Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,002

Введение

Городские водоемы имеют огромное значение. Они влияют на микроклимат, поддерживают уровень грунтовых вод и биоразнообразие. Их роль не ограничивается хозяйственными нуждами: они также важны для сохранения природы, эстетики города и организации досуга [1]. В связи с угрозой загрязнения мониторинг качества воды становится критически важным. Озера и пруды, в отличие от рек, характеризуются медленным водообменом, что приводит к существенным различиям в их химическом составе, даже если они находятся в схожих климатических и геологических условиях. Омская область относится к бассейну р. Иртыш. На территории области более 4 тыс. рек и 16 тыс. озер. Некоторые из них считаются памятниками природы, среди них реликтовые озера с лечебными грязями1,2. За последние пять лет в реках Омска и его окрестностей наблюдается существенное снижение химического загрязнения. Проверки Министерства природных ресурсов и экологии Омской области показывают, что за последние пять лет по сравнению с предыдущими годами показатели уровня загрязнения воды рек Иртыш и Омь, а также малых рек омского Прииртышья вредными веществами значительно снизились. Это отражено в соответствующих докладах об экологической ситуации в Омской области за 2022-2023 гг. и публикациях ряда авторов [2; 3]. Но данных по содержанию различных загрязнителей в малых городских водоемах нет.

Экологическое состояние природных водоисточников Омской области является предметом исследований таких авторов, как Н.Н. Барсукова и соавт., Н.Н. Жаркова и соавт., Ю.А. Новикова и соавт. [4-6]. Но в бóльшей степени они посвящены исследованиям рек. Изучению отдельных водоемов на территории области посвящены работы Н.М. Невенчанной и соавт. [7-9]. Исследования гидрохимических показателей малых водоемов непосредственно в Омске проводятся редко, и информация по ним доступна лишь в ограниченном числе публикаций [10; 11].

В пределах Кировского административного округа (КАО) Омска расположено более двадцати водоемов различного происхождения – как естественного, так и антропогенного. Часть этих водоемов активно используется для отдыха и имеет статус особо охраняемых природных территорий (ООПТ), в то время как другие водоемы в настоящее время не задействованы, но могут быть освоены для рекреационных целей в перспективе.

Цель исследования – гидрохимическая характеристика природных и антропогенных водоемов КАО города Омска с целью оценки их современного состояния.

Материал и методы исследования

Отбор проб воды из 10 водоемов на территории КАО г. Омска (рисунок) проводился в июне-июле 2018 г. однократно согласно ГОСТ 17.1.5.04-81 (актуализ. 01.07.2023) [12]. Из каждого водоема было взято по 5 проб воды в пластиковые бутылки. Перед использованием бутылки тщательно промывали: сначала мыльной водой, затем 10-20 раз обычной водой и трижды дистиллированной. Непосредственно перед отбором пробы бутылки ополаскивали 2-3 раза водой из исследуемого озера. Физико-химические анализы воды были проведены в аккредитованных лабораториях (Испытательная лаборатория (центр) ООО «МИ-Транс»; Центральная учебно-научная лаборатория аграрно-технологических исследований ФГБОУ ВО «Омский ГАУ») по общепринятым методикам (РД 52.24.377-95, ГОСТ Р 52407-2005, ПНД Ф серии 14.1:2:4), результаты сравнивались с ПДК [13]. Проведенное исследование предоставило возможность для первоначального анализа текущего состояния водных объектов города, в частности по показателям содержания в них отдельных химических элементов.

Результаты исследования и их обсуждение

Исследуемые водоемы – это небольшие водные объекты как природного (оз. Кирпичка на территории Авиагородка, озера ООПТ «Птичья гавань», озера на территории парков им. 300-летия г. Омска и 30-летия Победы), так и антропогенного происхождения (пруды: у пельменной фабрики, торгового центра «АТ-Маркет», района Новокировского кладбища и садового некоммерческого товарищества (СНТ) «Нефтехимик», пос. Солнечный). Как правило – это небольшие водоемы площадью водного зеркала от 2,4 до 147 тыс. м2 (0,24-14,7 га). Характер питания смешанный и представлен как талыми водами и атмосферными осадками, так и за счет грунтовых вод. Наличие воды в водоемах круглый год обеспечено особенностями геологического строения территории их расположения. Толстые слои водоупорных глин предотвращают фильтрацию воды в нижние слои.

Локализация исследуемых водоемов на территории Кировского АО г. Омска: 1 – пруд в районе Новокировского кладбища; 2 – пруд у пельменной фабрики; 3 – пруд на территории СНТ «Нефтехимик»; 4 – пруд территории пос. Солнечный; 5 – пруд около ТЦ «АТ-Маркет»; 6 – оз. территории парка им. 300-летия г. Омска; 7, 9 – озёра территории ООПТ «Птичья гавань» (восточное и западное); 8 – оз. территории парка им. 30-летия Победы; 10 – оз. Кирпичка на территории Авиагородка Примечание: составлено автором с использованием: URL: https://2gis.ru/omsk?m=73.272367%2C54.945991%2F12.41

Большинство из исследуемых водоемов в настоящее время имеет природоохранное либо рекреационное назначение; используется населением для отдыха. При оценке экологического состояния прибрежных областей исследуемых водоемов установлено, что берега и прибрежные земельные участки вокруг большинства водоемов имеют антропогенное загрязнение (в основном бытовой мусор, представленный ПЭТ-пакетами и бутылками, металлическая тара, бумага, строительные материалы). Краткая характеристика водоемов на территории КАО г. Омска приведена в таблице 1.

Химический анализ показал, что вода в водоемах имеет нейтральную или слабощелочную реакцию, с показателем pH в пределах 7,16…7,82. Преобладающими катионами являются кальций и магний (табл. 2), а анионами – хлорид- и сульфат-ионы (табл. 3). При этом значительные концентрации ионов Mg2+ (≥2ПДК) обнаружены в водоемах Новокировского кладбища, торгового центра «АТ-Маркет» и парка им. 30-летия Победы. Более чем 1,5 ПДК для ионов Ca2+ обнаружено в водоемах в районе ТЦ «АТ-Маркет» и парка им. 30-летия Победы (400 и 316 мг/дм3 соответственно).

Присутствие значительных количеств ионов аммония (NH4+) в воде некоторых водоемов (озера парковых территорий им. 300-летия Омска, им. 30-летия Победы, пруды около пельменной фабрики и Новокировского кладбища) является показателем биологического загрязнения и свидетельствует о попадании либо фекальных стоков, либо органических загрязнений.

В водоемах в районе ТЦ «АТ-Маркет» и парка им. 30-летия Победы содержание анионов Cl─ и SO42─ значительно превышает ПДК для рыбохозяйственных водоемов: 462 и 1134 мг/дм3 соответственно для сульфат-ионов и 764,7 и 888,9 мг/дм3 соответственно для хлорид-ионов (табл. 3).

Таблица 1

Характеристика водоемов Кировского административного округа г. Омска

Примечание: составлено автором на основе полученных данных в ходе исследования и на основе источников: URL: https://2gis.ru/omsk?m=73.272367%2C54.945991%2F12.41, [11].

Таблица 2

Содержание основных катионов в водоёмах Кировского АО г. Омска, мг/дм3

Примечание: составлено автором на основе полученных данных в ходе исследования.

* Здесь и в таблицах 3, 5: ПДКХП – хозяйственно-питьевое водопользование; ПДККБ – культурно-бытовое водопользование; ПДКРХ – рыбохозяйтвенные водоемы по СанПиН 1.2.3685-21 [13].

Таблица 3

Анионный состав водоёмов Кировского АО города Омска, мг/дм3

Таблица 4

Химическая классификация вод Кировского АО города Омска

Примечание: составлено автором на основе полученных данных в ходе исследования и на основе источника [11].

В соответствии с классификацией О.А. Алекина [14] все исследуемые водоемы относятся к двум основным классам (гидрокарбонатный и хлоридный) и трем группам (табл. 4). В большинстве водоемов вода гидрокарбонатного класса; исключение составляет вода в оз. Кирпичка (относится к хлоридному классу). Данная особенность обусловлена тем, что подстилающие горные породы на территории г. Омска в основном представлены переуплотненными глинами и алевритами, обогащенными карбонатами и гидрокарбонатами [15]. Анализ химического состава показал, что, несмотря на близкое географическое расположение, водоемы ООПТ «Птичья гавань» и парка им. 30-летия Победы демонстрируют различия в содержании суммы ионов Na+K и Ca. Данное обстоятельство обусловило их отнесение к различным классификационным группам.

Исследование показало, что минерализация вод в водоемах колеблется в пределах от 403,2 до 3174,9 мг/дм³. Наиболее высокая концентрация растворенных солей наблюдается в водоеме, расположенном на территории парка им. 30-летия Победы, где этот показатель достигает 3174,9 мг/дм³.

Таблица 5

Химические показатели водоемов территории Кировского АО г. Омска

Примечание: составлено автором на основе полученных данных в ходе исследования и с использованием источников [11; 13].

Напротив, наименьшая минерализация (403,2 мг/дм³) характерна для водоема в парке им. 300-летия г. Омска. Анализ суммарного содержания солей позволяет отнести воду в водоемах, находящихся в районе пельменной фабрики, СНТ «Нефтехимик», пос. Солнечный, парка им. 300-летия Омска и оз. Кирпичка (территория Авиагородка), к категории пресных. Вода же в остальных водоемах является соленой, причем степень солености варьируется (табл. 5).

Анализ перманганатной окисляемости показал, что содержание окисляемых веществ в воде исследуемых водоемов находится в пределах от 3,09 до 19,57 мгО/дм³. Минимальные значения этого показателя, равные 3,09 мгО/дм³, наблюдаются в водоемах, расположенных в районе СНТ «Нефтехимик» и пос. Солнечный. Напротив, максимальная перманганатная окисляемость, достигающая 19,57 мгО/дм³, зафиксирована в водоеме у Новокировского кладбища. Подобный уровень окисляемости указывает на загрязнение воды легкоокисляемыми органическими веществами (например, нефтепродуктами, фенолами, пестицидами) или неорганическими соединениями (нитритами, сероводородом), что ограничивает ее использование исключительно культурно-бытовыми нуждами.

Химический состав природной воды характеризуется жесткостью, которая напрямую зависит от концентрации ионов кальция (Ca²⁺) и магния (Mg²⁺). Результаты исследований выявили, что вода в водоемах, находящихся в пределах СНТ «Нефтехимик» и парка им. 300-летия Омска, обладает высокой жесткостью, а в остальных водоемах – очень высокой. Карбонатная жесткость преобладает (табл. 5).

Несмотря на то, что эти водоемы пользуются большим спросом у населения, их научное исследование остается недостаточным. Это затрудняет формирование точных выводов об их экологическом благополучии и оценку безопасности для рекреационного использования. Поэтому крайне важно наладить экологический мониторинг с расширенным набором химических анализов.

Выводы

1. Водородный показатель (рН) воды в исследуемых водоемах на территории Кировского АО г. Омска находится в пределах 7,16…7,82, что свидетельствует о нейтральной и близкой к нейтральной реакции среды.

2. Ионный состав водоемов в соответствии с классификацией Курлова позволяет отнести водоемы к гидрокарбонатному и хлоридному классам и трем группам. Среди катионов основными являются кальций и магний, а анионов – хлорид- и сульфат-ионы.

3. Вода в водоемах жёсткая и очень жесткая (7,4…47 мг‧экв.); преобладающий тип жесткости – карбонатная. Минерализация находится в пределах 403,2…3174,9 мг/дм3, что характерно для пресных и солоноватых вод различной степени солености.

4. Перманганатная окисляемость вод (колеблется в пределах 3,09…19,57 мгО/дм3), а также присутствие значительного количества ионов аммония в большинстве водоемов (озера парковых территорий им. 300-летия Омска, им. 30-летия Победы, пруды около пельменной фабрики и Новокировского кладбища) свидетельствуют о загрязнении водоемов легко окисляемыми органическими и неорганическими веществами.

Экологическое состояние воды малых водоемов КАО Омска по физико-химическим показателям можно считать удовлетворительным. Однако необходимы исследования на содержание тяжелых металлов и мышьяка – потенциальных источников опасности для человека, флоры и фауны городских водоемов.