Весенние изменения химического состава эвтрофицированного водоема на примере озера Капустиха Муравьевского парка устойчивого природопользования и экопросвещения
Весенние изменения химического состава эвтрофицированного водоема на примере озера Капустиха Муравьевского парка устойчивого природопользования и экопросвещения
Аннотация
Представлены результаты исследования химического состава воды озера Капустиха парка устойчивого природопользования и экопросвещения Муравьевский. Изучаемый объект находится на территории Муравьевского заказника — объекта Рамсарской конвенции. Физико-химический анализ проб воды проводили в период апрель–май 2025 г. Концентрацию ионов определяли методом капиллярного электрофореза, рН и УЭП потенциометрическим методом. Результаты исследования показали, что озеро загрязнено ионами аммония, нитратами и фосфатами, что свидетельствует об эвтрофикации водоема и весенним пожаром. По данным удельного комбинаторного индекса загрязнённости воды (УКИЗВ) индекс качества воды составил 12,29; по содержанию аммония, нитратов и фосфатов вода отнесена к 5-му классу — «Экстремально грязная». Содержание других ионов не превышает предельно допустимую концентрацию.
1. Введение
Водно-болотные экосистемы выступают в роли буферов на пути миграции поллютантов из воздушной и водной сред
, эффективно накапливают тяжёлые металлы, поэтому вопросы сохранения водно-болотных экосистем являются актуальными.Научный интерес представляют водно-болотные угодья Муравьевского парка устойчивого природопользования и экопросвещения расположенные в пойме реки Амур не только своим трансграничным положением, но и местом гнездования краснокнижных птиц. Парк располагается в южной части Зейско-Буреинской равнины, охраняемой Рамсарской конвенцией, в 100 км ниже по течению реки Амур от устья реки Зея, в междуречье рек Амур, Гильчин и Аргузиха
, .Муравьевский парк устойчивого природопользования и экопросвещения (Амурская область, Тамбовский муниципальный округ) — первая в России особо используемая природная территория, основанная в 1996 году с целью комплексного решения важных экологических задач: защиты естественной среды обитания представителей флоры и фауны, находящихся под угрозой исчезновения, развития системы экологического образования населения и внедрения рациональных методов использования природных ресурсов.
Территория парка включает в себя пахотные земли и участки влажной поймы реки Амур с преобладанием заболоченных участков, кочкарных, осоковых и тростниковых болот. На территории парка расположено множество старичных озер, среди которых особенно выделяется Капустиха. Озеро является кормовой базой для многих краснокнижных птиц, поэтому изучение химизма процессов эвтрофикации водоема является важным для сохранения численности обитателей природного парка
, .Целью настоящей работы является исследование химического состава воды озера Капустиха в весенний период.
2. Методы и принципы исследования
Озеро Капустиха, расположеное в зоне центральной усадьбы парка, со всех сторон окружено зарослями камыша. По классификации Иванова (1948), озеро относится к группе очень малых озер, имея площадь 0,089 км2.
Отбор проб воды проводили в весенний период 2025 года при помощи пробоотборника и обрабатывали по общепринятым методикам (ГОСТ Р 59024-2020 «Вода. Общие требования к отбору проб»)
. Пробы отбирали в полимерные емкости и направляли на анализ.Физико-химические показатели озерной воды определяли в эколого-химической лаборатории «Благовещенского государственного педагогического университета» по следующим методикам:
– методом капиллярного электрофореза с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель 205» катионный состав по ПНД Ф 14.1:2:4.167-2000
, анионный состав по ПНД Ф 14.1:2:3:4.282-18 ;– водородный показатель по РД 52.24.495-2017
;– УКИЗВ рассчитывали по РД 52.24.643-2002
.3. Основные результаты
Интенсивность процессов эвтрофикации зависит от многих факторов, прежде всего, от интенсивности хозяйственной деятельности человека. Озеро Капустиха можно рассматривать в качестве эталона, т.к. оно расположено на значительном удалении от земель сельхозназначения.
Для оценки химико-экологического состояния вод изучали концентрации катионов и анионов, величину рН и УЭП. Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Результаты определения основных показателей качества поверхностных вод озера Капустиха в весенний период 2025
Параметр | Апрель | Май | ПДК* |
рН | 5,7 | 6,1 | 6,5-8,5 |
УЭП | 150 | 217 | - |
Анионы, мг/дм3 | |||
Cl- | 0,184 | 2,583 | 0,50 |
NO2- | 0,241 | 0,000 | 0,08 |
SO42- | 0,109 | 2,699 | 100,00 |
NO3- | 14,780 | 0,000 | 9,00 |
PO43- | 0,019 | 0,906 | 0,20 |
Катионы, мг/дм3 | |||
NH4+ | 0,000 | 1,826 | 0,50 |
K+ | 0,000 | 0,000 | 50,00 |
Na+ | 3,302 | 0,000 | 120,00 |
Li+ | 0,000 | 0,000 | 0,08 |
Mg2+ | 0,000 | 3,015 | 40,00 |
Ba2+ | 0,513 | 0,000 | 0,74 |
Ca2+ | 0,598 | 8,162 | 180,00 |
Примечание: * – согласно приказу Министерства сельского хозяйства РФ от 13 декабря 2016 года № 552
4. Обсуждение
Весной на территории парка произошел крупный пожар, который уничтожил не только растительность, но и животных. Пожары, вызывая повреждение и гибель насаждений, приводят к изменению биотического баланса, усиливая разложение органического вещества вследствие трансформации влажности и температурного режима
. С поверхности почвы на гарях смываются продукты горения, при этом снижается мощность плодородного слоя, в водную среду в виде взвесей выносятся растворенные вещества и твердые почвенные частицы, ухудшая качество воды вследствие химического и бактериологического загрязнения .К приоритетным критериям качества воды, связанным с лесными пирогенными факторами, относятся: водородный показатель – величина рН, минерализация, содержание ионов кальция, магния, калия, сульфатов, аммонийного и нитратного азота, минерального фосфора
.Так, в пробах воды нами отмечено значительное повышение содержания хлорид-ионов с 0,184 мг/дм3 до 2,583 мг/дм3 во второй декаде мая 2025.
В процессе разрушения ледового покрова и повышения среднесуточных температур понижаются концентрации нитрит- и нитрат ионов.
Максимальное содержание сульфат-ионов выявлено в пробах воды в мае (2,699 мг/дм3), но не превышающее показателя ПДК (100,00 мг/дм3).
Значительное увеличение концентрации фосфатов (0,019 и 0,906 мг/дм3) наблюдается в мае 2025, что, вероятно, связано с прошедшими пожарами в пойме и смывами продуктов горения в воду.
Концентрация иона аммония колебалась в пределах 0,000–1,826 мг/дм3, с повышением концентрации в мае до 1,826 мг/дм3, что, возможно, связано с развитием процессов разложения азотсодержащих веществ в составе донных отложений и смывами продуктов горения в озеро. В некоторых случаях ионы аммония могут образовываться в результате анаэробных процессов восстановления нитратов и нитритов
.Поступление ионов калия и натрия в природные воды происходит благодаря процессам выщелачивания и выветривания, антропогенному внесению со сточными водами и удобрениями
. Содержание ионов натрия незначительно и не превышает ПДК.В пробах воды нами не обнаружены катионы лития и стронция. Магний не обнаруживается в пробах воды в апреле, в мае его концентрация не превышает значение ПДК и составляет 3,015 мг/дм3.
Концентрация ионов Ca2+ колебалась от 0,598 мг/дм3 (апрель) до 8,162 мг/дм3 в мае.
На основе показателя УКИЗВ поверхностные воды в зависимости от степени их загрязненности делят на 5 классов
. Превышение ПДК ионов в воде озера Капустиха выявили по трем показателям (NH4+; NO3-; PO43-). Индекс качества воды озера Капустиха по УКИЗВ составил 12,29. Состояние воды в озере Капустиха по содержанию ионов NH4+; NO3-; PO43- относится к 5-му классу и определяется как «Экстремально грязная».Большое влияние на изменение химического состава воды озера оказал пожар, произошедший в начале мая 2025 года и приведший к повышению концентрации ионов кальция, фосфора, магния, хлорид- и сульфат-ионов, ионов аммония. Увеличение содержания ионов в мае не превышает значение ПДК, за исключением ионов аммония, нитрат- и фосфат-ионов.
5. Заключение
1. Величина водородного показателя в апреле-мае 2025 ниже оптимального значения, что может свидетельствовать о снижении способности озера Капустиха к самоочищению и его эвтрофикации.
2. Прослеживается тенденция к увеличению содержания ионов (хлориды, сульфаты, ионы кальция, магния и аммония), что свидетельствует о росте общей минерализации водоема.
3. В апреле повышается концентрация нитрит-ионов, в мае — значительное превышение концентрации нитратов (на грани ПДК).
4. Увеличение минерализации, концентрации фосфатов, нитратов и ионов аммония свидетельствует об активных процессах эвтрофикации и дефиците кислорода.