CC BY
22УДК 556.55 "1990" и"2018
Е.А. Лозицкая1, Н.А. Цупикова2, Т.А. Берникова3
Калининградский государственный технический университет, Калининград, 236022 e-mail: Lozitskaya.EA@yandex.ru1, tsoupikova@klgtu.ru2, bernikovy@gmail.com3
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ГИДРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРУДА КАРПОВСКОГО В 1990 И 2018 ГОДАХ
В основу данной работы положены фондовые материалы кафедры ихтиологии и экологии, накопленные в ходе рейдовых выездов в 1988-1990-е гг., а также результаты ежемесячного гидрохимического мониторинга на пруду Карповском, начатового в мае 2018 г. В целях изучения изменений гидрохимических показателей за прошедший период были взяты сопоставимые материалы за июль и ноябрь соответствующих лет. В работе изучена динамика перманганатной окисляемости, растворенного кислорода, фосфатов, азота аммонийного, нитритов и железа, являющихся ключевыми параметрами при комплексной оценке экологического состояния водоема.
Ключевые слова: экологическое состояние, мониторинг, качество воды, гидрохимия.
E.A.Lozitskaya1, N.A. Tsoupikova2, T.A. Bernikova3
Kaliningrad State Technical University, Kaliningrad, 236022 e-mail: Lozitskaya.EA@yandex.ru1, tsoupikova@klgtu.ru2, bernikovy@gmail.com3
COMPARATIVE ANALYSIS OF HYDROCHEMICAL INDICATORS CHANGES IN THE KARPOVSKY POND IN 1990 AND 2018
The archive materials of the Ichthyology and Ecology Chair accumulated during raid observations in 1988-1990, as well as the results of the month hydro chemical monitoring of the Karpovsky pond, which was begun in May 2018 are presented in the article. The comparable data for July and November were taken to study changes in hydro chemical indicators over the past period. The dynamics of permanganate oxidability, dissolved oxygen, phosphates, ammonium nitrogen, nitrites and iron which are key parameters in a comprehensive assessment of the ecological condition of the water body was studied in the work.
Key words: ecological condition, monitoring, water quality, hydrochemistry.
В последние годы численность населения Калининграда и области стабильно растет, так, например, за 30 лет число жителей города увеличилось более чем на 50 тыс. человек [1, 2]. Удовлетворение потребностей растущего населения требует роста производства, под строительство занимаются все большие территории, что неизбежно влечет использование природных ресурсов и загрязнение окружающей среды. С этим во многом связано и усиливающееся антропогенное загрязнение, эвтрофикация городских водоемов, что в наши дни стало повсеместной проблемой. Причиной ухудшающегося состояния озер и прудов являются как промышленные источники, так и бытовые стоки с жилых территорий, часто несанкционированные, и рекреационное воздействие [3].
Для предотвращения эвтрофирования и сохранения возможности дальнейшего использования водоемов необходимо понимать какие факторы влияют на развитие процессов загрязнения конкретных водных объектов, для этого разработаны оптимальные методы и технологии оценки их состояния и реабилитации. В то же время существует общая проблема для многих городов России, в т. ч. Калининграда - недостаточная изученность градоэкологического каркаса природной городской составляющей, частью которой и являются пруды и озера. Все это делает актуальным изучение гидрохимического состояния внутренних водоемов, что и стало целью работы. Пруд Карповский уже более пяти лет включен в число купальных в Калининграде, поэтому важ-
но сопоставить его текущее состояние с ранее наблюдавшимся и взять его в качестве фонового для дальнейшего изучения рекреационной нагрузки.
Объектом исследования выступает пруд Карповский - искусственный водоем, располагающийся в западной части Калининграда, примерно в 500 м к северу от уреза правого берега р. Преголи. В мае 2018 г. на водоеме были определены две поверхностные станции отбора проб
в восточной и юго-западной части пруда (рис. 1). Отбор материала производится одним из авторов ежемесячно с берега, фиксируется на месте и доставляется в гидрохимическую лабораторию КГТУ для анализа.
В соответствии с программами проведения наблюдений за гидрологическими и гидрохимическими (физическими и химическими) показателями, приведенными в РД 52.24.309-2016 [4], авторами для сравнительного анализа были выбраны шесть ключевых параметров (растворенный кислород, перман-ганатная окисляемость, азот аммонийный, фосфаты, нитриты, железо общее), входящих в список обязательных показателей и веществ, загрязняющих воду в пунктах наблюдений, оценка которых дает возможность определить экологическое состояние водоема.
Кислород - важнейший индикатор состояния водной экосистемы. Можно отметить, что в пруду складывались благоприятные кислородные условия как в 1988-1990 гг. [5], так и в настоящее время (рис. 2), значений ниже ПДК [6] в период наблюдений не обнаружено. Во все годы в июле, а в 1989 г. и в ноябре (рис. 3), наблюдалось пересыщение, что свидетельствует об интенсивном фотосинтезе. В то же время нельзя не отметить, что в предыдущие годы, особенно в ноябре, кислородные условия были более благоприятными, чем в 2018 г. В ноябре 1989-1990 гг. содержание кислорода на поверхности составило 11,0-9,7 мг/л (соответственно), хотя относительное его содержание из-за низких температур снизилось до 85-74 %, а осенью 2018 г. - до 57% (7,5 мг/л), что близко к дефициту (рис. 3). Наибольшие концентрации отмечались в открытой части водоема, у берегов его значение несколько ниже. Например, в районе ст. 2 в 1990 г. было растворено 8,9 мг/л (102% насыщения), что аналогично современным значениям (8,8 мг/л и 107 %). Кислородные условия относятся к лимитирующим факторам для многих видов рыб и членистоногих, так, например, общим требованием к заселению в водоем раков является, прежде всего, благоприятный кислородный режим [7]. Так как пруд в настоящее время используется для рекреационного рыболовства, и на нем находится рыбное хозяйство, содержание растворенного кислорода играет важную роль для обеспечения оптимальных условий развития ихтиофауны и возможности продолжения подобной рекреационной и хозяйственной деятельности.
Рис. 1. Схема расположения станций на пруду Карповском в 2018 г.
Рис. 2. Содержание растворенного кислорода, мг/л (осредненные значения по всем станциям)
Рис. 3. Насыщение воды кислородом, % (осредненные значения по всем станциям)
Органических веществ в водах пруда в 1990 гг. было достаточно много. Перманганатная окисляемость на большей части озера (рис. 4) в июле находилась в пределах 17,0-19,0 мгО/л и несколько снижалась в ноябре (13,9-17,1 мгО/л), т. е. в соответствии с классификацией О.А. Алекина [8] характеризовалась как повышенная. Ее значения понижались у протоки, соединяющей юго-западную часть пруда Карповского с прудом Прегольским (в период наблюдений 2018 г. протока не обнаружена как визуально, так и на спутниковых снимках картографических сервисов «Яндекс. Карты» и «Карты Google»). Следовательно, из пруда Прегольского в тот период поступали воды с меньшим содержанием органических веществ, что не соответствует современной ситуации, т. к. перманганатная окисляемость воды у ст. 2 летом [9] в 2018 г., наоборот, выше, чем на ст. 1. примерно на 2,0 мгО/л. В июле 2018 г. окисляемость находилась в пределах 14,0-16,2 мгО/л, а в ноябре снижалась до 10,7-11,2 мгО/л.
Биогенные элементы в 80-90-е гг. были обнаружены в достаточном или даже большем количестве. Концентрации фосфатов повышались близ берегов, особенно у южного, близко к которому и ранее, и в настоящий момент подступают огородные участки и жилые дома. Из пруда Прегольского поступали воды с наиболее низким содержанием фосфатов. Концентрация колебалась в июле в пределах 0,01-0,09 мгР/л, а в ноябре упала до 0,008 мгР/л. В 2018 г. фосфатов в водоеме стало меньше (0,01-0,04 мгР/л) даже в целом в летние месяцы [9]. Их больше близ рыбного хозяйства и меньше у ст. 2.
Содержание азота аммонийного на поверхности в июле 1990 г. не превышает ПДК [6]. В его распределении прослеживались те же особенности, что и у фосфатов. На поверхности азот аммонийный в ранние годы встречался в количестве 0,09-0,38 мгМл. В 2018 г. его было значительно больше: 0,20-0,60 мгМл. Осредненные результаты показывают, что в ноябре 1990 г. концентрация азота аммонийного, по сравнению с июлем, резко (до 0,014-0,021 мгМл) снизилась, тогда как в 2018 г., наоборот, существенно (до 0,32 мгМл) возросла (рис. 5), что может свидетельствовать о загрязнении.
Рис. 4. Величина перманганатной окисляемости, мгО/л (осредненные значения по всем станциям)
Рис. 5. Концентрация азота аммонийного
в 1990 и 2018 гг., мгК/л (осредненные значения по всем станциям)
Нитритов в 2018 г., напротив, стало в несколько раз меньше. Их концентрации и в летний период упали с 0,16-0,39 мг/л в 1990 г. до 0,004-0,054 мг/л в 2018 г.
Интересно, что, несмотря на геологически обусловленное постоянно высокое содержание ионов железа в водных объектах Калининградской области, в пруду Карповском их концентрация в 2018 г. оказалась в разы ниже по сравнению с аналогичным периодом 1990 г. Так, в июле 1990 г. железа обнаружено очень много: 0,51-1,03 м^е/л, максимум тогда был отмечен у северо-западных берегов и у протоки. В 2018 г. железа также много, больше ПДК [6] в четыре раза, но все же меньше по сравнению с предыдущим периодом. Летом его концентрации находятся в диапазоне 0,07-0,4 м^е/л, что меньше обнаруженного минимума в 1990 г. Осредненные данные показывают ту же закономерность: в 1990 г. железа в водах пруда содержалось в два раза больше (рис. 6).
Таким образом, изучив изменение гидрохимических показателей в 1990 и 2018 гг., можно отметить, что отчетливо прослеживается снижение содержания многих элементов. В частности, значительно уменьшились концентрации железа, нитритов. Несколько понизилась и величина
перманганатной окисляемости: от верхней границы к нижней в пределах градации «повышенной» окисляемости. Это указывает на уменьшение содержания органических веществ у поверхности. Однако кислородные условия в 2018 г. заметно ухудшились, особенно в ноябре, относительное содержание кислорода опускалось до 57%, что характерно для загрязненных, мезосапробных вод [10] против 74-85% осенью 1990 г., что соответствовало чистым, олигоса-пробным водам (на нижнем пределе). Обеспокоенность может вызывать и повышение в водах пруда Карповско-го концентрации азота аммонийного, который способен приводить к развитию токсичных видов водорослей или через нитрификацию может переходить в канцерогенные нитриты. Необходимо дальнейшее изучение источников поступления в водоем азота и его накопления в донных осадках.
Литература
1. Российский статистический ежегодник. 2002: Стат. сб. / Госкомстат России. - М. : Госкомстат России, 2002. - 690 с.
2. Численность населения Российской Федерации по муниципальным образованиям [Электронный ресурс]. - URL: http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_main/rosstat/ru/statistics/ pubncations/catalog/afc8ea004d56a39ab251f2bafc3a6fce (дата обращения: 11.02.2019).
3. Лозицкая Е.А., Цупикова Н.А. Некоторые результаты экологического мониторинга пруда Пелавского в 2015-2016 гг. // Вестник молодежной науки. - 2017. - № 1 (8) [Электронный ресурс]. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nekotorye-rezultaty-ekologicheskogo-monitoringa-pruda-pelavskogo-v-2015-2016-gg (дата обращения: 11.02.2019).
4. РД 52.24.309-2016. Организация и проведение режимных наблюдений за состоянием и загрязнением поверхностных вод суши. Введен в действие приказом Росгидромета от 20.12.2016 № 585. - 103 с.
5. Экологическое изучение внутренних водоемов (озер и водохранилищ) Калининградской области: Отчет о НИР / Калинингр. техн. ин-т рыб. пром-ти и хоз-ва (КТИРПХ); руководитель В.А. Шкицкий; № ГР 01910027713; инв. № 02910053924. - Калининград, 1991. - 190 с.
6. 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).
7. Задорожная Л.А. Разведение рыбы, раков и домашней водоплавающей птицы. -М.: АСТ, 2011. - 320 c.
8. Алекин О.А. Основы гидрохимии. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 443 с.
9. Лозицкая Е.А., Цупикова Н.А. Результаты гидрохимического мониторинга пруда Карпов-ского летом 2018 г. (г. Калининград) // Актуальные вопросы рыболовства, рыбоводства (аква-культуры) и экологического мониторинга водных экосистем: Материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 90-летию Азовского научно-исследовательского института рыбного хозяйства, ФГБНУ «АзНИИРХ». - Ростов н/Д.: Изд-во ФГБНУ «АзНИИРХ», 2018. - С. 326-329.
10. ГОСТ 17.1.2.04-77. Охрана природы (ССОП). Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов [Электронный ресурс]. -URL: http://docs.cntd.ru/document/1200026772 (дата обращения 11.02.2019).
