Район исследования расположен в центральной части Западно-Сибирской низменности в подзоне северной тайги с островным распространением многолетнемерзлых пород. Равнинность и особенности климата обуславливают высокую заозеренность и заболоченность. Почвообразующие породы представлены озерно-аллювиальными отложениями с прослоями и линзами суглинков и суспензий. На дренированных песчаных участках преобладают подзолистые и глеево-подзолистые почвы, на суглинистых грунтах – поверхностно-глеевые и подзолисто-болотистые почвы [1]. Зональным типом растительности являются березово-лиственничные и березово-сосновые кустарнично-лишайниковые редколесья, а также лиственничные кустарничково-моховые редины, развитые в приречных частях равнины [8].
Хозяйственная деятельность, интенсивное промышленное освоение территории исследования – Надымский район, урбанизация неизбежно приводят к истощению естественного потенциала экосистемы, поступлению вредных веществ в биосферу. Компенсаторные возможности арктической экосистемы ограничены, происходит аккумуляция техногенных загрязнителей в природных средах. Негативное влияние хозяйственной деятельности на формирование химического состава и качества воды приобретает угрожающие масштабы и может привести к необратимым процессам в водной экосистеме [4, 5, 6, 7].
Исследование экологического состояния водных экосистем необходимо для своевременного выявления высоких уровней загрязнения, оценки и прогнозирования развития ситуации в дальнейшем. Чувствительным индикатором интенсивности техногенной нагрузки являются озера. Оценка уровня загрязнения поверхностных вод озер позволяет получить данные о текущем состоянии экосистемы в процессе хозяйственной деятельности.
Цель исследования – изучить химический состав поверхностных вод малых озер, расположенных в подзоне северной тайги бассейна реки Надым под действием антропогенных факторов.
Материалы и методы исследования
Проведено гидрохимическое обследование озер. По морфометрическим показателям обследованные озера относятся к малым озерам. Время отбора проб: сентябрь. Отбор проб проводился с учетом требований «ГОСТ Р 51592-2000 Вода. Общие требования к отбору проб». Отбор проб осуществлялся с глубины 0,3–0,5 м в количестве 1 л в полиэтиленовые бутыли для анализа ионного состава и 1 л в бутыли из темного стекла для определения содержания нефтепродуктов. Химико-аналитические работы проводились в стационарной лаборатории качества вод, устойчивости водных экосистем и экотоксикологии и в сертифицированной Федеральной службой по аккредитации лаборатории экологических исследований Тюменского государственного университета.
В отобранных пробах определялись: pH и щелочность – потенциометрическим методом, цветность – фотометрическим методом, сумма нитрат- и нитрит-ионов, общий азот, фосфат-ионы, фосфор общий, кремний – спектрофотометрическим методом, перманганатная окисляемость и бихроматная окисляемость – титриметрическим методом, определение общего органического углерода (Vario TOC, Elementar, Германия), сульфат-ионы и хлорид-ионы – ион-хроматографическим методом (ICS – 5000, Dionex, США). Методом капиллярного электрофореза определялись калий, натрий, кальций, магний. Содержание нефтепродуктов изучалось методом ИК-спектрометрии. Концентрации металлов определялись атомно-абсорбционным методом с электротермической атомизацией и пламенной атомизацией (ContrAA, Analytik Jena, Германия).
Интегральная оценка загрязнения поверхностных вод проведена на основании индекса загрязнения (ИЗВ) по формуле
ИЗВ = ?(Сi/ПДКi)/N,
где Сi – концентрация вещества; N – число показателей, используемых для расчета; ПДКi – предельно допустимая концентрация для соответствующего вещества.
Для выявления степени влияния аэротехногенных факторов на качество вод проведено исследование процессов закисления природных вод по результатам анализа показателей: pH в динамике, концентрация сульфат-ионов, алюминия, щелочности, показателю кислотонейтрализующей способности (ANC), соотношению концентрации ионов.
Результаты исследования и их обсуждение
Химический состав вод обследованных малых озер зоны северной тайги характеризовался низкой минерализацией, обусловленной преимущественно атмосферным питанием и геологическими особенностями ландшафта, низким содержанием основных ионов (табл. 1, 2). Воды озер относятся к ультрапресным. Содержание хлорид- и сульфат-ионов, сильных катионов калия и натрия в поверхностных водах низкое и типичное для водных объектов севера Западной Сибири [9].
Таблица 1
Гидрохимические показатели поверхностных вод малых озер бассейна реки Надым ЯНАО
|
Водные объекты |
рН |
ЭП (мкС/см) |
ТОС (мгС/л) |
SO42- (мг/л) |
Cl- (мг/л) |
Alk (мкг-экв/л) |
|
Озеро б/н № 1 |
5,70 |
16,5 |
19,78 |
0,57 |
0,29 |
30,0 |
|
Озеро б/н № 2 |
4,90 |
13,4 |
24,05 |
0,78 |
0,30 |
30,0 |
|
М ± б |
5,3 ± 0,4 |
14,95 ± 1,55 |
21,92 ± 2,14 |
0,68 ± 0,09 |
0,30 ± 0,005 |
30,0 ± 0,0 |
|
М ± б (для северной тайги ЕТР) |
6,65 ± 0,73 4,15–7,51 |
29,5 ± 14,4 7,9–96,7 |
7,41 ± 3,86 1,61–24,3 |
2,54 ± 1,01 0,64–6,44 |
1,36 ± 0,98 0,24–6,0 |
175 ± 135 0–694 |
Примечание. В числителе – среднее значение и среднеквадратичное отклонение, знаменателе – пределы содержания, данные для северной тайги ЕТР (по [3]).
Таблица 2
Элементный состав поверхностных вод малых озер бассейна реки Надым ЯНАО
|
Водные объекты |
Ca+2 (мг/л) |
Mg+2 (мг/л) |
Na+ (мг/л) |
K+ (мг/л) |
|
Озеро б/н № 1 |
6,78 |
0,82 |
0,35 |
0,13 |
|
Озеро б/н № 2 |
4,03 |
0,26 |
0,18 |
0,025 |
|
М ± ? |
5,41 ± 1,12 |
0,54 ± 0,23 |
0,27 ± 0,07 |
0,08 ± 0,04 |
|
М ± б (для северной тайги ЕТР) |
2,24 ± 1,23 0,18–5,85 |
0,83 ± 0,50 0,07–3,40 |
2,18 ± 1,61 0,42–22,1 |
0,61 ± 0,48 0,08–2,50 |
|
Кларк речной воды (мкг/л) |
12,0 |
2,9 |
5,0 |
2,0 |
Примечание. В числителе – среднее значение и среднеквадратичное отклонение, знаменателе – пределы содержания; данные для северной тайги ЕТР (по [3]); кларк речной воды (по [2]).