CC BY
14
УДК 556.555(476.6)
РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ АНАЛИЗ ГИДРОХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ВОДОХРАНИЛИЩА ЗЕЛЬВЕНСКОЕ ЗА 2010-2021 ГОДЫ
Н. А. КУЗНЕЦОВ
УО Гродненский государственный аграрный университет, г. Гродно, Республика Беларусь, 230008; e-mail: nsx.kuznecov@gmail.com
(Поступило в редакцию 17.02.2022)
Статья содержит информацию о морфометрии, гидрохимическом режиме, экологических показателях воды водохранилища Зельвенское, бассейна р. Неман, Гродненской области Республики Беларусь. Водохранилище Зельвенское имеет площадь водного зеркала 1190 га, полный объемом воды 28 млн. м3, полезный объем 17,6 млн. м3 и занимает первое место среди водоемов Гродненской области. Важными определяемыми показателями гидрохимического режима являются: рН, аммиачный, нитритный, нитратный азот, общая жесткость, карбонатная жесткость, минерализация, сульфаты, фосфаты, общий фосфор, железо, фтор, иод, хлор, концентрация растворенного: кислорода, углекислого газа, сероводорода, БПК, ХПК, комплекса микроэлементов, тяжелых металлов и др. Содержание растворенного кислорода колебалось от 7,77до 11,73 мгО2/дм3; БПК 3,27 - 4,80 мгО;/дм3; ХПК 21,72 - 39,78 мгО;/дм3. Содержание
тяжелых металлов в воде по свинцу колебалось от 0,50 до 2,50 мг/дм3; хрому 0,0010,002 мг/дм3; кадмию 0,00005-0,0003 мг/дм3.
По доминирующим ионам вода водохранилища Зельвенское может быть отнесена к кальциево-гидрокрабонатной. Содержание кальция 55,09±3,01 мг/дм3, гидрокарбонт-иона 187,75±11,61 мгHCO3/дм3. Гидрохимические показатели водохранилища Зельвенское, в целом, соответствовали по ПДК экологическим и санитарно-гигиеническим нормативам. В отдельные периоды, имело место превышение ПДК по фосфат-иону (5,3 ПДК), общему железу до 0,837 мг/дм3, БПК(1,3 ПДК), ХПКа(2,6 ПДК), азота общего по Къельдалю (1,03-2,1 ПДК), содержанию нефтепродуктов.
Гидрохимический режим, за исследуемый период, на момент исследований, соответствовал рыбоводным нормам, действующим в Республике Беларусь, при выращивании рыбы по технологии пастбищного рыбоводства.
Ключевые слова: водохранилище, морфометрия, гидрохимические показатели, гидрохимический режим, пастбищное рыболовство, экология.
The article contains information about morphometry, hydrochemical regime, environmental indicators of the water of the Zelvenskoye reservoir, the basin of the river. Neman, Grodno region of the Republic of Belarus. The Zelvenskoye reservoir has a water surface area of 1190 ha, a total water volume of 28 million m3, a useful volume of 17.6 million m3, and ranks first among the reservoirs of the Grodno region. Important indicators of the hydrochemical regime are: pH, ammonia, nitrite, nitrate nitrogen, total hardness, carbonate hardness, mineralization, sulfates, phosphates, total phosphorus, iron, fluorine, iodine, chlorine, concentration of dissolved: oxygen, carbon dioxide, hydrogen sulfide, BOD, COPr heavy metal, a complex of
microelements, etc. The content of dissolved oxygen varied from 7.77 to 11.73 mgO2/dm3; BOD5 3.27 — 4.80 mgO2/dm3; CODCr 21.72 — 39.78 mgO2/dm3. The content of heavy metals in water for lead ranged from 0.50 to 2.50 mg/dm3; chromium 0.001 — 0.002 mg / dm3; cadmium 0.00005 — 0.0003 mg/dm3.
According to the dominant ions, the water of the Zelvenskoye reservoir can be classified as calcium-hydrocrabonate. The content of calcium is 55.09±3.01 mg/dm3, hydrocarbon ion 187.75±11.61 mgHCO3/dm3. The hydrochemical indicators of the Zelvenskoye reservoir, in general, corresponded to the environmental and sanitary-hygienic standards in terms of MPC. In some periods, there was an excess of the MPC for phosphate ion (5.3 MPC), total iron up to 0.837 mg/dm3, BOD5 (1.3 MPC), COPCCr (2.6 MPC), total nitrogen according to Kjeldal (1.03 -2.1 MPC), content of oil products. The hydrochemical regime for the study period, at the time of the study, corresponded to the fish breeding standards in force in the Republic of Belarus when growing fish using the technology ofpasture fish farming.
Key words. reservoir, morphometry, hydrochemical parameters, hydrochemical regime, pasture fishing, ecology.
Введение. Гидрохимический режим пресноводных водоемов, является важным лимитирующим фактором в поступательном развитии ихтиофауны водного объекта.
Важными определяемыми показателями гидрохимического режима являются: рН, аммиачный, нитритный, нитратный азот, общая жесткость, карбонатная жесткость, минерализация, сульфаты, фосфаты, общий фосфор, железо, фтор, иод, хлор, концентрация растворенного: кислорода, углекислого газа, сероводорода, БПК, ХПК, комплекса микроэлементов и др. [3, 4].
В последнее десятилетие заметным показателем гидрохимического режима стало наличие остаточных количеств поверхностно активных веществ (ПАВов), солей четвертичных (ЧАС) и третичных аммониевых соединений (ТАС), перекисей, органических кислот, альдегидов, минеральных кислот, щелочей, йодистых соединений и др. компонентов моющих и дезинфицирующих веществ.
Синтетические моющие средства (СМС) и дезинфицирующих средств (ДС) массово применяются в сельском хозяйстве и предприятиях, перерабатывающих растительное и животное сырье для: мойки доильного оборудования, плановых, текущих и вынужденных дезинфекций на животноводческих объектах; мойки автомобилей и тракторов, комбайнов, механизмов и оборудования, мойки сырья в процессе переработки и др. В 2019 году и по настоящее время, с началом пандемии СОУГО 19, применение дезинфектантов и моющих средств, многократно возросло.
В основном, определяемая концентрация указанных выше веществ, чаще предполагается в районе населенных пунктов, животноводческих ферм, мест постоянного хранения машинно-тракторного парка и др.,
территориально расположенных на расстоянии 50-300 м или непосредственно примыкающих к водному объекту.
Несомненно, что важность и последствия значимых концентраций ПАВов, СМС и ДС для представителей ихтиофауны еще нужно будет определить по каждому продукту. А это в свою очередь, потребует детального изучения, в т. ч. непосредственного прямого воздействия (острая токсичность), кумулятивного и сочетанного эффекта (хронический эффект).
Водохранилище Зельвенское имеет площадь водного зеркала 1190 га, полный объемом воды 28 млн м3, полезный объем 17,6 млн м3 и занимает первое место среди водоемов Гродненской области. В настоящее время промысловое рыболовство на водохранилище не ведется. Объект используется в целях рекреации, любительского и спортивного лова рыбы. Водоем является перспективным объектом для ведения пастбищного, прудового, садкового и интегрированного рыбоводства.
Знание показателей и регулярный контроль гидрохимического режима водохранилища Зельвенское, является важной научно-прикладной задачей, решение которой позволит объективно ориентироваться в вопросах рыбоводства при вовлечении водоема в рыбохо-зяйственную деятельность [3].
Цель исследований: провести ретроспективный анализ гидрохимического режима водохранилища Зельвенское, Зельвенского района, Гродненской области, за период с 2010 по 2021 годы.
Задачи:
1. Провести сбор данных по гидрохимическому режиму Зельвенского водохранилища с 2010 по 2020 годы. 2. Провести анализ гидрохимического режима Зельвенского водохранилища по определенным показателям, среднему результату по каждому показателю в течение года, за период 2010-2020 гг. 3. Изучить данные по концентрации растворенного кислорода Зельвянского водохранилища с целью оценки возможности предзаморных и заморных явлений. 4. Повести первичные исследования гидрохимического режима Зельвенского водохранилища прибрежной акватории в сезоне 2021 года.
Основная часть. В работе использованы литературные источники, находящиеся в свободном доступе, материалы исследования Центра гигиены и эпидемиологии Зельвенского района, сведения экологического мониторинга, собственных натурных исследований.
Отбор проб с акватории водохранилища Зельвенское, проводился в постоянном пункте аналитического контроля № 20211.0742, 4 раза в год. В период 2010-2015 годов система мониторинга предполагала
ежегодный, контроль, с 2016 и по настоящее исследование гидрохимических показателей проводились 1 раз в 2 года. Отбор проб и исследования проводились в Гродненской лаборатории аналитического контроля, по 2 вертикалям и одному горизонту по каждой вертикали.
Собственные натурные исследования показателей гидрохимического режима Зельвянского водохранилища проведены методом сухой химии с использованием тест - полосок J-Quant (производитель -Johnson, Великобритания), по следующим показателям: рН, жесткость общая, железо, иод, хлор, фтор, фосфаты, сульфаты, аммиачный азот, нитриты, нитраты, ЧАСы, перекиси, перуксусная кислота.
Определение показателя концентрации растворенного кислорода проводили жидкостным методом - пробой Винклера.
Отбор проб проводился на 7 станциях: № 1 старая электростанция; № 2 ферма; № 3 парк 40-летия Победы; № 4 бывшая база ЖКХ; № 5 пионерский лагерь «Голубая волна»; № 6 база «Лавриновичи»; № 7 д. Бережки. Пробы отбирались по 3-5 вертикалям и одной горизонтали каждой станции.
Зельвенское водохранилище вошло в список водоемов обязательного мониторинга гидрохимического режима, в связи с угрозой возникновения предразорных и заморных явлений.
Исследования проводились в период с 2010-2016 ежегодно и в 2018, 2020 годы.
Отбор проб производился с глубины от 1,46 до 1,87 м, при температуре воды 11,13 — 15,26 °С, прозрачность составила 0,20-1,25 м.
Колебания средней годовой концентрации содержания гидрохимических компонентов за период 2010-2020 годы приведены ниже.
Макропоказатели: взвешеные вещества от 8,71 до 18,52 мг/дм3; минерализация воды 239,33-407,67 г/дм3; удельная электрическая проводимость 332,25-440,83 мкОм/см; водородный показатель (рН) 7,838,37; азот общий по Къельдалю 0,78-3,08 мгМдмЗ; железо общее 0,0691-0,3554 мг/дм3; фосфор общий 0,064-0,190 мг/дм3; кальций 49,03-61,50 мг/дм3; магний 5,3-14,15 мг/дм3; нефтепродукты 0,0110,021 мг/дм3; СПАВ анионоактивные 0,013-0,039 мг/дм3.
Микроэлементы: марганец 0,0171-0,0855 мг/дм3; медь 0,00050,0038 мг/дм3; цинк 0,0016-0,0148 мг/дм3; никель 0,58-4,17 мг/дм3.
Ионы: фосфат-ион 0,014-0,053 мгРО/дм3; хлорид-ион 12,58319,350 мгС1/дм3; аммоний-ион 0,078-0,366 мгКН4/дм3; нитрит-ион 0,004-0,019 мгМО /дм3; нитрат-ион 0,354-0,656 мгМО /дм3; гидрокар-бонт-ион 160,58-201,58 мгНС03/дм3.
Тяжелые металлы: свинец 0,50-2,50 мг/дм3; хром 0,001— 0,002 мг/дм3; кадмий 0,00005—0,0003 мг/дм3.
Кислород: растворенный кислород 7,77—11,73 мгО2/дм3; БПК5 3,27— 4,80 мгО2/дм3; ХПК& 21,72—39,78 мгО2/дм3.
Средние величины показателей гидрохимичекого режима водохранилища Зельвенское отражены в табл. 1.
Таблица 1. Среднегодовые гидрохимические показатели воды водохранилища Зельвенского за период 2010-2020 годы (п-9)
№ п/п Показатель Ед. изм. А ср ± 5 ср % 5 ср / А ср
1 Глубина отбора проб м 1,83±0,08 4,12
2 Температура воды С 13,34±1,04 7,81
3 Прозрачность м 0,47±0,30 63,46
4 Взвешенные вещества мг/дм3 12,14±3,52 29,02
5 Водородный показатель (рН) 8,05±0,12 1,55
6 Минерализация мг/дм3 292,26±37,19 12,73
7 Удельная электропроводность мкОм/см 373,38±28,26 7,57
8 Азот общий по Къельдалю мгМдмЗ 1,17±0,56 47,43
9 Железо общее мг/дм3 0,1530±0,0909 59,38
10 Фосфор общий мг/дм3 0,112±0,031 27,50
11 Кальций мг/дм3 55,09±3,01 5,46
12 Магний мг/дм3 11,81±1,97 16,68
13 Нефтепродукты мг/дм3 0,015±0,003 17,11
14 СПАВ анионоактивные мг/дм3 0,027±0,011 41,67
15 Марганец мг/дм3 0,0433±0,0194 44,74
16 Медь мг/дм3 0,0014±0,0010 74,55
17 Никель мг/дм3 2,42±0,75 31,13
18 Цинк мг/дм3 0,0071±0,0039 55,40
19 Фосфат-ион мгР/дм3 0,028±0,009 31,36
20 Хлорид-ион мгС1/дм3 14,010±1,248 8,91
21 Аммоний-ион мгЫН /дмз 0,174±0,084 48,25
22 Нитрит-ион мгЫО/дмз 0,011±0,004 36,20
23 Нитрат-ион мгЫО /дмз 0,485±0,102 21,08
24 Гидрокарбонт-ион мгЫСОз /дм3 187,75±11,61 6,18
25 Сульфат-ион мг8О4/дмз 21,64±4,04 18,64
26 Растворенный кислород мгО /м3 2 9,16±0,73 20,82
27 БПК 5 мг^/дм3 3,86±0,38 9,80
28 ХПК Сг мгО^мЗ 34,92±6,87 19,69
29 Свинец мг/дм3 2,06±0,69 33,68
30 Хром мг/дм3 0,0012±0,0004 30,91
31 Кадмий мг/дм3 0,00024±0,00008 35,25
Ежегодные исследования в весенне-летний период проводились с интервалом от 3—5 до 7—10 дней, за период май-сентябрь, с 2016 по
2020 годы, по предусмотренному перечню гидрохимических показателей. Отбор проб производился по 2(3) вертикалям и одной горизонтали. Средние показатели гидрохимического режима в весенне-летний на момент исследования в период 2016-2020 годов были следующими.
Концентрация растворенного кислорода составила от 6,90 до 12,50мг02/дм3; прозрачность до 0,30 м; БПК5 2,94-3,93 мгО/дм3;
ХПК до 16,50 мгО2/дм3; взвешенные вещества от 2,53-8,25 мг/дм3; запах 1,00-1,5 балла; водородный показатель (рН) 7,64-8,50; цветность 27,00-62,50 ед.; железо общее до 0,30 мг/дм3.
Концентрация ионов составила: сульфат-ион 17,89-50,40 мг БО /дм3; хлорид-ион 13,20-20,73 мгСУдмЗ; аммоний-ион 0,100,90 мгКН4/дм3; нитрит-ион 0,004-0,019 мгШ^дмЗ; нитрат-ион 0,3540,656 мгШ3/дм3.
Среднегодовые и сезонные показатели за исследуемые периоды, на момент исследования, как правило, в пределах ПДК. Однако в некоторые периоды зафиксированы отклонения от действующих норм. Так в июне 2016 года концентрация растворенного кислорода составила от 4,6-4,8 мгО /дм3. В 2017 году воде р. Зельвянка зарегистрировано повышенное содержание нефтепродуктов.
Содержание железа общего варьировало в 2017-2020 годах от 0,36 до 0,837 мг/дм3. В этот же период было отмечено повышенное содержание фосфат-иона в р. Зельвянка (основной питающий водоток вдхр. Зельвенское) от 0,003 до 0,086 ш-РО/дм в 2018 г., до 0,0070,63 мгРО4/дм3 и 0,01-0,35 мгРО/дм3 (5,3 ПДК), в 2019 и 2020, соответственно.
В 2018 году имело место превышение норматива содержание азота общего по Къельдалю в воде вдхр. Зельвенское от 5,14 до 10,5 мг^дм3 (1,03-2,1 ПДК).
В мае 2020 года показатели превышения норматива качества воды по БПК5 до 7,8 мгО2/дм3(1,3 ПДК), концентрация трудноокисляемых
органических веществ, определяемых по ХПК , до 78 мгО /дм3
(1,9 ПДК) [1, 5, 6, 7, 8].
При исследованиях, проведенных в летний период 2021 года, гидрохимический режим соответствовал рыбоводным нормам выращивания рыб по пастбищной технологии. Во время исследований температура воды колебалась в пределах 19-23 °С. Концентрация растворенного в воде кислорода - в пределах от 4,0 до 6,7 мг/л. Амплитуда ко-
303
лебаний водородного показателя (рН) - от 7,0 до 7,7. Показатель аммиак/аммоний (МН^КНз, мг/л) регистрировался в пределах 0,04 до 0,56. Значения нитратов (N0^ мг/л) колебались в пределах 0,06,0 мг/л. Показатель нитритов (N02, мг/л) находился в пределах 0,30,5. Железо общее имело показатель 0,2-0,7 мг/л [2].
Заключение. По доминирующим ионам вода водохранилища Зель-венское может быть отнесена к кальциево-гидрокрабонатной. Гидрохимические показатели водохранилища Зельвенское, в целом, соответствовали по ПДК экологическим и санитарно-гигиеническим нормативам. В отдельные периоды имело место превышение ПДК по фосфат-иону (5,3 ПДК), общему железу до 0,837 мг/дм3, БПК5(1,3 пДк), ХПКа(2,6 ПДК), азота общего по Къельдалю (1,03-2,1 ПДК), содержанию нефтепродуктов.
Гидрохимический режим, за исследуемый период, соответствовал рыбоводным нормам, действующим в Республике Беларусь, при выращивании рыбы по технологии пастбищного рыбоводства. Вместе с тем, среднее отклонение (5 ср) к средней величине среднегодового содержания компонента (Д ср), по 14 показателям из 31, превышает 30 %, а по ряду показателей составляет от 41,87 до 74,55 %, что свидетельствует о существенных интервалах отклонений по годам.
ЛИТЕРАТУРА
1. Государственный водный кадастр. Водные ресурсы, их использование и качество вод (за 2018 год). Издание официальное / Минск, - Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь, Министерство здравоохранения Республики Беларусь, РУП «Центральный научно-исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов». - 2019. - С. 60-61.
2. Козлова, Т. В. Продуценты Зельвенского водохранилища / Т. В. Козлова, Н. А. Кузнецов, А. И. Козлов, Н. П. Дмитрович // Биотехнология: достижения и перспективы развития: сборник материалов V международной научно-практической конференции, УО «Полесский государственный университет», г. Пинск, 25-26 ноября 2021 г. / Министерство образования Республики Беларусь [и др.]; редкол.: В. И. Дунай [и др.]. -Пинск: ПолесГУ. 2021. - С. 84-87.
3. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям: Методические указания. РД 52.24.643 - 2002. / Ростов на Дону. - 2002. - 55 с.
4. Морузи, И. В. и др. Гидрохимия. Методические указания по проведению лабора-торно-практических работ / Морузи И. В., Иванова З. А.// Новосибирский аграрный университет, Новосибирск, 1994. - 35 с.
5. Национальная система мониторинга окружающей среды Республики Беларусь: результаты наблюдений, 2017 год / Под общей редакцией Е.П. Богодяж - Минск, Республиканский центр по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды. - 2018. - С.83-83.
6. Национальная система мониторинга окружающей среды Республики Беларусь: результаты наблюдений, 2018 год / Под общей редакцией Е. П. Богодяж - Минск, Рес-
304
публиканский центр по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды. — 2019. — С. 86—87.
7. Национальная система мониторинга окружающей среды Республики Беларусь: результаты наблюдений, 2019 год / Под общей редакцией Е. П.Богодяж — Минск, Республиканский центр по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды. — 2020. — С. 92—94.
8. Национальная система мониторинга окружающей среды Республики Беларусь: результаты наблюдений, 2020 год / Под общей редакцией Е. П. Богодяж — Минск, Республиканский центр по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды. — 2021. — С. 103—104.
