Проведен анализ реки Русской Калининградской области за 2023-2024 годы.
ВВЕДЕНИЕ 3
1.ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ 5
1.1.Бассейн реки Анграпы 5
1.1.1. Гидрологические особенности 6
1.1.2. Климат 7
1.1.3. Рельеф 8
1.1.4. Почвы, растительность, ландшафты 10
1.2.Бассейн реки Русской 14
2.ВИДЫ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА Р. РУССКУЮ 17
2.1 Сельское хозяйство…………………………………17
2.1.1. Растениеводство 18
2.1.2Животноводство 22
2.2 Промышленность 25
2.3 Население………………………………………………………………….26
3.ДИНАМИКА ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ И КАЧЕСТВА ВОД Р. РУССКОЙ 29
3.1.Система мониторинга 29
3.2.Динамика химических параметров 31
3.3. Динамика качества вод………45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 50
В Калининградской области в последние десятилетия наблюдается интенсивное развитие сельского хозяйства как приоритетного направления экономического развития. Увеличение объемов производства, использование удобрений и пестицидов, а также сброс отходов животноводства в водные объекты приводят к загрязнению, и в частности, к эвтрофикации водоемов. Это процесс, при котором избыточное количество питательных веществ, таких как азот и фосфор, вызывает бурный рост водорослей, что, в свою очередь, приводит к дефициту кислорода. Такие изменения в водных экосистемах имеют долгосрочные последствия, включая снижение биоразнообразия и ухудшение качества воды.
Особую значимость имеет изучение малоизученных рек, к которым относится р. Русская, входящая в состав трансграничного бассейна р. Анграпы. Исток р. Русской расположен в пределах крупного лесного массива, который имеет статус особо охраняемой природной территории – национальный парк «Виштинецкий». Это подчеркивает важность сохранения экологической целостности данной территории, так как любые изменения в верхнем течении реки могут иметь долгосрочные последствия для всей экосистемы бассейна. Лесные массивы играют ключевую роль в регулировании водного баланса, фильтрации загрязняющих веществ и поддержании биоразнообразия. Река Русская относится к водотокам первой категории рыбохозяйственного назначения, что указывает на ее высокую экологическую ценность. Это также подчеркивает ее уязвимость к внешним воздействиям, как природным, так и антропогенным и требует особого подхода к мониторингу и управлению качеством воды.
Цель выпускной квалификационной работы: оценка пространственно-временной динамики химических параметров и качества вод р. Русской в 2023-2024 гидрологическом году.
Для достижения цели решались следующие задачи:
1. Охарактеризовать природные условия бассейна р. Анграпы и её притока – р. Русской.
2. Описать виды хозяйственной деятельности в районе исследования и источники антропогенного воздействия на р. Русскую.
3. Выявить пространственную дифференциацию и временную динамику химического загрязнения вод р. Русской в разрезе сезонов 2023-2024 гидрологического года.
4. Определить основные источники загрязнения р. Русской
5. Оценить и ранжировать качество воды р. Русской
Объект исследования - река Русская, входящая в состав трансграничного бассейна р. Анграпы.
Предмет исследования - пространственно-временная динамика химических параметров и качества вод р. Русской.
Методы исследования: химические анализы проб воды на лаборатории химической экспертизы БФУ им. И. Канта, статистическая обработка данных на базе пакета Microsoft office, построение графического материала, картосхем на базе геоинформационной системы QGIS (Quantum GIS).
Личный вклад автора: участие в химических анализах проб воды по определению параметров её качества, составление графического материала, построение картосхем пространственно-временной динамики химического загрязнения р. Русской, интерпретация полученных результатов.
В качестве информационного обеспечения исследований, проведённых в рамках выпускной квалификационной работы, использованы результаты мониторинга загрязнения р. Русской, полученные под руководством аспиранта БФУ им. И. Канта по специальности геоэкология В.С. Таран.
Апробация результатов. Результаты исследования представлены и обсуждены в виде тезисов доклада «Оценка качества природных вод реки Русской в Калининградской области в период 2022-2024 гг.» на III Международной научно-практической конференции «Биологическое разнообразие природных и антропогенных ландшафтов: изучение и охрана» в ФГБОУ ВО «Астраханский государственный университет имени В.Н. Татищева» 25 апреля 2025 г. (секция «Антропогенные воздействия на ландшафты и их последствия»).
Структура работы. Выпускная квалификационная работа построена по традиционному плану и включает введение, три главы, заключение с выводами исследования, список использованной литературы и источников. Работа написана на 54 страницах, иллюстрирована и включает 3 таблицы и 41 рисунок.
В процессе проведённого исследования р. Русской за период 2023-2024 гидрологического года получены следующие основные результаты.
Определён комплекс антропогенных и природных факторов, влияющих на химический состав и качество вод р. Русской. Антропогенные факторы: стоки загрязняющих веществ с сельскохозяйственных угодий, территорий населённых пунктов, индивидуальных домохозяйств, рекреационная деятельность. Природные факторы: сезонная водность реки, подземные воды с высоким содержания железа, имеющие гидравлическую связь с рекой, природные циклы водной и береговой растительности.
Выявлены химические параметры, превышающие ПДК, и вносящие наибольший вклад в загрязнение вод. За исследуемый период отмечены превышения ПДК по кислородным показателям (растворенный в воде О2, БПК и ХПК). Наивысшие превышения характерны для концентраций железа и нефтепродуктов. Также в водотоке зафиксированы высокие концентрации фосфатов, повышенные концентрации аммония, нитритов, а также сульфатов и хлоридов.
Определены процент превышений ПДК от общего количества измерений и годовые интервалы кратностей превышений ПДК химических параметров в водах р. Русской. Концентрации железа превышают ПДК в 100.00% измерений, годовые интервалы кратностей превышений ПДК составляют 2.57 – 12.16. Концентрации нефтепродуктов превышают ПДК в 86.66% измерений, годовые интервалы кратностей превышений ПДК составляют 3.60 – 22.80. Концентрации химического потребления кислорода (ХПК) превышают ПДК в 93.33% измерений, годовые интервалы кратностей превышений ПДК составляют 1.19 – 6.82. Концентрации биохимического потребления кислорода (БПК) превышают ПДК в 60.00% измерений, годовые интервалы кратностей превышений ПДК составляют 1.05 – 5.19. Концентрации растворённого кислорода превышают ПДК в 80.00% измерений, годовые интервалы кратностей превышений ПДК составляют 4.09 – 117.65. Концентрации фосфатов, которые превышают ПДК в 53.33% измерений, годовые интервалы кратностей превышений ПДК составляют 2.00 – 8.26. Концентрации хлоридов превышают ПДК в 20.00% измерений, годовые интервалы кратностей превышений ПДК составляют 2.43 – 12.34. Концентрации сульфатов превышают ПДК в 20.00% измерений, годовые интервалы кратностей превышений ПДК составляют 1.25 – 1.48.
В бассейне реки Русской осреднённый показатель ИЗВ по четырём пунктам мониторинга осенью 2023 г. равен 10.78, что соответствует классу качества воды «чрезвычайно грязная», зимой 2024 г. равен 2.58, что соответствует классу качества воды «загрязненная», весной 2024 г. равен 6.7, что соответствует классу качества воды «очень грязная», летом 2024 г. равен 3,12, что соответствует классу качества воды «загрязненная». Осенняя межень 2023 года способствовала повышению индекса загрязнения воды (ИЗВ) и ухудшению качества воды в этот период. Зимой 2024 года отмечен паводок, что привело к резкому снижению ИЗВ. Уменьшение стока весной и летом 2024 года первоначально привело к росту загрязнения, а впоследствии к его снижению.
Наиболее высокий индекс загрязнения воды (ИЗВ) и неудовлетворительное качество воды отмечены в пункте Р1 – верховья реки, что связано с накопительным эффектом загрязнений (превышение ПДК по железу, нефтепродуктам, фосфатам и другим веществам), низким значениям растворённого кислорода. Одна из определяющих причин – застойность вод, низкий водообмен в верховьях реки. В пункте Р2, расположенным на границе леса и сельскохозяйственных угодий, качество воды резко улучшается в связи увеличением водности и отсутствием площадных источников загрязнения. В пункте Р3, находящемся на границе сельскохозяйственных угодий и населённого пункта, качество воды вновь ухудшается из-за антропогенных стоков. В устьевой части реки, где расположен пункт Р4, отмечен наинизший показатель ИЗВ, что связано с положительным эффектом от увеличения водности.
Осреднённый по сезонам гидрологического 2023-2024 года и четырём пунктам мониторинга индекс загрязнения воды (ИЗВ) р. Русской равен 5,81, что соответствует классу качества воды VI – очень грязная. Этот показатель можно рассматривать как индикатор неудовлетворительной геоэкологической ситуации в бассейне р. Русской.
1. Ресурсы поверхностных вод СССР. Прибалтийский район, 1973. Т. 4. No 3. С. 254–258.
2. Зотов С.И., Спирин Ю.А., Таран В.С. Оценка химического загрязнения и качества вод рек юго-восточной части Калининградской области. Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2024. 88(4). С.554-567.
3. Основные гидрологические характеристики (за 1976 – 1985 гг. и весь период наблюдений). Т.4. Прибалтийский район. Вып.3. Литовская ССР и Калининградская область РСФСР. Л.: Гидрометеоиздат, 1988.
4. Зотов С.И. Моделирование состояния геосистем. Калининград. Издательство Калининградского государственного университета. 2001 – 237 с.
5. Кучерявый П.П. Гидрографическая сеть. Водный режим и водные ресурсы // Географический атлас Калининградской области / Гл. ред. В.В. Орлёнок. Калининград: Изд-во КГУ; ЦНИТ, 2002 – С. 98 – 99.
6. Гидрогеология СССР. Т. XLV Калининградская область РСФСР. – М.: Недра, 1970. – 158 с.
7. Загородных В.А., Кунаева Т.А. Геология и полезные ископаемые Калининградской области. Калининград. ООО «Балтгеолресурсы», 2005. 208 с.
8. Баринова Г. М. Калининградская область: Очерки природы. Климат. - Калининград : Янтар. сказ, 1999. С. 54-69.
9. Баринова Г.М. Калининградская область. Климат. – Калининград: Янтарный сказ, 2002. – 196 с.
10. Двоеглазова Н. В. Современное состояние климатической системы Калининградской области на фоне глобального потепления // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Серия: Естественные и медицинские науки. 2019. №1. С. 35-45
11. Баринова Г.М. Климатическая карта // Географический атлас Калининградской области / Гл. ред. В.В. Орлёнок. Калининград: Изд-во КГУ; ЦНИТ, 2002 – С. 82 – 83.
12. Литвин В.М. Рельеф и геоморфологическое районирование //Калининградская область. Очерки природы. / Сост. Беренбейм Д.Я.; науч. ред. Литвин В.М. Калининград: Янтарный сказ, 1999. – С. 36 – 53.
13. Литвин В.М. Геоморфологическая карта // Географический атлас Калининградской области / Гл. ред. В.В. Орлёнок. Калининград: Изд-во КГУ; ЦНИТ, 2002 – С. 44 – 45.
14. Лазарева Н.Н. Почвенная карта // Географический атлас Калининградской области / Гл. ред. В.В. Орлёнок. Калининград: Изд-во КГУ; ЦНИТ, 2002 – С. 56 – 57.
15. Сухова А.А. Растительность // Географический атлас Калининградской области / Гл. ред. В.В. Орлёнок. Калининград: Изд-во КГУ; ЦНИТ, 2002 – С. 58 – 59.
16. Дедков В. П. Калининградская область: Очерки природы. Растительность. - Калининград : Янтар. сказ, 1999. С. 139-142.
17. Ваулина В. Д., Козлович И. И. Калининградская область: Очерки природы. Ландшафты. - Калининград : Янтар. сказ, 1999. С. 189.
18. Сухова А.А., Козлович И.И. Ландшафтная карта // Географический атлас Калининградской области / Гл. ред. В.В. Орлёнок. Калининград: Изд-во КГУ; ЦНИТ, 2002 – С. 62 – 63.
19. Орлёнок В.В., Баринова Г.М., Кучерявый П.П., Ульяшев Г.Л. Виштынецкое озеро: природа, история, экология. Калининградский государственный университет, 2000. — 185 с.
20. Domnin D., Chubarenko B., Lewandowski A. Vistula Lagoon Catchment: Аtlas of water use. Moscow: Exlibris Press, 2015, 106 с.
21. Зотов С.И., Спирин Ю.А., Таран В.С. Оценка химического загрязнения и качества вод рек юго-восточной части Калининградской области. Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2024. 88(4). С.554-567.
22. Зотов С.И., Спирин Ю.А., Таран В.С., Булочникова Т.А. Оценка химического загрязнения реки Русской. Материалы VII международной научно-практической конференции. Калининград. 2023. Т. 7. С. 116–122
23. Министерство сельского хозяйства Калининградской области. Интернет-портал. URL: https://mcx.gov39.ru/ (дата обращения: 20.10.2024)
24. Министерство промышленности Калининградской области. Интернет-портал. URL: https://mcx.gov39.ru/ (дата обращения: 20.10.2024)
25. Сабурина А А. Социально-экономическое развитие сельских территорий юго-востока Калининградской области // Проблемы региональной экологии. 2021. №6. С. 79-84.
26. Кирейчева, Л. В., Лентяева Е. А. Влияние сельскохозяйственного производства на загрязнение водных объектов // Природообустройство. 2020. №5. С. 18-22.
27. Кузаева В.Р. Оценка влияния сельскохозяйственного комплекса на поверхностные воды на примере Гусевского района. Наука. Иновации. Будущее. Петрозаводск, 2024. С. 135-143.
28. Нагорнова Н.Н. Геоэкологическая оценка состояния малых водотоков Калининградской области. Дисс. ... канд. геогр. наук. Калининград, 2012. С. 8–19.
29. Спирин Ю. А., Зотов С. И., Таран В. С., Королева Ю. В. Оценка геоэкологического состояния поверхностных водотоков Славского района Калининградской области. Ученые записки Крымского федерального университета им. В. И. Вернадского. География. Геология. 2021. No 7 (73). No 1. С. 183—202.
30. Росстат Калининградской области. URL: https://39.rosstat.gov.ru/storage/mediabank/02_04%20ПВСН%202024(1).pdf (дата обращения: 19.03.2025).
31. Ермолаев О.П., Мальцев К.А., Мухарамова С.С. и др. Картографическая модель бассейновых геосистем малых рек водосбора реки Лены. Ученые записки Казанского университета. Серия: Естественные науки, 2018 Т. 160 № 1 С. 126 – 144
32. Чумаченко, А.Н. Хворостухин Д.П., Морозова В.А. Построение гидрологически-корректной цифровой модели рельефа (на примере Саратовской области) // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Науки о Земле, 2018 Т. 18 № 2 С. 104 – 109
33. Балдаков, Н.А. Кудишин А.В. Автоматизация расчета характеристик водосборного бассейна для решения задач моделирования поверхностного стока. Интерэкспо Гео Сибирь, 2019 Т. 4 № 1 С. 83 – 89
34. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям: РД 52.24.643-2002: Утвержден и введен в действие Росгидрометом 03.12.2002 г.
35. Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения с изм. на 10 марта 2020 г.). URL: http://docs.cntd.ru/document/420389120 (дата обращения: 29.11.2024).
36. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения. URL: http://docs.cntd.ru/document/901798042. (дата обращения: 11.11.2024).