CC BY
72
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 504.1
Влияние диффузных источников на биогенное загрязнение
рек республики Татарстан
Минакова Е.А. 1, Шлычков А.П. 2
1 Казанский (Приволжский) федеральный университет
2 ИПЭН АН, г. Казань
Аннотация: В работе приведены результаты оценки формирования биогенной нагрузки от животноводческих комплексов в бассейнах рек Республики Татарстан. Определен вклад животноводства среди прочих факторов, определяющих уровень биогенного воздействия на речные бассейны.
Ключевые слова: биогенная нагрузка, животноводство, речной бассейн.
The impact of diffuse sources to biogenic pollution of the rivers
of the Republic of Tatarstan
Minakova E.A. 1, Shlychkov A.P. 2
1 Kazan (Volga) Federal University
2 IES Academy of Sciences, Kazan
Abstract: This paper presents the results of evaluation of the formation of the nutrient load of livestock farms in the basins of the Republic of Tatarstan. Determined the contribution of livestock among other factors that determine the level of nutrient impacts on river basins.
Keywords: nutrient loading, livestock, the river basin.
Биогеохимические циклы фосфора и азота - важных биогенных элементов, определяющих продуктивность и структурно-функциональную организацию экосистем в настоящее время претерпевают существенные антропогенные преобразования. Одним из существенных видов антропогенного вмешательства в круговорот биогенных элементов стало применение минеральных удобрений, в частности, использование азот- и фосфорсодержащих минеральных удобрений, что вносит коррективы в исторически сложившиеся циклы этих элементов в биосфере. Лишь часть биогенных элементов в составе минеральных удобрений остается в наземном круговороте, наибольшая часть азотных (34-60%) и значительная часть фосфорных (9-25%) удобрений поступает в водоемы и ускоряет продукцию органического вещества в водоемах и развитие глобального процесса антропогенного эвтрофирования водоемов, что влечет за собой существенные нарушения в функционировании гидроэкосистем [1]. Сегодня эвтрофирование водоемов является одной из наиболее актуальных проблем поверхностных вод. На XXII Сессии ЮНЕП в 1984 г. процесс эвтро-фирования водоемов суши был поставлен на первое место по степени опасности глобального антропогенного воздействия на окружающую среду [2].
В условиях изменения климата, как на глобальном, так и региональном уровнях [5] важен учет влияния климатообра-зующих факторов влаго- и теплопереноса на поверхностный сток вещества с сельскохозяйственных угодий в гидросферу. Причем, в настоящее время не вызывает сомнения необходимость и возможность решения проблемы управления потоками вещества на региональном уровне [6].
В продолжение предыдущих исследований [7 -12], данная работа посвящена нормированиию биогенной нагрузки в природно - орографических районах Республики Татарстан .
Материалы и методы: В работе в качестве объектов исследования рассмотрены физико - географические районы Республики Татарстан (Рис.1).
Рис. 1. Карта-схема Республики Татарстан
Формирование базы данных и обработку исходных материалов выполняли с использованием системы управления базами данных (СУБД) Microsoft Excel 7.0 на ПЭВМ. Выбранная операционная среда позволяет проводить обработку информации, увеличивать тематику базы данных, проводить расчеты между базами, привязывать ее к электронным картам и совместима с современным программным обеспечением.
В качестве антропогенных факторов, вызывающих значительные изменения сложившегося геохимического фона биогенных элементов в речных водах, рассмотрены следующие факторы:
- распаханность сельскохозяйственных угодий;
- влияние животноводческих комплексов;
- использование минеральных удобрений и средств защиты растений;
- эродированность;
- сброс сточных вод.
Для минимизации ошибок вычислений, обусловленных округлением исходных данных, проводили их формализацию в безразмерные величины путем нормирования исходных
значений гидрохимических и метеорологических параметров на соответствующие среднемноголетние значения.
Оценка воздействия животноводства и других видов антропогенной деятельности, вносящих вклад в нагрузку биогенных элементов, проведена в пределах некоторого интервала баллов. Исследуемые значения изменялись в долях от единицы (значения, близкие к единице свидетельствуют о высокой антропогенной нагрузке, близкие к нулю - о низкой антропогенной нагрузке).
Нами был рассчитан вклад влияния животноводства в комплексную антропогенную нагрузку факторов, воздействующих на вынос биогенов на территории физико-географических районов РТ (Рис. 2).
Предволжье Предкамье Закамье
Рис. 2. Вклад антропогенных факторов в комплексную нагрузку по природно - орогрофическим районам Республики Татарстан 1 - животноводство, 2 - эродированость, 3 - распаханность, 4 - внесение пестицидов, 5 - внесение минеральных удобрений, 6 - биогенные элементы в компонентах сточных вод (водоотведение).
Можно отметить, что в физико - географических районах РТ животноводство вносит основной вклад в комплексную нагрузку биогенными элементами. В Предволжье и Предкамье величина вклада влияния животноводства в комплексную антропогенную нагрузку находится практически на одном уровне, на территории же Закамья величина вклада антропогенных факторов в комплексную антропогенную нагрузку выглядят несколько по-иному и величина вклада этого фактора несколько выше, чем в других районах.
Выводы: Уровень антропогенной нагрузки от воздействия животноводства в Республике Татарстан распределен по территории неоднородно. В среднем по территории РТ вклад животноводства в комплексную антропогенную нагрузку составляет 38,2%.
Использование подобных показателей позволяет определить приоритетность проведения природоохранных мероприятий, оптимизировать бюджетные расходы и повышает эффективность управления качеством поверхностных вод.
Библиографический указатель:
1. Антропогенное перераспределение органического вещества в биосфере /Под ред. И.С. Коплан-Дикс и Е.А. Стравинской - СПб.: Наука, 1993. - 206 с.
2. Хирсанов Н.И., Осипов Г.К. Управление эвтрофирова-нием водоемов. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. 278 с.
3. Данилов-Данильян В.И. Водные ресурсы мира и перспективы водохозяйственного комплекса России. — М.: ООО «Типография ЛЕ
ВКО», Институт устойчивого развития, 2009. — 88 с.
4. Мелешко В.П., Голицын Г.С., Малевский-Малевич С.П., Мохов И.И. и др. Возможные антропогенные изменения климата России в XXI веке: оценки по ансамблю климатических моделей // Метеорология и гидрология. 2004. № 4. С. 3849.
5. Переведенцев Ю.П. Климат Казани и его изменения в современный период. - Казань: КГУ, 2006 г. - 215 с.
6. Латыпова В.З., Селивановская С.Ю., Степанова Н.Ю., Винокурова Р.И. Региональное нормирование антропогенных нагрузок на природные среды. - Казань: Изд-во Фэн, 2002. -372 с.
7. Латыпова В.З., Селивановская С.Ю., Степанова Н.Ю., Минакова Е.А. Развитие биогеохимических подходов к экологическому нормированию химической нагрузки на природные среды // Ученые записки Казанского государственного университета, том 147, кн. 1, С. 159 - 170.
8. Латыпова В.З., Яковлева О.Г., Минакова Е.А., Семанов Д.А Роль метеорологических факторов в загрязнении малых рек // Экологическая химия 2001. 10 (2). - Санкт-Петербург -С. 115 - 123.
9. Шлычков А.П., Игонин Е.И., Минакова Е.А. Влияние организованных сбросов и диффузных источников на уровень загрязнения речной воды // Проблемы управления качеством окружающей среды. Сборник докладов V Международной научно-практической конференции. - М.: Изд-во Прима-Пресс-М, 2001. С. 148-151
10. Минакова Е.А., Латыпова В.З., Переведенцев Ю.П. Подходы к региональному нормированию нагрузки фосфор - и азотсодержащих минеральных удобрений на водосборную площадь реки // Безопасность жизнедеятельности. - Москва, 2003, № 12. - С. 36 - 40.
11. Минакова Е.А., Латыпова В.З., Степанова Н.Ю. Экологическое нормирование антропогенных нагрузок на водные экосистемы // Экологический консалтинг № 4 (16), Казань, С. 3-10, 2004 г.
12. Экологические проблемы малых рек Республики Татарстан (на примере Меши, Казанки и Свияги) / под. Ред. В. А. Яковлева и др. - Казань: Изд-во Фэн, 2003. - 288 с.
Bibliography:
1. Antropogennoe pereraspredelenie organicheskogo vesh-chestva v biosfere /Pod red. I.S. Koplan-Diks i E.A. Stravinskoy -SPb.: Nauka, 1993. - 206 s.
2. Khirsanov N.I., Osipov G.K. Upravlenie evtrofirovaniem vodoemov. SPb.: Gidrometeoizdat, 1993. 278 s.
3. Danilov-Danil'yan V.I. Vodnye resursy mira i perspektivy vodokhozyaystvennogo kompleksa Rossii. — M.: OOO «Tipo-grafiya LE
VKO», Institut ustoychivogo razvitiya, 2009. — 88 s.
4. Meleshko V.P., Golitsyn G.S., Malevskiy-Malevich S.P., Mokhov I.I. i dr. Vozmozhnye antropogennye izmeneniya klimata
Rossii v XXI veke: otsenki po ansamblyu klimaticheskikh modeley // Meteorologiya i gidrologiya. 2004. № 4. S. 38-49.
5. Perevedentsev Yu.P. Klimat Kazani i ego izmeneniya v sovremennyy period. - Kazan': KGU, 2006 g. - 215 s.
6. Latypova V.Z., Selivanovskaya S.Yu., Stepanova N.Yu., Vinokurova R.I. Regional'noe normirovanie antropogennykh nagruzok na prirodnye sredy. - Kazan': Izd-vo Fen, 2002. - 372 s.
7. Latypova V.Z., Selivanovskaya S.Yu., Stepanova N.Yu., Minakova E.A. Razvitie biogeokhimicheskikh podkhodov k ekologicheskomu normirovaniyu khimicheskoy nagruzki na pri-rodnye sredy // Uchenye zapiski Kazanskogo gosudarstvennogo universiteta, tom 147, kn. 1, S. 159 - 170.
8. Latypova V.Z., Yakovleva O.G., Minakova E.A., Semanov D.A Rol' meteorologicheskikh faktorov v zagryaznenii malykh rek // Ekologicheskaya khimiya 2001. 10 (2). - Sankt-Peterburg - S. 115 - 123.
9. Shlychkov A.P., Igonin E.I., Minakova E.A. Vliyanie or-ganizovannykh sbrosov i diffuznykh istochnikov na uroven' zag-ryazneniya rechnoy vody // Problemy upravleniya kachestvom okruzhayushchey sredy. Sbornik dokladov V Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. - M.: Izd-vo Prima-Press-M, 2001. S. 148-151
10. Minakova E.A., Latypova V.Z., Perevedentsev Yu.P. Podkhody k regional'nomu normirovaniyu nagruzki fosfor - i azot-soderzhashchikh mineral'nykh udobreniy na vodosbornuyu ploshchad' reki // Bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti. - Moskva, 2003, № 12. - S. 36 - 40.
11. Minakova E.A., Latypova V.Z., Stepanova N.Yu. Ekologicheskoe normirovanie antropogennykh nagruzok na vod-nye ekosistemy // Ekologicheskiy konsalting № 4 (16), Kazan', S. 3-10, 2004 g.
12. Ekologicheskie problemy malykh rek Respubliki Ta-tarstan (na primere Meshi, Kazanki i Sviyagi) / pod. Red. V.A. Yakovleva i dr. - Kazan': Izd-vo Fen, 2003. - 288 s.
Об авторах:
Минакова Елена Анатольевна - к.г.н., доцент кафедры биоэкологии Казанский (Приволжский) федеральный университет.
Шлычков Анатолий Петрович - с.н.с., Институт проблем экологии и недропользования (ИПЭН АН), г. Казань.
About the authors:
Minakova Elena Anatol'evna - Ph.D., assistant professor of Bio-Ecology Kazan (Volga) Federal University.
Shlychkov Anatoliy Petrovich - Senior Research Fellow, Institute of Ecology and Subsoil Academy of Sciences, Kazan.
