Динамика поступления фосфора валового в Невскую губу со стоком реки Большая Нева и её рукавов

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Российский государственный гидрометеорологический университет

Факультет экологии и природопользования

Динамика поступления фосфора валового в Невскую губу со стоком реки Большая Нева и её рукавов

Хмелинин А.А., магистр

г. Санкт-Петербург

Аннотация

Определены негативные последствия процесса антропогенного эвтрофирования. В обобщенном виде представлены результаты исследований процесса эвтрофирования водоемов. Рассчитаны величины суммарного поступления фосфора валового в Невскую губу со стоком рек Большая Нева, Большая Невка, Малая Нева и Малая Невка. Показана необходимость более детального прогнозирования эвтрофирования.

Ключевые слова: эвтрофирование, биогенные элементы, сине-зеленые водоросли, водные объекты, экологические проблемы.

Развитие процесса антропогенного эвтрофирования приводит ко многим неблагоприятным последствиям с точки зрения водопользования и водопотребления (развитие «цветения» и ухудшения качества воды, появление анаэробных зон, нарушение структуры биоценозов и исчезновение многих видов гидробионтов, в том числе ценных промысловых рыб). Кроме того, в период цветения синезеленые водоросли производят сильнейшие токсины (алкалоиды, низкомолекулярные пептиды и др.), которые сами не используют, но они, попадая в водную толщу, представляют опасность для живых организмов и человека. Эти токсины могут вызывать цирроз печени, дерматиты у людей, отравление и гибель животных.

Между эвтрофированием и загрязнением имеется существенная разница, заключающаяся прежде всего в том, что загрязнение обусловлено сбросом вредных веществ, подавляющих биологическую продуктивность водоемов, а эвтрофирование повышает эту продуктивность [2]. По мнению Г. Г. Винберга [1], антропогенное эвтрофирование нельзя отождествлять с загрязнением до тех пор, пока суммарное содержание азота и фосфора не превысит концентрацию углерода в водном объекте. Если такого превышения не отмечается, то можно говорить о естественном старении или ускорении эвтрофирования водного объекта.

Основными источниками загрязнения водоемов биогенными веществами, приводящими к эвтрофированию, служат смыв азотных и фосфорных удобрений с полей и сброс сточных вод, в том числе и прошедших биологическую очистку.

Основные экологические проблемы Невской губы обусловлены процессами эвтрофирования и загрязнения вредными веществами.

В этой связи цель данного исследования заключается в оценке динамики поступления фосфора валового в Невскую губу со стоком реки Невы и ее рукавов. Необходимость такой оценки обусловлена, в частности, тем, что 15 ноября 2007 г. в г. Краков (Польша) странами-членами Хельсинкской Комиссии по защите морской среды Балтийского моря (ХЕЛКОМ) - Финляндией, Швецией, Россией, Данией, Польшей, Германией, Латвией, Литвой и Эстонией, - был предварительно согласован «План действий по Балтийскому морю» (ПДБМ), который является долгосрочным стратегическим документом, направленным на сокращение загрязнения морской среды и восстановление благополучного экологического состояния Балтики к 2021 г. [4].

ПДБМ обозначил приоритетные направления действий для сокращения поступления азота и фосфора в Балтийское море, которые включают:

• меры по введению жестких требований по доочистке сточных вод;

• запрет на использование моющих средств, содержащих фосфор;

• проведение жесткой политики ведения сельского хозяйства, в части, касающейся использования удобрений, животноводческих кормов, обращения с отходами ферм, вспашки, основанной на современных технологиях, преобразования пахотных земель в луга и т.д.

Среди множества биогенных элементов, влияющих на процесс эвтрофирования (азот, кислород, углерод, сера, кальций, калий, хлор, железо, марганец, кремний и др.), для водоемов умеренной зоны решающую роль играет фосфор. антропогенный эвтрофирование биогенный водный невский

В данной работе были использованы первичные данные мониторинга с 1979 г. по 2015 г., регулярно проводимого Санкт-Петербургским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными функциями.

При проведении исследования были рассчитаны величины суммарного поступления (Q) фосфора валового в Невскую губу со стоком рек Большая Нева, Большая Невка, Малая Нева и Малая Невка (таблица 1). Расчеты проведены по следующей формуле [3]:

Q = 0,0315•C_СГ•R_СГ,

где Q - поступление, тонн/год,

C_СГ - среднегодовая концентрация биогенного элемента в рассматриваемом водотоке, мкг/дм³,

R_СГ - среднегодовой расход воды, м³/с.

Таблица 1

Динамика поступления фосфора валового в Невскую губу со стоком реки Невы и ее рукавов

Таблица 2

Среднегодовое поступление биогенных элементов в Невскую губу со стоком реки Невы и ее рукавов (усредненные данные)

При анализе данных, представленных в таблице 1, было выявлено наличие трендов снижения поступления фосфора валового в Невскую губу со стоком реки Невы и ее рукавов (рис. 1).

Рис. 1. Динамика поступления фосфора валового в Невскую губу со стоком реки Невы и ее рукавов

Общее признание в качестве основных стимуляторов эвтрофирования получили азот и фосфор (лимитанты первичной продукции). Общеизвестно также, что содержание различных форм фосфора и азота в водотоках и водоемах возрастает вследствие поступления промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных стоков, так как в составе любых стоков содержатся азот и фосфор различного происхождения. Однако разделить эти вещества на появившиеся в результате деятельности человека и природные (в результате механической и химической эрозии и других природных процессов) существующими аналитическими методами невозможно. Между тем знание антропогенных источников эвтрофирующих веществ и количественная оценка их поступления в водотоки и водоемы открыли бы новые, более широкие возможности прогноза эвтрофирования, нарушения водных экосистем.

В связи с изложенным возникает актуальная задача по оценке природных (фоновых) концентраций биогенных элементов в водных объектах. Для решения этой задачи необходима постановка специальных научно-исследовательских работ.

Литература

1. Винберг Г.Г., Бауэр О.И. Бюллетень МОИП. Отделение биологии, 1971. Т. 26.

2. Дмитриев В. В., Фрумин Г.Т. Экологическое нормирование и устойчивость природных систем. Учебное пособие. СПб.: Наука, 2004.

3. Фрумин Г.Т., Германова А.В. Динамика поступления биогенных элементов в Финский залив со стоком российских рек // Финский залив в экосистеме Северо-Запада России. Сборник научных трудов. СПб.: ИПК «Прикладная экология», 2012. С. 185-200.

4. HELCOM Baltic Sea Action Plan // HELCOM Ministerial Meeting. Krakow, Poland, 15 November 2007. 101 p.

Размещено на allbest.ru