blotskaya Elizaveta Nikolaevna (lizablockaya@mail .ru) Student, Department of Ichthyology and Ecology, Faculty of Biore-sources and Nature management, Kaliningrad State Technical University, Kaliningrad, Russia.
Riabtseva Ekaterina Anatolevna (kulati@mail.ru) Student, Department of Ichthyology and Ecology, Faculty of Biore-sources and Nature management, Kaliningrad State Technical University, Kaliningrad, Russia.
