Оценка экологического состояния Сестрорецкого Разлива на основе гидрохимических методов объемного анализа
|
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1 Общая характеристика района и водохранилища Сестрорецкий Разлив 7
1.1 Физико-географическая характеристика района 7
1.2 Характеристика водохранилища Сестрорецкий Разлив 11
1.3 Характеристика притоков Сестрорецкого Разлива. Реки Сестра и Черная 14
1.4 Особо охраняемая природная территория (ООПТ) 15
Глава 2 История формирования современной территории 20
2.1 Ранний период - эпоха формирования Балтийского моря 20
2.2 Период Древней Руси (XII-XVIII века) 23
2.3 Имперский период (начало XVIII- начало XX века) 24
2.4 Советский период 28
2.5 Послевоенные годы. Современный период 31
Глава 3 Экологическое состояние Сестрорецкого водохранилища 34
3.1 Краткая история исследования экологического состояния водного объекта 35
3.2 Анализ причин ухудшения экологического состояния природных вод 37
3.3 Собственные исследования в рамках научной дипломной работы 43
3.3.1 Химические методы объемного анализа 47
3.3.1.1 Особенности титрования окислителями и восстановителями
объемного метода химического анализа 49
3.3.1.2 Особенности кислотно-основного титрования объемного
метода химического анализа 52
3.3.1.3 Особенности титрования с образованием комплексов 53
3.3.1.4 Особенности осадительного титрования 54
3.3.1.5 Особенности измерения суммы натрия и калия 55
3.3.1 Интерпретация результатов 56
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 61
ПРИЛОЖЕНИЕ А 63
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 64
Глава 1 Общая характеристика района и водохранилища Сестрорецкий Разлив 7
1.1 Физико-географическая характеристика района 7
1.2 Характеристика водохранилища Сестрорецкий Разлив 11
1.3 Характеристика притоков Сестрорецкого Разлива. Реки Сестра и Черная 14
1.4 Особо охраняемая природная территория (ООПТ) 15
Глава 2 История формирования современной территории 20
2.1 Ранний период - эпоха формирования Балтийского моря 20
2.2 Период Древней Руси (XII-XVIII века) 23
2.3 Имперский период (начало XVIII- начало XX века) 24
2.4 Советский период 28
2.5 Послевоенные годы. Современный период 31
Глава 3 Экологическое состояние Сестрорецкого водохранилища 34
3.1 Краткая история исследования экологического состояния водного объекта 35
3.2 Анализ причин ухудшения экологического состояния природных вод 37
3.3 Собственные исследования в рамках научной дипломной работы 43
3.3.1 Химические методы объемного анализа 47
3.3.1.1 Особенности титрования окислителями и восстановителями
объемного метода химического анализа 49
3.3.1.2 Особенности кислотно-основного титрования объемного
метода химического анализа 52
3.3.1.3 Особенности титрования с образованием комплексов 53
3.3.1.4 Особенности осадительного титрования 54
3.3.1.5 Особенности измерения суммы натрия и калия 55
3.3.1 Интерпретация результатов 56
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 61
ПРИЛОЖЕНИЕ А 63
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 64
Водохранилище Сестрорецкий Разлив - это крупнейший и старейший искусственный водный объект Санкт-Петербурга.
Образованный практически в начале XVIII века, Разлив долгое время использовался сестроретчанами - сначала для нужд Оружейного завода с петровский времен и вплоть до советских, а после - пусть и не так продолжительно, - в целях водоснабжения города Сестрорецк. И даже в настоящее время озеро не заброшено людьми - в летнее время сюда стекаются целые семьи, чтобы искупаться, оборудованы пляжи и набережные, по которым гуляют вечерами и даже рыбачат. На западном берегу находится район жилой застройки с собственными пирсами.
Практически 300 лет активного использования изменили не только очертания Разлива, но и его химический состав, а вместе с тем и экологическое состояние, которым в последние десятилетия заинтересовались. Тенденция началась еще до активного внедрения экологического мышления и была связана, в первую очередь, с проблемами водоснабжения, обнаруженными в 1960-ых годах. Уже тогда оказалось, что воды водохранилища имеют невысокое качество, что ставило под сомнение его использование в целях водоснабжения. Тогда же и отмечали некие изменения, говорящие об ухудшении состояния.
Подтвердились эти опасения лишь в 1990-ых годах Институтом озероведения Российской академии наук (ИНОЗ РАН), которые в своих всесторонних исследования также дали неутешительный прогноз водоему, если ничего не предпринимать, - заболачивание и зарастание, продолжающееся накопление загрязняющих веществ и так далее.
Сестрорецкий Разлив всегда имел и имеет важное значение для района и Санкт-Петербурга, что только подтверждает необходимость в изучении его вод и ввода на акватории экологического мониторинга, данные которого в дальнейшем помогут в разработке методов и методик восстановления экологического состояния.
Именно это и делает тему данной работы актуальной и достойной для научного изучения.
В ходе изучения гидрохимического состояния водохранилища автором были проведены лабораторные исследования проб природной воды, которые были отобраны в ходе производственной практики на базе Института озероведения Российской академии наук (ИНОЗ РАН) на 5 станциях на акватории самого Разлива.
Целью работы является исследование и дальнейшая оценка экологического состояния природных вод водохранилища Сестрорецкий Разлив.
Задачи работы, с помощью которых в рамках данной работы будет достигнута поставленная цель:
1. Ознакомление с водным объектом и его притоками - изучить их гидрологическую и гидрохимическую характеристику,
2. Дать историческую справку этапов освоения прилегающих территорий и создания самого объекта;
3. Анализ источников и причин загрязнения Сестрорецкого Разлива, используя достоверные источники, которые отражали бы современное его состояние и качество вод;
4. Изучение методов проведения лабораторных химических исследований и самостоятельное проведение анализа проб исследуемых природных вод;
5. Оценка степени загрязнения водного объекта и выявление тенденций к дальнейшему изменению экологического состояния.
Объектом работы является экологическое состояние природных вод Сестрорецкого Разлива.
Предмет работы, соответственно, - оценка экологического состояния водохранилища Сестрорецкий Разлив на основе проведенного исследования химическими методами объемного анализа.
Отдельно автор работы хочет выразить благодарность своему консультанту по работе - Поздняковой Альбине Искандеровне, за помощь и содействие в написании данной научной работы, а также Институту озероведения Российской академии наук (ИНОЗ РАН) - в особенности Игнатьевой Наталье Викторовне, - за предоставленную возможность
производственной практики на базе Института с целью совместных исследований Сестрорецкого Разлива и за предоставление мест в Лаборатории гидрохимии для проведения анализов отобранных совестно проб.
Структура и объем работы - ВКР состоит из введения, 3 глав и заключения, объемом в 64 страницы и включает в себя 15 рисунков и 6 таблиц, а также библиографию из 29 наименований.
Образованный практически в начале XVIII века, Разлив долгое время использовался сестроретчанами - сначала для нужд Оружейного завода с петровский времен и вплоть до советских, а после - пусть и не так продолжительно, - в целях водоснабжения города Сестрорецк. И даже в настоящее время озеро не заброшено людьми - в летнее время сюда стекаются целые семьи, чтобы искупаться, оборудованы пляжи и набережные, по которым гуляют вечерами и даже рыбачат. На западном берегу находится район жилой застройки с собственными пирсами.
Практически 300 лет активного использования изменили не только очертания Разлива, но и его химический состав, а вместе с тем и экологическое состояние, которым в последние десятилетия заинтересовались. Тенденция началась еще до активного внедрения экологического мышления и была связана, в первую очередь, с проблемами водоснабжения, обнаруженными в 1960-ых годах. Уже тогда оказалось, что воды водохранилища имеют невысокое качество, что ставило под сомнение его использование в целях водоснабжения. Тогда же и отмечали некие изменения, говорящие об ухудшении состояния.
Подтвердились эти опасения лишь в 1990-ых годах Институтом озероведения Российской академии наук (ИНОЗ РАН), которые в своих всесторонних исследования также дали неутешительный прогноз водоему, если ничего не предпринимать, - заболачивание и зарастание, продолжающееся накопление загрязняющих веществ и так далее.
Сестрорецкий Разлив всегда имел и имеет важное значение для района и Санкт-Петербурга, что только подтверждает необходимость в изучении его вод и ввода на акватории экологического мониторинга, данные которого в дальнейшем помогут в разработке методов и методик восстановления экологического состояния.
Именно это и делает тему данной работы актуальной и достойной для научного изучения.
В ходе изучения гидрохимического состояния водохранилища автором были проведены лабораторные исследования проб природной воды, которые были отобраны в ходе производственной практики на базе Института озероведения Российской академии наук (ИНОЗ РАН) на 5 станциях на акватории самого Разлива.
Целью работы является исследование и дальнейшая оценка экологического состояния природных вод водохранилища Сестрорецкий Разлив.
Задачи работы, с помощью которых в рамках данной работы будет достигнута поставленная цель:
1. Ознакомление с водным объектом и его притоками - изучить их гидрологическую и гидрохимическую характеристику,
2. Дать историческую справку этапов освоения прилегающих территорий и создания самого объекта;
3. Анализ источников и причин загрязнения Сестрорецкого Разлива, используя достоверные источники, которые отражали бы современное его состояние и качество вод;
4. Изучение методов проведения лабораторных химических исследований и самостоятельное проведение анализа проб исследуемых природных вод;
5. Оценка степени загрязнения водного объекта и выявление тенденций к дальнейшему изменению экологического состояния.
Объектом работы является экологическое состояние природных вод Сестрорецкого Разлива.
Предмет работы, соответственно, - оценка экологического состояния водохранилища Сестрорецкий Разлив на основе проведенного исследования химическими методами объемного анализа.
Отдельно автор работы хочет выразить благодарность своему консультанту по работе - Поздняковой Альбине Искандеровне, за помощь и содействие в написании данной научной работы, а также Институту озероведения Российской академии наук (ИНОЗ РАН) - в особенности Игнатьевой Наталье Викторовне, - за предоставленную возможность
производственной практики на базе Института с целью совместных исследований Сестрорецкого Разлива и за предоставление мест в Лаборатории гидрохимии для проведения анализов отобранных совестно проб.
Структура и объем работы - ВКР состоит из введения, 3 глав и заключения, объемом в 64 страницы и включает в себя 15 рисунков и 6 таблиц, а также библиографию из 29 наименований.
В ходе проведенной работы нами были определены основные физикогеографические и гидрологические особенности как местности, так и самого Сестрорецкого Разлива. Были выявлены основные причины ухудшения экологического состояния водохранилища.
Заключительным этапом исследования стала интерпретация полученных результатов, на основе которой была дана оценка экологического состояния водного объекта.
Воды Сестрорецкого Разлива можно отнести к загрязненным, с мягкой водой, со средним содержанием органических веществ, по показателям минерализации вода варьируется от слабокислой до нейтральной группы. Прибрежная территория значительно подвержена антропогенной нагрузке - практически вся северо-западная часть заполнена жилой застройкой, есть оборудованные и необорудованные пляжи и так далее.
По нормативам такая вода не пригодна даже для культурно-бытового водопользования.
Главной причиной неблагополучной экологической обстановки является сброс неочищенных сточных вод в реки Сестра и Черная. Необходимо усиление контроля за утилизацией сточных вод, проведение уборки акватории и прибрежной территории от наплавных загрязнений и мусора, кошение водной растительности.
Стоит также учитывать следующие факторы, которые могли повлиять на особенности полученных результатов:
1. Аномально жаркое лето. Так, «в июне несколько дней подряд Петербург ежедневно обновлял исторические максимумы - 19-23 июня стали самыми жаркими за последние 140 лет. 23 июня воздух прогрелся до абсолютного рекорда этого месяца - 35,9 ОС». И, как заявляют метеорологи, воды Невы, Ижоры и Финского залива впервые прогрелись до температуры 26 ОС, что свойственно скорее южным морям [16];
2. Малое количество атмосферных осадков;
3. Начало процессов эвтрофикации на водном объекте.
Погодные аномалии отмечались в отчетах об экологическом состоянии Сестрорецкого Разлива Институтом озероведения Российской академии наук и в 2018, и в 2019 годах. Любезно предоставленные ими результаты и тогда подтверждали информацию, сделанную еще в 2015-2016 годах. А именно - необходимо и дальше изучать водохранилище и его притоки (реку Черная и Сестра) и поддерживать специальный режим эксплуатации водного объекта, при котором показатели качества воды будут советовать санитарным нормам, действующим в настоящее время.
Социальная значимость водохранилища и его экологическое состояние сподвигают раз за разом научных сотрудников исследовать данный водный объект. Это также свидетельствует о необходимости настроить полноценный и всесторонний экологический мониторинг как на самом Разливе, так и на его притоках, которые, как мы выяснили ранее в главах, являются непосредственными «участниками» загрязнения вод.
Заключительным этапом исследования стала интерпретация полученных результатов, на основе которой была дана оценка экологического состояния водного объекта.
Воды Сестрорецкого Разлива можно отнести к загрязненным, с мягкой водой, со средним содержанием органических веществ, по показателям минерализации вода варьируется от слабокислой до нейтральной группы. Прибрежная территория значительно подвержена антропогенной нагрузке - практически вся северо-западная часть заполнена жилой застройкой, есть оборудованные и необорудованные пляжи и так далее.
По нормативам такая вода не пригодна даже для культурно-бытового водопользования.
Главной причиной неблагополучной экологической обстановки является сброс неочищенных сточных вод в реки Сестра и Черная. Необходимо усиление контроля за утилизацией сточных вод, проведение уборки акватории и прибрежной территории от наплавных загрязнений и мусора, кошение водной растительности.
Стоит также учитывать следующие факторы, которые могли повлиять на особенности полученных результатов:
1. Аномально жаркое лето. Так, «в июне несколько дней подряд Петербург ежедневно обновлял исторические максимумы - 19-23 июня стали самыми жаркими за последние 140 лет. 23 июня воздух прогрелся до абсолютного рекорда этого месяца - 35,9 ОС». И, как заявляют метеорологи, воды Невы, Ижоры и Финского залива впервые прогрелись до температуры 26 ОС, что свойственно скорее южным морям [16];
2. Малое количество атмосферных осадков;
3. Начало процессов эвтрофикации на водном объекте.
Погодные аномалии отмечались в отчетах об экологическом состоянии Сестрорецкого Разлива Институтом озероведения Российской академии наук и в 2018, и в 2019 годах. Любезно предоставленные ими результаты и тогда подтверждали информацию, сделанную еще в 2015-2016 годах. А именно - необходимо и дальше изучать водохранилище и его притоки (реку Черная и Сестра) и поддерживать специальный режим эксплуатации водного объекта, при котором показатели качества воды будут советовать санитарным нормам, действующим в настоящее время.
Социальная значимость водохранилища и его экологическое состояние сподвигают раз за разом научных сотрудников исследовать данный водный объект. Это также свидетельствует о необходимости настроить полноценный и всесторонний экологический мониторинг как на самом Разливе, так и на его притоках, которые, как мы выяснили ранее в главах, являются непосредственными «участниками» загрязнения вод.
