Тема: ВОДНО-СОЛЕВОЙ БАЛАНС ОЗЕР УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ НА ПРИМЕРЕ СУЗДАЛЬСКИХ ОЗЕР Г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

В данной работе исследуется водно-солевой баланс озер урбанизированных территорий. В качестве объекта исследования выступает система Суздальских озер г. Санкт-Петербурга, включающая Нижнее, Среднее, Верхнее Суздальские озера, р. Старожиловку и Каменку.
Актуальность исследования состоит в изучении водно-солевого баланса Суздальских озер для того, чтобы разработать рекомендации по улучшению их экологического состояния и замедлению процессов эвтрофирования. Суздальские озера в городе служат местом рекреации людей, поэтому являются достаточно значимыми объектами для населения и требуют пристального внимания за качеством воды, чистотой береговой зоны, экологическим состоянием акватории и соблюдением водоохранной зоны вокруг озер и водотоков.
Так, целью данного исследования является оценка внешней и внутренней биогенной нагрузки Суздальских озер на основе водно-балансовых расчетов и составление рекомендаций по улучшению их гидроэкологического состояния. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1) составить физико-географическое описание и провести рекогносцировочное обследование водосбора Суздальских озер с последующим выявлением источников антропогенного воздействия;
2) проанализировать литературу по данным предыдущих гидрохимических и балансовых исследований региона и системы Суздальских озер;
3) провести полевые и лабораторные гидрохимические исследования в летний период 2019 года;
4) создать информационную базу данных по результатам химико-аналитических определений Агрофизического института в основные гидрологические фазы водности;
5) провести статистическую обработку гидрохимических данных;
6) составить гидрохимическую характеристику исследуемых озер на основе оценки пространственной и сезонной изменчивости основных показателей химического состава вод;
7) оценить внешнюю и внутреннюю нагрузку биогенных элементов и тяжелых металлов на основе проведения водно-балансовых расчетов;
8) разработать рекомендации по улучшению экологического состояния озер и снижению процессов эвтрофирования Суздальских озер.

Купить

В рамках выполнения задач работы и достижения поставленной цели к основным результатам работы можно отнести следующие:
1) составлено физико-географическое описание Суздальских озер и представлены результаты рекогносцировочного экологического обследования;
2) выявлены особенности водного баланса и составлена гидрохимическая характеристика озер, находящихся в фоновых условиях, а также Суздальских озер по данным предыдущих исследований;
3) произведены полевые и лабораторные гидрохимические исследования в летний период 2019 года;
4) составлена гидрохимическая характеристика водных объектов по сезонной и пространственной изменчивости компонентов химического состава вод;
5) рассчитан водный и водно-солевой баланс, внешняя и внутренняя нагрузка биогенных элементов и тяжелых металлов, произведено сравнение с фоновыми озерами;
6) разработаны рекомендации по улучшению экологического состояния озер и снижению процесса эвтрофирования Суздальских озер.
Основными выводам работы являются:
1. По результатам обследования прибрежной территории Суздальских озер было установлено сильное антропогенное воздействие на водные объекты, которое выражается в загрязнении прибрежной территории и самих вод. Была произведена инвентаризация источников загрязнения вод озер и фотофиксация результатов антропогенного воздействия на Суздальские озера.
2. По результатам исследований 2018-19 гг. в Нижнем Суздальском озере наблюдаются интенсивные процессы эвтрофирования. Гидрохимическими признаками протекающих процессов эвтрофирования являются: увеличение содержания растворенного кислорода до 127 % нас. и защелачивание воды до рН = 8 ед. в летний вегетационный период и значительное снижение содержания растворенного кислорода до 53 % нас. и рН до 6,8-7,3 ед. при прекращении вегетации в осенний период. Аналогичная сезонная изменчивость, связанная с активизацией вегетации, установлена и для соединений фосфора, минимальные значения которых регистрируются в весеннее-летний период Робщ = 0,055 мг/дм3 на фоне увеличения осенью Робщ = 0,071 мг/дм3. Важным признаком эвтрофирования исследуемых озер является повышенный относительно регионального фона уровень содержаний общего фосфора и азота, составляющих соответственно 0,05 мг/дм3 и 2,4 мг/дм3 в сравнении с региональными фоновыми значениями Робщ = 0,02 мг/дм3 и N^ = 1,5 мг/дм3. Для Нижнего Суздальского озера выявлено высокое нитритное загрязнение с концентрацией N-NO2 до 15*ПДКвр, обусловленное аллохтонным поступлением со стоком р. Старожиловки и грунтовыми водами с кладбища. Для содержаний тяжелых металлов (свинца, цинка, кадмия) и нефтеуглеводородов не было выявлено превышений ПДКвр. Наибольшие превышения ПДКвр зарегистрированы для фенолов, марганца и железа, которые, возможно, связаны с естественным региональным геохимическим фоном, определяющимся заболоченностью водосборной территории.
3. На основе сопоставления элементов водного баланса фоновых озер Карельского перешейка по литературным данным и рассчитанного автором водного баланса Нижнего Суздальского озера выявлен ряд различий. Для фоновых озер Карельского перешейка приходная и расходная части баланса практически совпадают, что соответствует доле подземного притока, не превышающей 2 %. Напротив, в городских Суздальских озерах грунтовый приток составляет не менее 30 %, что косвенно указывает на негативное влияние техногенных изменений урбанизированных ландшафтов.
4. На основе расчета водно-солевого баланса Нижнего Суздальского озера за 2019 год определены значения внешней и внутренней нагрузок для биогенных элементов и тяжелых металлов. Годовая внешняя нагрузка, соответствующая аллохтонному поступлению биогенных элементов в озеро составляет: Робщ = 0,5 г/м2, Р-РО4 = 0,3 г/м2, No^ = 28,2 г/м2, N-NO3 = 15,3 г/м2, N-NH4 = 10,1 г/м2, N-NO2 = 1,9 г/м2. Годовая внешняя нагрузка, соответствующая аллохтонному поступлению тяжелых металлов в озеро составляет: Беобщ = 1,67 г/м2, Zn = 0,06 г/м2, Mn = 0,16 г/м2. Внутренняя нагрузка биогенных элементов, соответствующих автохтонному поступлению этих элементов из донных отложений составляет: Робщ = 0,10 г/м2, Р-РО4 = 0,15 г/м2; N^ = 7,80 г/м2, N-NO3 = 3,13 г/м2, N-NH4 = 5,71 г/м2, N-NO2 = 0,29 г/м2.
5. По данным невязки солевых балансов различных химических веществ проанализированы особенности их привноса и выноса с притоками Нижнего Суздальского озера — р. Старожиловкой и Каменкой. Отрицательная невязка баланса, установлена для общей минерализации, главных ионов, органического вещества (по ХПК), фенолов и общего железа, которая свидетельствует о выносе этих веществ в открытую речную сеть по р. Каменке. Положительная невязка баланса установлена для всех соединений азота и фосфора, цинка и марганца, что свидетельствует о депонировании этих веществ в озере. Максимальная удерживающая способность (52-56%) установлена для минерального фосфора и аммонийного азота, минимальная (до 15%) — для нитритного азота. Всего за 2019 год депонировалось в озере: Р-РО4 до 107 кг, N-NO2 — до 200 кг, N-NO3и N-NH4 — от 2 до 4 т, Zn — 16 кг, Mn — 45 кг.
6. Из анализа данных балансовых исследований сделаны выводы о рекомендуемых мероприятия по улучшению экологической обстановки в системе Суздальских озер. К ним относятся мероприятия по расчистке русла канализированной части нижнего течения р. Старожиловки, а также очистка береговой водоохранной зоны озер от мусора и контроль потенциальных источников загрязнения воды от коммерческих предприятий.

Купить