Submit manuscript Sign in / Sign up
Advanced search
Article sections

THE ECOSYSTEM OF THE YANTARNOE LAKE (G. NADYM) UNDER CHANGING ENVIRONMENTAL CONDITIONS

Research article
Krasnenko A.S.
Pechkin A.S.
Shinkaruk E.V.
Pechkina Yu.A.
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2020.102.12.045
Issue: № 12 (102), 2020
Published:
2020/12/17
PDF

ЭКОСИСТЕМА ОЗЕРА ЯНТАРНОЕ (Г. НАДЫМ) В ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ УСЛОВИЯХ СРЕДЫ

Научная статья

Красненко А.С.1, *, Печкин А.С.2, Шинкарук Е.В.3, Печкина Ю.А.4

1 ORCID: 0000-0001-8910-8525;

2 ORCID: 0000-0002-8558-7247;

3 ORCID: 0000-0003-4782-6275;

4 ORCID: 0000-0003-3218-5399;

1, 2, 3, 4 Научный центр изучения Арктики, Надым, Россия

* Корреспондирующий автор (aleks-krasnenko[at]yandex.ru)

Аннотация

В работе рассматривается экологическое состояние городского водоема г. Надым, озера Янтарного, как зоны рекреации населения. Публикация рассматривает современные проблемы, а также возможные результаты воздействия на озеро рекультивации. Состояние озера рассматривается с точки зрения гидробиологической оценки, дается характеристика по основным гидробиологическим индексам и показателям, кроме того, оценивается качество воды данных водоемов по международным гидробиологическим показателям. В работе приведены данные за период полевых исследований с 2015 по 2020 годы и прослежена динамика изменений, в том числе и внутригодовая. Все это позволяет составить прогноз дальнейшего развития водоема как без рекультивационных мероприятий, так при реализации проекта восстановления.

Ключевые слова: Арктика, озера, городские водоемы, рекультивация, ЯНАО.

THE ECOSYSTEM OF THE YANTARNOE LAKE (G. NADYM) UNDER CHANGING ENVIRONMENTAL CONDITIONS

Research article

Krasnenko A.S.1, *, Pechkin A.S.2, Shinkaruk E.V.3, Pechkina Yu.A.4

1 ORCID: 0000-0001-8910-8525;

2 ORCID: 0000-0002-8558-7247;

3 ORCID: 0000-0003-4782-6275;

4 ORCID: 0000-0003-3218-5399;

1, 2, 3, 4 State Public Institution Scientific Center for Arctic Studies, Nadym, Russia

* Corresponding author (aleks-krasnenko[at]yandex.ru)

Abstract

The article explores the ecological state of the urban lake Yantarnoe as a recreational area. The publication examines the current issues as well as possible results of the impact of restoration on the lake. The study analyzes the state of the lake from the perspective of hydrobiological assessment and provides the characteristics for the main hydrobiological indices. In addition, the analysis contains the evaluation of the water quality of these reservoirs according to international hydrobiological indicators. The research presents the data for the period of field research from 2015 to 2020 and traces the dynamics of changes, including intra-annual ones. The conducted research makes it possible to forecast the further development of the lake, both without restoration measures and during the implementation of the restoration project.

Keywords: Arctic, lakes, urban reservoirs, restoration, Yamalo-Nenets Autonomous Okrug (YANAO).

Введение

Озеро Янтарное является важным элементом городской рекреационной инфраструктуры г. Надым. Оценка современного экологического состояния озера чрезвычайно важная задача, реализация которой позволит установить факторы негативного воздействия на качество природных вод и принимать научно-обоснованные решения по восстановлению экосистемы озера [3], [12]. Водоем расположен вдоль южной окраины города Надым, протянувшись с запада на восток по всей длине города. В течение всего существования города озеро подвергалось постоянной техногенной нагрузке, особенно ярко выраженной при застройке города. В настоящее время ситуация не изменилась, продолжается расширение города, увеличивается сток хозяйственно-бытовых вод с застроенной территории, а также сток ливневых и снеговых вод с территории города. Проведение национальных и прочих праздников на льду озера также не может не оказывать влияние на экосистему водоема [12]. Планируемые в 2021 – 2023 гг. рекреационные мероприятия также скажутся на водной биоте озера. В связи с этим исследования данного водоема до рекультивационных мероприятий необходимы для дальнейшей оценки и мониторинга состояния озера [3].

Целью нашей работы являлось оценить экологическое состояние водоема и составить ряд рекомендаций по последующей рекультивации.

Озеро Янтарное можно условно разделить на две части разделенных высокой (до 1,5 м.) песчаной косой (перешейком). Эти водоемы соединяются только протокой в восточной части (окрестности мкр. «Олимпийский») (Рисунок 1).

09-01-2021 16-33-04

Рис. 1 – Структурная карта глубин озера Янтарное

  Части озера имеют ряд различий как по глубине, так и по антропогенному воздействию, поэтому были обозначены как Янтарное 1 (расположена возле города) и Янтарное 2 (отделено песчаной косой). Озеро Янтарное 1

Данный водоем подвержен постоянному антропогенному прессу вследствие стока дождевых и талых вод с территории города, механическому воздействию при постройке набережной и мкр. «Олимпийский», а также постоянное наличие хозяйственно – бытового мусора в воде и на берегу.

Глубины озера незначительны и редко превышают 1,5 м. Средняя глубина составляет 0,6-0,8 м. в результате чего в сильные морозы может промерзать полностью. Дно в прибрежной зоне преимущественно представлено заиленным песком, в центре и западной части черными илами с большим содержанием аммиака. (В донных отложениях заводи за лыжной базой и ручье наблюдался запах ГСМ). В озеро с юго-запада впадает ручей, частично протекающий по территории гаражного кооператива.

В восточной части озеро соединяется протокой с озером Янтарное 2.

Озеро Янтарное 2

Водоем является зоной летнего отдыха (в восточной и южной части расположен «дикий» пляж) вследствие чего на берегу наблюдалось большое количество бытового мусора, оставленного горожанами. В зимний период на озере осуществляется любительский подледный лов рыбы.

В водоем впадает ручей на юго-западе, а также в восточной части находится протока, соединяющая с озером Янтарное 1. В восточной и юго-восточной части из озера вытекает ручей соединяющей водоем с сетью озер на востоке от города. Данные водотоки в зимний период промерзают практически полностью, что замедляет водообмен и приводит к заморным процессам.

Глубины озера достаточно значительны в восточной части (до 18 - 19 м.) и крайне малы в западной (0,5 – 0,9м.) данное явление носит антропогенный характер в следствии работ по гидронамыву песка для постройки мкр. «Олимпийский». Дно озера преимущественно песчаное со следами заиления и наличия листового опада в береговой зоне. Исключением является западная часть, где преобладают бурые и черные илы.

На водоеме в течение периода исследований отбирался ряд гидробиологических и химических проб воды и донных отложений (Рисунок 2).

09-01-2021 16-33-43

Рис. 2 – Точки отбора проб (станции) на озере Янтарное 1

 

Пробы воды отбирались в соответствии с действующими нормативными документами ГОСТ 31861-2012; ГОСТ 17.1.05-85, температура воды при отборе составляла 15-170С. Общий объем взятой пробы для каждого места пробоотбора составлял 2 литра.

Неустойчивые показатели (концентрация растворенного кислорода, иона аммония, нитрат-иона, хлорид-иона, водородный показатель) определялись на месте с помощью переносной комплект-лаборатории «Обь».

Пробы донных отложений весом около 1 кг каждая отбирались в полиэтиленовые пакеты с зип-застежкой согласно ГОСТ 17.1.5.01-80. Места отбора совпадали с местами отбора воды для анализа.

Пробы бентоса собирали в преобладающих биотопах. На мягких грунтах использовали дночерпатель Петерсена, на песках и в зарослях – сачок-промывалку с капроновым газом № 23 (размер ячеи 350 мкм), фиксировали 95% этанолом. Камеральная обработка проведена стандартными методами [7] с использованием микроскопов МБС-10 ЛОМО с фотонасадками. Организмы определены Красненко А.С., таксономическую идентификацию зообентоса проводили с использованием общепринятых определителей [1], [4], [11].

Лабораторные исследования проводились в Химико-аналитической лаборатории ГКУ ЯНАО «Научный центр изучения Арктики». В пробах поверхностных вод определялись следующие показатели: pH, минерализация, вещества биогенной природы (аммонийный и нитратный азот, фосфаты), цветность, мутность, нефтепродукты, перманганатная окисляемость, ХПК. При оценке экологического состояния о. Янтарное использовали предельно допустимые концентрации, разработанные для водоёмов рыбохозяйственного назначения.

Результаты и обсуждение

Воды исследуемого объекта имеют нейтральное значение водородного показателя (табл.1). Показатель удельной электропроводности варьирует от 49 до 146 мкСМ/см. Исследуемые воды можно отнести к низко минерализованным, сухой остаток варьируется от 63 до 137 мг/дм3. Показатель цветности воды озера превышает ПДК в 4,3 раза, а показатели мутности в 1,2 раза. Высокие значения цветности воды 86,000±17,790 обусловлены наличием в воде в растворенном состоянии веществ, поглощающих свет, мутность 3,03±2,01мг/дм3 – рассеянием и поглощением света мелкодисперсными частицами, такими как фрагменты водорослей, минералы, жировые и белковые вещества. Количество взвешенных веществ в пробах воды варьировал от 6,2 до 29 мг/дм3, превышение значений ПДК в 57 раз.

Содержание нефтепродуктов (0,128±0,15 мг/дм3) в исследуемых водах озера превышали ПДК в 2,5 раза. На высокое количество нефтепродуктов влияет интенсивное движение автотранспорта вдоль озера, слив вод (дождевая/талая снежная) с проезжей части и из гаражного кооператива.

 

Таблица 1 – Результаты исследований проб поверхностных вод озера Янтарное (мг/дм3)

09-01-2021 16-45-24

Примечание. М – среднее значение; SD – среднеквадратичное отклонение  

Среднее значение ионов NH4+ (0,26±0,18 мг/дм3) не превышает ПДК. Однако концентрации аммонийного азота в пробах с разных точек озера варьировала от 0,1 до 0,64 мг/дм3. Высокое значение ионов NH4+ выявлено в пробах, собранных в районах максимального контакта озера с городом. Среднее содержание NО3- в поверхностных водах озера Янтарное составило 0,36±0,28 мг/дм3 и не превышают ПДК.

Среднее содержание ионов РО43- (табл.1) превышает ПДК в 2,3 раза, что говорит о биогенной нагрузке на экосистему озера.

Значение ХПК поверхностных вод колебалось от 56 до 80 мг О/дм3, превышение ПДК min 1,9- max 2,7 раз. На изменения величины ХПК сильно влияет антропогенное воздействие города.

Полученные данные исследования качества поверхностных вод озера Янтарное, говорят о сильном влиянии города на экосистему водоема.

По результатам проведенных работ в летний период 2020 г.г. состояние озера Янтарное 1 остается стабильным и практически не меняется. При этом на акватории можно выделить несколько участков сравнительно более «грязных» — это северо-западная, западная часть с повышенным содержанием следов ГСМ, следов аммиака, более низким содержанием кислорода и т.д. Северная и северо-восточная часть до 2018 года были сравнительно «чище» в настоящий период повышенное содержание загрязняющих веществ наблюдается в окрестностях мкр. Олимпийский, что связано с активным строительством. Южная часть озера (противоположный берег от города) наиболее «чист», но и здесь имеется бытовой мусор (пластик), принесенный с территории города [2], [5], [8].

Анализ показателей озера Янтарное 2 соответствует основным характеристикам лесотундровой зоны ЯНАО, основные химические параметры не превышают рыбохозяйственные ПДК. Все это говорит о том, что влияние города на данный водоем сравнительно мало, несмотря на наличие протоки, а также практически завершенного микрорайона «Олимпийский». При этом нагрузка на данную экосистему будет постоянно возрастать, так как микрорайон в настоящее время заселяется, и, соответственно, озеро становится все более популярным местом отдыха горожан, особенно в летний период (последствия пандемии 2020).

Общая характеристика озера Янтарное говорит о повышенной эвтрофикации, соответственно, в данном водоеме формируются характерные донные отложения и видовой состав макрозообентоса.

В видовом составе индикаторных видов озера Янтарное преобладают α-мезосапробы и полисапробы, так α-мезосапробных было зарегистрировано 2 вида, а полисапробных видов было зарегистрировано 3 вида. Доля олигохет в данном водоеме сравнительно невелика, как и доля Chironomus plumosus в выборке хирономид.

Изучение зообентоса озера Янтарное свидетельствует о низком видовом разнообразии при достаточно высокой численности беспозвоночных. Данное явление характерно для городских водоемов Арктической зоны, испытывающих повышенный антропогенный пресс. Низкое таксономическое разнообразие макрозообентоса характерно для большинства северных водоемов, где основными представителями беспозвоночных являются двукрылые [1], [4], [11].

Анализ проб из озера по олигохетному индексу (G&WI) показал, что вода на озере Янтарное (60%) может быть охарактеризована, как загрязненная (IV класс качества вод).

Индекс ЕBI вод на озере Янтарное характеризуется 5 баллами, что говорит о низком качестве [9].

По основным гидробиологическим показателям, озера также имеют отличия. Так, среднее качество воды озера Янтарное 1 относится к III классу (слабозагрязненное), а Янтарное 2 ко II (чистые). При этом на озере Янтарное 1 восточная часть имеет IV класс (значительно загрязненное), а Янтарное 2 (район протоки) III класс.

Работы 2015 – 2018 гг. показали, что кормовая база ихтиофауны озера (количество организмов на м2 в пробе) находится на достаточно высоком уровне по рыбохозяйственным показателям водоем является среднекормным, но видовой состав ихтиофауны представлен наиболее устойчивыми к заморным явлениям видами.

Предварительная рыбопродуктивность этого комплекса озер может составлять до 25кг/га (по данным 2014 года, ФГУП «Государственный научно-производственный центр рыбного хозяйства») [10].

В настоящее время природоохранная деятельность на водоеме «Янтарное 2» должна быть направлена на использование природных рычагов самоочистительной активности водной экосистемы и сохранение биоценозов. Необходимо проведение работ по управлению процессами зарастания озера и своевременного удаления фитомассы из водоёма и очистки береговой зоны со стороны города не только от бытового мусора, но и участков принесенного торфянника.

Для улучшения экологического состояния озера нами даны следующие рекомендации:

  1. Необходима очистка дна озера Янтарное 1 от иловых отложений с дальнейшей утилизацией илов либо использования их в рекультивации земель (удаление илов рекомендуется проводить гидромеханическим методом с применением геоконтейнерной технологии);
  2. Углубление дна озера Янтарное 1 (с противоположной от города стороны) после удаления илов на 3 и более метров;
  3. Создание сети глубоких (не промерзающих) проток с озерами Янтарное 2 и Янтарное 3 для формирования промывного режима в весеннее половодье и возможности прохода рыбы;
  4. Ликвидация источников рассредоточенного загрязнения водотоков, впадающих в озеро (свалки ТКО, строительного мусора, гаражей, хранилищ ГСМ и пр.).
Конфликт интересов Не указан. Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

  1. Автаева Т.А. Насекомые как биоиндикаторы состояния городской среды / Т.А. Автаева, Ш.А. Кушалиева // Материалы международной научно-практической конференции «Зеленая инфраструктура городской среды: современное состояние и перспективы развития». Воронеж. 2017. С. 3-5.
  2. Влияние гидромеханизированных работ на рыбохозяйственные водоемы // Сб. науч. тр. Промрыбвод. — Ленинград, 1986 — Вып. 255 — 183 с.
  3. Красненко А.С. Биоиндикационная оценка озер окресностей города Надым / А.С. Красненко, В.О. Кобелев, А.С. Печкин, Ю.А. Печкина, И.П. Семенюк // Научный вестник Ямало-Ненецкого автономного округа. 2016. № 4 (93). – С. 99-102.
  4. Красненко А.С. Экологическая оценка стоячих вод города Ишима методами биоиндикации / А.С. Красненко, Н.Е. Суппес // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2009. Т. 11. № 1-6. С. 1157-1159.
  5. Методические указания по разработке нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения: МУ утверждены Росрыболовством, приказ №695 от 4 августа 2009 г.
  6. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов: ГОСТ 17.1.2.04-77. — М.: Изд-во стандартов, 1987 — 17 с.
  7. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем под ред. В.А. Абакумова // Гидрометеоиздат, Санкт – Петербург – 1992 – 320 с.
  8. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения (САНПиН 4630-88). — М.: Изд-во стандартов, 1988 — 142 с.
  9. Семенченко В.П. Принципы и системы биоиндикации текучих вод / В.П. Семенченко. Минск.: Орех, 2004, 125с.
  10. Филатов А.Ю. Ихтиофауна озера Янтарное Надымского района Ямало-Ненецкого автономного округа в условиях предстоящей рекреации водоема / А.Ю. Филатов, В.Е.Тунев, А.К. Матковский, П.В. Исаков, Г.Х. Абдуллина, В.Б. Степанова // Вестник рыбохозяйственной науки. 2014. Т. 1. №2 (2). С. 66-79.
  11. Шарапова Т.А. Зооперифитон внутренних водоемов Западной Сибири / Т.А Шарапова. – Новосибирск.: Наука, 2007 – 167 с.
  12. Ямал: Энциклопедия Ямало-Ненецкого автономного округа: В 3т. Т.3. Салехард; Тюмень: Изд-во Тюменского государственного университета, 2004. С. – 247.
  13. Кремлева Т.А. Экологическое состояние и основные факторы формирования химического состава малых озер Надымского района / Т.А. Кремлева, А.А. Южанина, А.С. Печкин, Е.В. Агбалян // Вестник Тюменского Государственного Университета. Экология и природопользование.2018. Т.4. № 4. С. 33-50.
  14. Назарова А.А., Гончарова Т.О., Селютина Е.Л. Контроль качества измерений показателя ХПК в воде / А.А. Назарова, Т.О. Гончарова, Е.Л. Селютина // Контроль качества продукции. 2017. №4. С.26-28.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Avtaeva T. A. Nasekomye kak bioindikatory sostojanija gorodskoj sredy [insects as Bioindicators of the Urban Environment State] / T. A. Avtaeva, Sh. A. Kushalieva // Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Zelenaja infrastruktura gorodskoj sredy: sovremennoe sostojanie i perspektivy razvitija». [Proceedings of the international Scientific-Practical Conference "Green Urban Environment infrastructure: Current State and Development Prospects".] Voronezh. 2017. pp. 3-5 [in Russian]
  2. Vlijanie gidromehanizirovannyh rabot na rybohozjajstvennye vodoemy [the Impact of the Dredging Works On Fishery Reservoirs] // Sb. nauch. tr. Promrybvod. — Leningrad, 1986 — Vol. 255 — p. 183 [in Russian]
  3. Krasnenko A. S. Bioindikacionnaja ocenka ozer okresnostej goroda Nadym [Bioindicational assessment of Lakes Near the City of Nadym] / Krasnenko A. S., Kobelev V. O., Pechkin A. S., pechkina Yu. a., Semenyuk I. P. // Nauchnyj Vestnik Jamalo-Neneckogo Avtonomnogo Okruga. [Scientific Bulletin of the Yamalo-Nenets Autonomous District.] 2016. No. 4 (93). pp. 99-102 [in Russian]
  4. Krasnenko A. S. Jekologicheskaja ocenka stojachih vod goroda Ishima metodami bioindikacii [Ecological assessment of Standing Waters of the City of Ishim By Bioindication Methods] / A. S. Krasnenko, N. E. Suppes // Izvestija Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk. [Bulletin of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences.] 2009. Vol. 11. No. 1-6. pp. 1157-1159 [in Russian]
  5. Metodicheskie ukazanija po razrabotke normativov kachestva vody vodnyh ob'ektov rybohozjajstvennogo znachenija, v tom chisle normativov predel'no dopustimyh koncentracij vrednyh veshhestv v vodah vodnyh ob'ektov rybohozjajstvennogo znachenija [Guidelines For the Development of Water Quality Standards For Water Bodies of Fisheries Significance, including Standards For Maximum Permissible Concentrations of Harmful Substances in the Waters of Water Bodies of Fisheries Significance] // MU utverzhdeny Rosrybolovstvom, prikaz No.695 ot 4 avgusta 2009 g. [in Russian]
  6. Pokazateli sostojanija i pravila taksacii rybohozjajstvennyh vodnyh ob'ektov [indicators of the State and Rules of Taxation of Fishery Water Bodies] // GOST 17.1.2.04-77. — M.: Publ. house of standarts, 1987 — 17 p. [in Russian]
  7. Rukovodstvo po gidrobiologicheskomu monitoringu presnovodnyh jekosistem [Guide to Hydrobiological Monitoring of Freshwater Ecosystems] ed. by V.A. Abakumova // Gidrometeoizdat, Saint Petersburg – 1992 – 320 p. [in Russian]
  8. Sanitarnye pravila i normy ohrany poverhnostnyh vod ot zagrjaznenija [Sanitary Rules and Standards for the Protection of Surface Waters from Pollution] (SANPiN 4630-88). — M.: Publ. house of standarts, 1988 — 142 p. [in Russian]
  9. Semenchenko V. P. Principy i sistemy bioindikacii tekuchih vod. [Principles and Systems of Bioindication of Flowing Waters.] Minsk.: oreh, 2004, 125 P. [in Russian]
  10. Filatov A. Yu. Ihtiofauna ozera Jantarnoe Nadymskogo rajona Jamalo-Neneckogo avtonomnogo okruga v uslovijah predstojashhej rekreacii vodoema [Ichthyofauna of Lake Yantarnoe in the Nadym District of the Yamalo-Nenets Autonomous District in the Conditions of the Upcoming Recreation of the Reservoir] / A. Yu. Filatov, V. E. Tunev, A. K. Matkovsky, P. V. Isakov, G. Kh. Abdullina, V. B. Stepanova // Vestnik rybohozjajstvennoj nauki. [Bulletin of Fisheries Science.] 2014. Vol. 1. No.2 (2). pp. 66-79 [in Russian]
  11. Sharapova T. A. Zooperifiton vnutrennih vodoemov Zapadnoj Sibiri [the Zooperiphyton of inland Water Bodies of Western Siberia] – Novosibirsk.: Nauka, 2007 – 167 p. [in Russian]
  12. Yamal: Jenciklopedija Yamalo-Neneckogo avtonomnogo okruga [Yamal: Encyclopedia of the Yamalo-Nenets Autonomous District] // in 3 volumes. Vol.3. Salehard; Tjumen': Publ. house of Tjumen state university, 2004. 247 p. [in Russian]
  13. Kremleva T. A. Jekologicheskoe sostojanie i osnovnye faktory formirovanija himicheskogo sostava malyh ozer Nadymskogo rajona [Ecological State and Main Factors of Formation of Chemical Composition of Small Lakes of the Nadym Region] / T. A. Kremleva, A. A. Yuzhanina, A. S. Pechkin, E. V. Agbalyan // Vestnik Tjumenskogo Gosudarstvennogo Universiteta. [Tyumen State University Bulletin.] Jekologija i prirodopol'zovanie.2018. Vol.4. No. 4. pp. 33-50 [in Russian]
  14. Nazarova A. A. Kontrol' kachestva izmerenij pokazatelja HPK v vode [Quality Control of Cod indicator Measurements in Water] / A. A. Nazarova, T. O. Goncharova, E. L. Selyutina // Kontrol' kachestva produkcii. [Product Quality Control.] 2017. No.4. pp. 26-28 [in Russian]