В настоящее время для Балтийского моря наибольшую угрозу представляет эвтрофикация, вызванная избыточным поступлением в воды Балтийского моря биогенных элементов (органические и минеральные формы азота и фосфора) и приводящая к несбалансированному функционированию экосистемы и, в конечном итоге, к её полной деградации. В настоящее время р. Луга и ее притоки испытывают на себе существенную антропогенную нагрузку. Река Луга впадает в Финский залив, а, следовательно, происходит перенос биогенных веществ из р. Луги в прибрежные воды Финского залива, что влечет за собой загрязнение и его акваторий.
Таким образом, представляется важным проведение исследований формирования стока биогенных веществ с р. Луга в Лужскую губу Финского залива, влияния стоков отдельных предприятий на качество вод р. Луга и её притоков, а также выявление доли точечных и дисперсных источников загрязнения. Особый интерес представляет выявление внутригодовых закономерностей гидролого-гидрохимического режима водотока, так как такие исследования проводятся крайне редко из-за отсутствия детальной информации, как по концентрациям загрязняющих веществ, так и по расходам воды, измеренным во время отбора проб [1,2,3].
В работе использовались данные мониторинга качества р. Луги, осуществляемые ФГБУ «Санкт-Петербургский ЦГМС-Р», экологическими службами промышленных предприятий, осуществляющих сбросы в водную систему Лужской губы.
Актуальность данной темы обусловлена тем, что расчёт выноса биогенных веществ р. Лугой необходима для оценки динамики стока биогенных веществ в Балтийское море во избежание их избыточного поступления, приводящего к эвтрофированию. В работе анализируется обширный материал по самым последним данным по содержанию биогенных веществ в исследуемых водотоках, а именно за 2012, 2013 и 2014 гг.
Новизна работы состоит в том, что для данного водного объекта впервые проводится сопоставление данных по большому количеству пунктов наблюдения, включая детальные исследования как по длине р. Луги, так и по ширине реки. Анализируется обширный материал внутригодовых гидрохимических и гидрологических наблюдений, что позволяет максимально подробно учесть внутригодовой режим поступления биогенных веществ для пунктов, расположенных как выше, так и ниже основных источников загрязнения. Такой анализ даёт уникальную возможность детально изучить количество и характер поступления биогенных веществ с р. Лугой в систему Балтийского моря, а так же выявить основные источники этого поступления.
В связи с вышесказанным в представленной работе была поставлена цель – оценить и выявить особенности формирования выноса биогенных веществ с р. Лугой в Лужскую губу Финского залива.
Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:
- Анализ внутригодовой динамики содержания биогенных веществ в р. Луге за период с 2012 по 2014 гг. по с учётом фаз водного режима;
- Оценка влияния стоков предприятия «Фосфорит» на качество воды в р. Луге;
- Оценка годового выноса биогенных веществ р. Лугой, а также его внутригодовой динамики.
Методами исследований являлись анализ гидрохимической и гидрологической первичной информации по методикам, принятым в РФ и Финляндии, статистическая обработка этой информации отдельно по постам и совместно, пространственно-временной анализ динамики содержания фосфора минерального и общего в р. Луга и её притоках [4].
Полученные результаты
- В результате проведённых исследований были собраны, обработаны и проанализированы данные о внутригодовой динамике содержания таких биогенных веществ, как фосфора минерального и общего, азота общего и ХПК по постам на р. Луга и ручьях Верховской и Горский (левых притоков р. Луги, принимающих в себя ливневой и канализированный сток от предприятия ООО «Фосфорит»). Всего для оценки влияния предприятия «Фосфорит» на вынос биогенных веществ с р. Луга задействовано 7 точек наблюдений.
- Проведён анализ значимости связи рядов концентраций исследуемых биогенных веществ по всем семи исследуемым точкам. Выявлена пространственная взаимосвязь между содержанием биогенных веществ по всем постам наблюдений.
- Показана необходимость оценки среднегодовых концентраций загрязняющих веществ с учётом водности водотока в момент отбора проб. В работе для устья р. Луги произведена оценка средних годовых концентраций фосфора как по средним арифметическим значениям (общепринятый в настоящее время метод), так и по средневзвешенным по водности (более корректный и теоретически обоснованный).
- На основе рассчитанных в работе взвешенных по водности среднегодовых концентраций впервые для двух основных постов наблюдений по длине р. Луги рассчитан вынос данных биогенных веществ отдельно за каждый месяц 2012, 2013 и 2014 гг.
Кроме того, впервые рассчитан внутригодовой вынос биогенных веществ с руч. Верховской, для чего были взяты ежедневные наблюдения за концентрациями за период с 2012 по 2013 гг.
Выводы
- Исследование внутригодовой динамики содержания фосфора общего и минерального по длине р. Луга позволило выделить характерные тенденции внутригодовых изменений концентраций. Так, максимальные значения концентраций наблюдались с июня по август, что приурочено нами к летней межени реки. Это позволяет сделать важный вывод о том, что в периоды низкой водности основными источниками поступления биогенных веществ в исследуемый водоток являются точечные источники, а именно промышленные предприятия. Так же заметно выделяются высокие значения концентраций в январе и феврале, что обусловлено аварийными сбросами предприятия «Фосфорит».
- Наиболее тесная связь по содержанию минерального фосфора наблюдается между постами: устьем р. Луга и р. Луга, 0,5 км ниже впадения в неё ручья Верховской, а также между устьем р. Луга и р. Луга, 0.5 км ниже впадения в неё ручья Горский, 0.1 по ширине реки. Коэффициенты корреляции между указанными рядами наблюдений были оценены как значимые и составили соответственно 0.89 и 0.99. Можно с уверенностью сделать вывод о надёжности полученных значений и о том, что данные притоки имеют существенное влияние на динамику качества вод р. Луги, которое сказывается даже в устье реки.
- Анализ рассчитанного в работе выноса биогенных веществ по длине р. Луга за каждый месяц с 2012 г по 2014 г. показал, что вынос увеличивается к устью реки.
Максимальный сток фосфора общего и минерального наблюдался в апреле, что совпадает с прохождением пика весеннего половодья. Таким образом, на большом материале показано, что в период наиболее интенсивного снеготаяния происходит максимальный вынос биогенных веществ с водосбора р. Луги. Это объясняется нами влиянием дисперсных источников загрязнения (содержание биогенных веществ в снеге, влияние сельского хозяйства и т.д.).
Минимальный сток фосфора общего и минерального наблюдался в августе, когда основная биогенная нагрузка формировалась от точечных источников загрязнения (предприятий). Несмотря на показанную выше закономерность прохождения максимальных концентраций во время летней межени, был сделан важный вывод о том, что предприятия всё же не являются основным источником поступления биогенных веществ в водную систему р. Луги.
Список использованных источников
- В.А. Шелутко Вопросы оценки качества поверхностных вод по гидрохимическим данным / В.А. Шелутко, Е.В. Колесникова, Е.С. Смыжова // Сборник трудов V Международной конференции «Экологические и гидрометеорологические проблемы больших городов и промышленных зон» – СПб.: ВВМ, 2010. – с. 30-39.
- В.А. Шелутко. Теория и практика оценки качества поверхностных вод по гидрохимическим данным / В.А. Шелутко, Е.С. Смыжова, Е.В. Колесникова // Экология и гидрометеорология больших городов и промышленных зон. (Россия – Мексика). – СПб.: изд. РГГМУ, 2010. – Т. 2
- В.А. Шелутко. Численные методы прогнозов в гидрологии / В.А. Шелутко; — Л.: Гидрометеоиздат, 1991. — 238 с.
- Е.В. Колесникова. Развитие теории и методов оценки загрязнения речных вод: автореферат дисс. к-та геогр. наук / Е.В. Колесникова; — СПб.: 2008. – С. 25.
- Мониторинг окружающей среды. – с. 84–105.
- Региональная исполнительная организация–оператор по реализации программ, проектов и решений ХЕЛКОМ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: /, свободный (28.05.2015).[schema type=»book» name=»«ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТОКА БИОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ С РЕКОЙ ЛУГОЙ»» description=»В данной статье приведены результаты исследования формирования стока биогенных веществ с водотоком р. Луги в Лужскую губу Финского залива, а так же влияния стоков отдельных промышленных предприятий на качество вод р. Луги и её притоков. Особое внимание уделяется выявлению внутригодовых закономерностей гидролого-гидрохимического режима водотока, так как такие исследования проводятся крайне редко из-за отсутствия детальной информации о качестве поверхностных вод в разные фазы водного режима.» author=»Бехтольд Рита Ивановна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-14″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.05.2015_05(14)» ebook=»yes» ]