CC BY
41УДК [556.55"2018"](470.26)
Н.А. Цупикова, А.С. Меньшенин
Калининградский государственный технический университет, Калининград, 236022 e-mail: [email protected], [email protected]
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПРУДА ШЕНФЛИЗ (г. КАЛИНИНГРАД) ПО ГИДРОХИМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ В 2018 ГОДУ
В представленной работе рассмотрено гидрохимическое состояние одного из искусственных водоемов г. Калининграда - пруда Шенфлиз - в теплый сезон 2018 г. Основной целью исследования является изучение экологического состояния пруда в связи с оказываемым на него значительным антропогенным воздействием. К контролируемым показателям качества вод относятся растворенный кислород, перманга-натная окисляемость, биогенные вещества. Выводы, приведенные в работе, основаны на данных мониторинга, лично проводимого авторами. По большинству исследованных показателей, кроме содержания растворенного кислорода, воды пруда оценены как достаточно чистые, олигосапробные.
Ключевые слова: экологический мониторинг, гидрохимическая характеристика, оценка качества воды.
N.A. Tsoupikova, A.S. Menshenin
Kaliningrad State Technical University, Kaliningrad, 236022 e-mail: [email protected], [email protected]
ASSESSMENT OF THE SHENFLIZ POND CONDITION (KALININGRAD) DUE TO HYDROCHEMICAL INDICATORS IN 2018
The hydro chemical condition of one of the artificial reservoirs in Kaliningrad the Shenfliz pond during the warm season of 2018 is analyzed in the article. The main aim of the research is to study the ecological state of the pond due to the significant anthropogenic impact. Main quality indicators include dissolved oxygen, permanganate oxidability and nutrients. The conclusions presented in the work are based on the monitoring data. For most of the studied parameters, except the dissolved oxygen content, the waters in the pond was assessed as fairly pure, oligosaprobic.
Key words: environmental monitoring, hydro-chemical characteristics, water quality assessment.
В Калининграде насчитывается несколько сот водных объектов, которые занимают в городе около 3,38 га, т. е. 15% городской территории [1]. Степень изученности многих водных объектов невысока, многие из них даже отсутствуют в реестре водных объектов. Большинство городских водоемов г. Калининграда имеют искусственное происхождение. В основном это пруды двух типов: копаные и подпрудные. Большая их часть имеет очень небольшой размер: площадь водного зеркала не превышает 1 000 м2, многие даже не имеют названий.
Высокая антропогенная нагрузка, оказываемая на малые водоемы городских ландшафтов, приводит к снижению их самоочищающей способности, ухудшению качества вод, постепенной общей деградации акваэкосистемы. При этом городские водоемы имеют не только ландшафто-образующее, рекреационное, эстетическое, но и экономическое значение, повышая стоимость объектов недвижимости. Согласно исследованиям Московского государственного университета природообустройства наличие в зоне пешеходной доступности от места проживания водоема составляет в стоимости недвижимости 10,5%, парка с водоемом - 12% [2].
Объект исследования - пруд Шенфлиз, расположенный на южной окраине г. Калининграда, можно отнести к средним. Пруд непроточный, имеет почти правильную треугольную форму (коэффициент извилистости береговой линии - 0,72). Согласно измерениям и расчетам
авторов его длина 450 м, максимальная ширина 290 м. Площадь водного зеркала составляет около 8,4 га, протяженность береговой линии 1,2 км (рис. 1).
Берега пруда преимущественно низкие, довольно пологие, покрыты густой растительностью; рельеф западного побережья - умеренно крутой. Прибрежные участки дна в основном покрыты слоем черного ила.
В летний сезон водоем используется как зона отдыха, песчаный пляж расположен на восточном берегу (ст. 1) и привлекает большое количество отдыхающих. Зимой в пруду проходят крещенские купания.
С запада водосбор пруда ограничен железнодорожным полотном, находящимся в непосредственной близости (60 м) от уреза воды, с востока - улицей с оживленным движением (минимальное расстояние 120 м). Также на восточном берегу находятся ресторан и пляж. К северу от водоема располагается территория торгово-производственного металлургического комплекса.
Несмотря на то, что в Шенфлизе официально разрешено купание, вода в нем часто сомнительного качества. Так, осенью были выявлены три несанкционированных выпуска в пруд Шен-флиз. Предположительно, это дренажно-ливневые воды, поступающие со стороны железнодорожных путей близлежащей станции [3].
В конце лета наблюдалось бурное цветение водорослей в водоеме. Также в августе в пруду было обнаружено маслянистое пятно, которое постепенно заполнило практически всю водную поверхность. Согласно исследованию, проведенному ФГБНУ «АтлантНИРО», в пробах воды обнаружено 39,0 мг/дм3 нефтепродуктов (превышает норму в 780 раз). Содержание фенолов превышено в 2 400 раз (обнаружено 2,4 мг/дм3) [4]. В начале сентября поверхность пруда была затянута угольной пылью.
На территории, прилегающей к пруду, были обнаружены необорудованные несанкционированные свалки мусора, размеры которых увеличивались с каждым месяцем. В августе 2018 г. рядом со ст. 3 были произведены порубочные работы, после которых осталось неубранным большое количество корней и сухой травы (сухостоя).
Оценка экологического состояния водоема выполнена на основе ежемесячного мониторинга ряда гидрохимических показателей (растворенный кислород, перманганатная окисляемость, биогенные вещества) на трех прибрежных станциях. Отбор проб воды осуществлялся в утренние часы, анализ проводился в гидрохимической лаборатории КГТУ.
Согласно проведенным исследованиям концентрации растворенного кислорода в пруду Шенфлиз в летние месяцы сохранялись достаточно высокими и изменялись в среднем по станциям от 13,9 до 15,5 мг/дм3, что указывает на интенсивное развитие фитопланктона в хорошо прогретых водах (цветение водоема наблюдалось визуально). В сентябре его концентрация начала снижаться и в октябре упала ниже ПДК - 3,1 мг/дм3. Однако относительное содержание кислорода даже на пике фотосинтеза в июле не достигало 90%, а к концу лета опустилось до 51% (в среднем по станциям в августе). Осенью в водах пруда сложились крайне неблагоприятные кислородные условия, даже в поверхностных слоях наблюдался острый дефицит кислорода - 30-31% (рис. 2). Такой дефицит кислорода чаще наблюдается в водных объектах с высокими концентрациями загрязняющих органических веществ и в эвтрофированных водоемах, содержащих большое количество биогенных и гумусовых веществ [5].
Рис. 1. Расположение станций мониторинга и основных объектов на пруду Шенфлиз
Рис. 3. Перманганатная окисляемость, мгО/дм3
Рис. 2. Растворенный кислород, мг/дм3 и %
По величине перманганатной окисляе-мости воды пруда Шенфлиз, по классификации О.А. Алекина [6], относятся к категории «средних» (5-10 мгО/дм3), хотя в мае и сентябре ее значение опускается до малой (2,6-2,8 мгО/дм3). В основном динамика перманганатной окисляемости близка к правильной (рис. 3). Отдельные скачкообразные отклонения от нормального хода могут быть связаны с изменениями погодных условий, которые способны существенно изменять показатель перманганатной окисляемости в небольших водоемах [6].
Распределение некоторых биогенных веществ в отдельные месяцы может значительно варьировать на разных станциях.
В целом соединений азота в водах Шенфли-за растворено довольно много. Концентрации аммонийного азота, представляющего собой низшую фазу регенерации азота, почти постоянно довольно высокие, немного превышают рыбохо-зяйственную ПДК [7] (до 0,60 мг^дм3 на ст. 2 в мае и октябре) или близки к ней (рис. 4). Обычно это свидетельствует о наличии хозяйственно-бытовых стоков, стоков пищевой и животноводческой промышленности. Только в сентябре содержание аммоний-иона, как и величина перманганатной окисляемости, резко падает (до 0,10-0,18 мгЩцм3).
Содержание нитритов, являющихся промежуточной ступенью нитрификации, в природных водах обычно крайне мало (рис. 4). В водах пруда Шенфлиз их содержание также невелико и наибольших значений достигает максимума в летние месяцы, превышая допустимые величины в августе на ст. 2 - в 2,6 раза.
Месячный ход фосфатов представляет собой почти зеркальное отражение хода растворенного кислорода (рис. 5). В течение исследуемого периода 2018 г. наблюдались низкие концентрации минерального фосфора: с мая по сентябрь они колебались от менее чем 0,01 до 0,02 м^/дм3, что, вероятно, говорит об интенсивности протекающего в воде фотосинтеза. Снижение его интенсивности в октябре сопровождалось резким ростом концентрации фосфора фосфатов до 0,06-0,07 м^/дм3, что, тем не менее, существенно ниже ПДК для эвтрофных водоемов (0,2 м^/дм3) [7].
Железо, как и другие биогенные элементы, в некоторой степени влияет на интенсивность развития фитопланктона в водоеме. Его концентрация в водах пруда повышена, что в целом характерно для водоемов Калининграда и объясняется особенностями геологического строения региона [8-10]. Содержание ионов железа закономерно снижается летом, достигает минимума в августе (0,05 м^/дм3) и после этого вновь увеличивается в осенние месяцы с ослаблением активности фотосинтезирующих организмов (рис. 6).
Месяцы Азот аммонийный, мгЫ/дм3
-1 станция ~ ~ 2 станция.....
Рис. 4. Соединения азота, мг/дм3
Месяцы Нитриты, мг/дм3
3 станция
-1 станция
Рис. 5. Фосфор фосфатов, мгР/дм3
VII VIII
Месяцы
2 станция .......3 станция
Рис. 6. Общее железо, мгЕе/дм3
Таким образом, несмотря на существенную антропогенную нагрузку, выявленные несанкционированные сбросы в водоем и наблюдавшиеся случаи его загрязнения, качество вод в пруду Шенфлиз в теплые месяцы 2018 г. сохранялось достаточно высоким. Согласно ГОСТ 17.1.2.04-77 [11] воды пруда по большинству исследованных показателей оцениваются как олигосапробные, что соответствует категории «достаточно чистые воды». Одновременно чрезвычайно низкое насыщение кислородом позволяет говорить об усилении загрязненности водоема в конце периода вегетации. По этому показателю воды в Шенфлизе - загрязненные, (бета-мезосапробные).
Концентрации азота аммонийного высокие, на уровне предельно допустимых, иногда превышали ПДК. Выявлено нарушение правильных сезонных изменений содержания растворенного кислорода, перманганатной окисляемости, нитрит-ионов, что, видимо, происходит вследствие интенсификации антропогенной деятельности и растущего воздействия на водоем, в т. ч. его загрязнения. Повышенное содержание органических и биогенных веществ может ускорить процесс эвтрофирования пруда и привести к негативным изменениям его трофического статуса и санитарного состояния.
Литература
1. Водоемы в Калининграде смогут отдать «под коммерцию» [Электронный ресурс]. -URL: https://ruwest.ru/news/78950/ (дата обращения: 11.02.2019).
2. Курбатова А.С. Повышение эффективности использования городских территорий. Ландшафт как ресурс для капитализации объектов недвижимости [Электронный ресурс]. -URL: http://www.gisa.ru/52489.html (дата обращения: 11.02.2019).
3. На озере Шенфлиз выявлены три несанкционированных выпуска вблизи железнодорожных путей [Электронный ресурс]. - URL: https://rugrad.eu/news/1078038/ (дата обращения: 11.02.2019).
4. Минприроды: Шенфлиз еще раз исследуют на наличие нефтепродуктов [Электронный ресурс]. - URL: https://www.newkaliningrad.ru/news/briefs/community/19908729-minprirody-shenfliz-eshche-raz-issleduyut-na-nalichie-nefteproduktov.html (дата обращения: 11.02.2019).
5. Вартанов А.З., Рубан А.Д., Шкуратник В.Л.Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг: Учебник. - М.: Горная книга, 2009. - 647 с.
6. Алекин О.А. Основы гидрохимии. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 443 с.
7. Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения: Приказ Министерства сельского хозяйства Российской Федерации от 13 декабря 2016 г. № 552 [Электронный ресурс]. - URL: http://ivo.garant.ru/#/document/71586774/paragraph/53:0 (дата обращения: 11.02.2019).
8. Бугранова О.С., Цупикова Н.А., Костыря Ю.С. Оценка экологического состояния западной части пруда Форелевого (г. Калининград) в 2015-2016 гг. // Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование: Материалы VIII Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 75-летию рыбохозяйственного образования на Камчатке (12-14 апреля 2017 г.): в 2 ч. / Отв. за вып. Н.Г. Клочкова. - Ч. II. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ,
2017. - С. 84-88.
9. Бугранова О.С., Цупикова Н.А. Динамика сезонного развития фитопланктона пруда Нижнего (г. Калининград) в 2015 году и факторы, ее определяющие // Известия КГТУ. - Калининград. - 2016. - № 43.- С. 11-21.
10. Лозицкая Е.А., Цупикова Н.А. Результаты гидрохимического мониторинга пруда Кар-повского летом 2018 г. (г. Калининград) // Актуальные вопросы рыболовства, рыбоводства (ак-вакультуры) и экологического мониторинга водных экосистем: Материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 90-летию Азовского научно-исследовательского института рыбного хозяйства. Ростов-на-Дону (11-12 декабря 2018 г.) - Ростов н/Д .: Изд-во ФГБНУ «АзНИИРХ»,
2018.- С. 326-329.
11. ГОСТ 17.1.2.04-77. Охрана природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов // Сб. ГОСТов. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. - С. 51-62.
