Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Территория большинства городских поселений представляет собой сложный экологический каркас, включающий природные и антропогенные объекты в виде различных строений, промышленных агломераций, транспортных сетей, водоемов и водотоков, зеленых насаждений, рекреационных зон и т.д. В комплексе функционирование данных объектов призвано обеспечить полноценное проживание населения и экологически стабильное состояние городской среды [1–3].

Водные объекты являются одними из главных средообразующих факторов городской территории, поскольку формируют местный экотоп, определяют его экологический статус и выполняют комплексную ландшафтно-рекреационную функцию. Изучение экологического состояния данных объектов становится еще более актуальным в условиях их интенсивного использования со стороны населения, наличия сильного антропогенного воздействия со стороны ряда объектов техногенеза, а также при наличии статуса охраны. К таковым природным объектам относятся водоемы и прилегающий ПТК, которые имеют градацию особо охраняемой территории и при этом находятся в условиях городских и иных застроек. Зачастую данные озера испытывают существенное негативное воздействие, носящее хронический характер [4, 5]. В условиях нерациональной эксплуатации, нарушений в части соблюдения экологических требований содержания, а также при отсутствии мер по благоустройству общее состояние охраняемых водоемов нарушается, что, в свою очередь, может приводить к более серьезным неблагополучным последствиям для местного ландшафта, а также способствует утрате естественного экологического облика природных объектов, изначально определенных со статусом охраны [6–8].

В связи с этим при проведении экологического мониторинга необходимо уделять комплексное внимание компонентам окружающей среды с приоритетом отслеживания состояния объектов, имеющих охранный статус. Решение данных вопросов имеет существенную актуальность как для региональных экологических исследований, так и в аспекте охраны объектов ООПТ [9, 10].

Цель исследований – проведение экологической оценки состояния вод из озера Юрасовское Нижегородской области как объекта ООПТ, находящегося в условиях хронического антропогенного воздействия.

Материалы и методы исследования

Озеро Юрасовское располагается в г. Бор Нижегородской области. ООПТ представляет собой охраняемый природный комплекс регионального значения, организованный Постановлением Правительства Нижегородской области № 572 от 07.08.2009. Общая площадь ООПТ = 15,6 га, основное назначение носит рекреационный характер с сохранением местного природного каркаса. Вследствие интенсивного рекреационного использования территория озера зачастую захламлена и плохо благоустроена, а его воды испытывают постоянный антропогенный пресс в виде стоков ливневых вод, исходящих со стороны прилегающих автотрасс и промышленных предприятий.

Для проведения оценки экологического состояния водоема пробы воды отбирали в сентябре 2021 г. из четырех точек, расположенных в равном удалении друг от друга по периметру озера. Отбор осуществляли однократно по правилам, прописанным в ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб» в пластиковую тару при помощи батометра гидрологического БГ-1,0. Расположение озера показано на рисунке.

Дальнейшие исследования образцов воды проводили на базе эколого-аналитической лаборатории мониторинга и защиты окружающей среды НГПУ им. К. Минина в течение двух недель после отбора проб. В пробах определяли кислотность потенциометрическим методом, общую минерализацию – кондуктометрией, содержание аммонийного и нитратного азота – ионселективной ионометрией, содержание гидрокарбонатов, хлоридов, сульфатов – титриметрией, содержание общего железа и соединений фосфора – спектрофотометрией; содержание нефтепродуктов – флуориметрией, содержание тяжелых металлов – инверсионной вольтамперометрией, показатели биохимического состояния – общепринятыми стандартизированными методами [11]. Повторность в исследованиях – трехкратная, при статистической обработке полученных данных использовали метод вариационного анализа.

Результаты исследования и их обсуждение

Данные табл. 1 отражают уровень некоторых показателей катионно-анионного состава воды из озера Юрасовское. Было установлено, что в целом воды водоема характеризовались слабощелочной реакцией (рНСРЕД. = 8,44 ед. рН), повышенным уровнем общей минерализации (579 мг/л) и средней жесткостью (5,5 мг-экв./л). Вариабельность данных свойств по точкам отбора была относительно невысокой, что в целом свидетельствует об однородности уровня кислотности воды и ее общей насыщенности растворенными солями.

Среди солей, определяющих минеральный состав вод, были обнаружены гидрокарбонаты (от 147 до 226 мг/л), сульфаты (от 19,7 до 104,8 мг/л) и хлориды (от 19,5 до 83,6 мг/л). В отличие от среднего варьирования концентрации HCO3–-ионов (17 %), вариабельность содержания сульфат- и хлорид-аниона по точкам отбора проб оказалась весьма существенной и достигала соответственно 89 % и 60 %. Подобного рода неоднородность в распределении веществ в пределах водоема может быть обусловлена его химическим загрязнением от сброса сточных вод [9, 12, 13]. Уровень накопления гидрокарбонатов в водах Юрасовского озера достигал 0,3–0,5 ПДК, по хлоридам и сульфатам значительных долей от допустимых концентраций не наблюдалось.

Содержание в водах озера биогенных элементов в целом также оказалось ниже ПДК, однако если по аммонийной и нитратной формам азота варьирование их концентраций в пределах водоема не было существенным (V до 5–15 %), то по полифосфатам оно составляло 74 %. Кроме того, концентрация фосфорсодержащих веществ в водах достигала 0,6–0,7 ПДК, что не является признаком местных природных водных объектов пресной категории. По-видимому, водоем испытывал определенное антропогенное воздействие, которое могло сопровождаться сбросами сточных вод, содержащих фосфаты.

В табл. 2 показано содержание тяжелых металлов и нефтепродуктов в образцах воды из озера Юрасовское. Было выявлено, что в водах присутствовали такие металлы, как цинк, кадмий, свинец, медь и железо. В частности, наибольшая вариабельность отмечалась по содержанию цинка (до 110 %) и меди (до 75 %). При этом уровень концентрации меди оказался много ниже ПДК, а по цинку он варьировал в пределах 0,1–1,4 ПДК.

Таблица 2

Содержание тяжелых металлов и нефтепродуктов в воде из озера Юрасовское Нижегородской области

Таблица 3

Биохимическое состояние воды из озера Юрасовское Нижегородской области

Содержание кадмия и свинца в водах также характеризовалось значительной вариабельностью (V соответственно 45 % и 40 %) и заметным превышением допустимых концентраций (от 0,4 до 1,4 ПДК по Cd; от 0,8 до 1,7 ПДК по Pb). Концентрация железа приобретала примерно аналогичные тенденции по точкам отбора проб воды и варьировала от 0,6 до 1,3 ПДК. Нужно отметить, что если железо по водам Заволжья в пределах Нижегородской области может являться элементом, формирующим естественный геохимический фон природных водоемов и его превышение допустимых концентраций не является аномальным явлением, то присутствие в водах кадмия и свинца, которое к тому же превышало уровни ПДК, явно свидетельствует о наличии антропогенного воздействия на водоем. Факт техногенеза также подтверждается и уровнем содержания нефтепродуктов в водах, вариабельность которого достигала 56 %, а концентрация самих веществ – 0,3–1,6 ПДК.

Результаты определения биохимических показателей воды из Юрасовского озера показаны в табл. 3. Было установлено, что по данным свойствам воды водоема характеризовались неудовлетворительным состоянием. В частности, уровень перманганатной окисляемости вод оказался много выше допустимой концентрации – в зависимости от точки отбора пробы он достигал 2,8–7,4 ПДК. Примерно аналогичным образом варьировало биологическое потребление кислорода – от 1,7 до 2,8 ПДК.

Данные характеристики свидетельствовали о явном загрязнении водоема органическими веществами и его низкой самоочищающей способности – водный объект квалифицировался как «грязный». Однако, уровень содержания растворенного кислорода в водах был достаточно высок (в среднем 23,2 мг/л), что, по-видимому, было связано с холодным временем года на момент отбора проб. Данный факт несколько сглаживает неудовлетворительное экологическое состояние рассматриваемого водного объекта, поскольку его естественная биологическая активность в части разложения органических загрязнителей может быть обеспечена активным развитием микроскопических гидробионтов за счет приемлемого содержания растворенного кислорода и, как следствие, более полноценной самоочисткой вследствие их жизнедеятельности [5, 6, 8].

Заключение

В ходе проведения экологической оценки состояния Юрасовского озера как объекта ООПТ, находящегося на городской территории, было установлено, что его воды характеризовались слабощелочной реакцией (8,44 ед. рН) и повышенным содержанием растворенных солей (579 мг/л), среди которых встречались гидрокарбонаты (193 мг/л), сульфаты (45,3 мг/л), хлориды (45,4 мг/л), полифосфаты (1,36 мг/л), а также аммонийная (0,75 мг/л) и нитратная (4,09 мг/л) формы азота. Превышений допустимых концентраций по катионно-анионному составу выявлено не было, однако общий уровень содержания его компонентов достигал 0,3–0,7 от ПДК в зависимости от вещества. В водах озера были обнаружены некоторые экотоксиканты, концентрация по которым достигала 1,3–1,4 от ПДК по цинку, кадмию и железу, 1,6–1,7 от ПДК – по нефтепродуктам и свинцу. По перманганатной окисляемости и величине биологического потребления кислорода биохимическое состояние Юрасовского озера было неудовлетворительным, показатели достигали до 7,4 ПДК по ПО и до 2,8 ПДК по БПК7. При этом общая самоочищающая способность озера может быть компенсирована высоким уровнем концентрации растворенного кислорода, составлявшей 22–23 мг/л. С учетом активного рекреационного использования водоема для снижения данной антропогенной нагрузки на водоем актуально использование реабилитационных и поддерживающих мероприятий по сохранению его оптимального экологического состояния.