Биогенные вещества – это минеральные вещества, наиболее активно участвующие в жизнедеятельности водных организмов. Они являются основой биологической продуктивности водоемов, в большинстве случаев определяют и качество воды, используемой в хозяйственных целях. Таким образом, режим и динамика биогенных веществ в озерах является важным гидрохимическим и экологическим фактором.
Материалом для исследования послужили результаты гидрохимического мониторинга водоемов, находящихся в черте г. Якутска с ежемесячным отбором проб воды в период открытой воды с 2009 по 2012 гг. Объектами изучения являются оз. Белое, Сергелях, Сайсары, Ытык-Кюель и Хатынг-Юрях (рис. 1).
Химико-аналитические работы проведены в лаборатории физико-химических методов анализа Научно-исследовательского института прикладной экологии Севера Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова (аттестат аккредитации РОСС.RU.0001.517741 до 15.03.2015 г.) с использованием фотометрического метода и капиллярного электрофореза.
Для определения качества воды водоемов в черте г. Якутск использованы нормативы предельно-допустимых концентраций для культурно-бытового водопользования согласно ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования» (Постановление главного государственного санитарного врача РФ от 30 апреля 2003 г. № 78).
Содержания биогенных веществ и их годовая динамика в водоемах г. Якутска представлены в рис. 2.
Содержания ионов аммония в исследуемых озерных водах варьируют в интервале от 0,05 до 1,2 мг/дм3. Превышений нормативов предельно-допустимых концентраций для культурно-бытового водопользования (далее ПДКк/б) не выявлено. Высокие концентрации ионов аммония выявлены в 2010 г. в оз. Сергелях, Сайсары, Хатынг Юрях, Ытык Кюель, в 2011 г. – в оз. Белое, в 2012 г. – в оз. Сайсары.
Рис. 1. Физико-географическая карта г. Якутска (Картографический атлас, 2007) [1]
Рис. 2. Содержание биогенных веществ в водах озер г. Якутска (2009-2012 гг.)
Г.И. Хараев и др. [2] по содержанию аммония в водоемах подразделяют воды на шесть классов (табл. 1). По данной классификации по усредненным многолетним данным исследуемые озера относятся к умеренно загрязненным (Сергелях, Ытык-Кюель, Хатынг-Юрях) и загрязненным (Белое, Сайсары) водам. Вероятнее всего, превышение аммония связано с поступающими хозяйственно-бытовыми сточными водами.
Классификация содержания аммония в водоемах с различной степенью загрязненности [2]
|
Степень загрязненности водоемов (классы водоемов) |
Аммонийный азот, мг/дм3 |
Озера |
|
Очень чистые |
0,05 |
|
|
Чистые |
0,1 |
|
|
Умеренно загрязненные |
0,2-0,3 |
Сергелях, Ытык-Кюель, Хатынг-Юрях |
|
Загрязненные |
0,4-1,0 |
Белое, Сайсары |
|
Грязные |
1,1-3,0 |
|
|
Очень грязные |
>3,0 |
Концентрация общего железа варьирует в широких пределах от 0,22 до 1,5 мг/дм3. Максимальное превышение норматива ПДКк/б зафиксировано в 2010 году до 5 раз в оз. Ытык-Кюель. В текущем году наблюдается тенденция к снижению концентрации общего железа в озерной воде, вероятнее всего связано, с уменьшением поступления вещества из почвенного покрова.
Нитриты присутствуют во всех исследуемых водах, и варьируют в пределах 0,02 до 3,19 мг/дм3. В оз. Белое нитриты, составляют в среднем до 2,6 мг/дм3, что указывает на усиление процессов разложения органических остатков в условиях более медленного окисления нитритных ионов в нитратные. В озере Сайсары периодически обнаруживаются высокие содержания нитритов, так в 2010 и 2012 гг. зафиксированы концентрации, достигающие до 1,7 мг/дм3. Также в оз. Хатынг-Юрях в 2010 г. наблюдается довольно высокое содержание нитритов.
Фториды и фосфаты во все время исследования находились ниже предела обнаружения. В текущем году в оз. Ытык-Кюель наблюдались относительно высокие концентрации фторидов и фосфатов.
Таким образом, превышения нормативов предельно-допустимых концентраций для культурно-бытового водопользования выявлены по общему железу.
Повышенные содержания нитритов в водах оз. Белое и Сайсары указывают на их «свежее» загрязнение, так как они представляют собой промежуточную ступень в цепи бактериальных процессов окисления аммония до нитратов (нитрификации в аэробных условиях) и, напротив, восстановления нитратов до азота и аммиака (денитрификации при недостатке кислорода).
Увеличение количества биогенных элементов может привести к необратимым процессам эвтрофикации водоемов, поэтому необходимо организовать постоянный мониторинг за гидрохимическим состоянием воды озер г. Якутска.