Проблемы оценки качества высокоцветной воды притока Онежского озера, протекающего по урбанизированной территории, по гидрохимическим, микробиологическим и токсикологическим показателям

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлены результаты химических, микробиологических и токсикологических исследований за 2014–2015 гг. качества воды притока Онежского озера (р. Неглинка), протекающего по урбанизированной территории. Выявлена высокая антропогенная нагрузка на изучаемую реку: объем ливневых вод достигал трети от объема речного стока, максимальное превышение ПДК в ливневых водах по БПК5 было 80–90-кратным, по нефтепродуктам – 50–60-кратным, по взвешенным веществам – 40-кратным. В верхнем течении р. Неглинка (вне городской территории) испытывает влияние заболоченного водосбора, что отражается на химическом составе воды (низкие значения рН, высокие показатели цветности, ХПК и содержания общего железа). Методические проблемы были связаны с выявлением зон антропогенного воздействия на фоне негативного влияния природного фактора на качество воды р. Неглинки на всем протяжении ее русла. Использование модифицированного УКИЗВ, при расчете которого были исключены показатели химического состава, отражающие влияние природных факторов, позволило уточнить зоны влияния антропогенного фактора на р. Неглинку. Микробиологические показатели (общая численность бактерий, общие колиформные бактерии, сапрофитные бактерии) свидетельствовали о высокой степени загрязненности р. Неглинки и особенно санитарно-показательной микрофлорой, что связано с влиянием на реку как точечных, так и рассеянных источников загрязнения. Выявлена непригодность р. Неглинки для рекреационного использования, что определяет необходимость проведения мероприятий по предотвращению загрязнения речных вод стоками с городских территорий. Биотестирование позволило выявить токсичность речной воды в верхнем течении, что отражало влияние регионального природного фактора – высокую заболоченность водосборной территории, сток гумусовых веществ, которые снизили величину рН воды до токсичных уровней. Отсутствие токсических свойств речной воды на городских территориях было связано с барьерной ролью подземных вод, поступление которых приводило к увеличению рН воды, и комплексообразующей способностью гумусовых веществ, которые снижали биодоступность тяжелых металлов. Исследование доказало, что оценка качества высокоцветных речных вод возможна только при комплексном проведении химических, микробиологических и токсикологических исследований.

Об авторах

Е. М. Макарова

Институт водных проблем Севера Карельского научного центра Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: emm777@bk.ru
Россия, пр. Александра Невского, 50, Петрозаводск, 185030

Н. М. Калинкина

Институт водных проблем Севера Карельского научного центра Российской академии наук

Email: emm777@bk.ru
Россия, пр. Александра Невского, 50, Петрозаводск, 185030

Список литературы

  1. Akhtar M., Bakhtiyar, Qayoom I. 2024. Sewage pollution as a major cause for deterioration of water quality in lake ecosystems. Aquatic Pollution. CRC Press: 145–161. doi: 10.1201/9781003503705
  2. Andronikov A.V., Novak M., Borodulina G.S. et al. 2019. One river, two streams: chemical and chromium isotopic features of the River Neglinka (Karelia, northwest Russia). Hydrological Sciences Journal 64(8): 974–982. doi: 10.1080/02626667.2019.1617418
  3. Arvola L., Salonen K., Keskitalo J. et al. 2014. Plankton metabolism and sedimentation in a small boreal lake – a long-term perspective. Boreal Environment Research 19: 83–96.
  4. Belanger S.E., Cherry D.S. 1990. Interacting effects of ph acclimation, ph, and heavy metals on acute and chronic toxicity to ceriodaphnia dubia (Cladocera). Journal of Crustacean Biology 10(2): 225–235. doi: 10.1163/193724090X00050
  5. Fang K., Yuan D., Zhang L. et al. 2015. Effect of environmental factors on the complexation of iron and humic acid. Journal of Environmental Sciences 27: 188–196. doi: 10.1016/j.jes.2014.06.039
  6. Handbook of methods in aquatic microbial ecology. 1993. In: Kemp P.F., Sherr B.F., Sherr E.B., Cole J.J. (Eds.) Washington: Levis Publishers, CRC Press LLC.
  7. James R.T. 1991. Microbiology and chemistry of acid lakes in Florida: I. Effects of drought and post-drought conditions. Hydrobiologia 213 (3): 205–225.
  8. James R.T. 1991. Microbiology and chemistry of acid lakes in Florida: II. Seasonal relationships. Hydrobiologia 213 (3): 227–240.
  9. Jones R.I., Salonen K., De Haan H. 1988. Phosphorus transformations in the epilimnion of humic lakes: abiotic interactions between dissolved humic materials and phosphate. Freshwater Biology 19(3): 357–369. doi: 10.1111/j.1365-2427.1988.tb00357.x
  10. Kalinkina N.M., Berezina N.A., Sidorova A.I. et al. 2013. Toxicity bioassay of bottom sediments in large water bodies in Northwestern Russia with the use of Crustaceans. Water Resources. 40 (6): 657–666. doi: 10.1134/S0097807813060055
  11. Kong Z., Shao Z., Shen Y. et al. 2021. Comprehensive evaluation of stormwater pollutants characteristics, purification process and environmental impact after low impact development practices. Journal of Cleaner Production 278: 123509. doi: 10.1016/j.jclepro.2020.123509
  12. Lee H.J., Park H.K., Lee J.H. et al. 2016. Coliform pollution status of Nakdong river and tributaries. ournal of Korean Society on Water Environmen 32(3): 271–280. (In Korean)
  13. Liu G., Zhang Y., Knibbe W.J. et al. 2017. Potential impacts of changing supply-water quality on drinking water distribution: A review. Water research 116: 135–148. doi: 10.1016/j.watres.2017.03.031
  14. Lozhkina R.A., Tomilina I.I., Gapeeva M.V. 2020. Long-term dynamics of the water quality in the Rybinsk reservoir according to biotesting. Ecosystem Transformation 3(3): 125–138. doi: 10.23859/estr-200323
  15. Lozovik P.A. 2013. Geochemical classification of surface waters in humid zone based on their acid-base equilibrium. Water Resources 40 (6): 631–639. doi: 10.1134/S0097807813060067
  16. Makarova E.M., Tekanova E.V., Kalinkina N.M. 2022. Bacterioplankton Status in the Lososinka River (Tributary of Lake Onego) and the Water Quality by Microbiological Indicators. Biology Bulletin 49(10): 1996-2003. doi: 10.1134/S1062359022100363
  17. Moiseenko T.I. 2019. Bioavailability and ecotoxicity of metals in aquatic systems: critical contamination levels. Geochemistry International 57 (7): 737-750. doi: 10.1134/S0016702919070085
  18. Mount D.I., Norberg T.J. 1984. A seven–day life–cycle cladoceran toxicity test. Environmental Toxicology and Chemistry 3: 425-434. doi: 10.1002/etc.5620030307
  19. Oslo and Paris Commission. 1997. JAMP guidelines for general biological effects monitoring.
  20. Rheinheimer G. 1977. Regional and seasonal distribution of saprophytic and coliform bacteria. Microbial ecology of a brackish water environment, pp. 121-137. doi: 10.1007/978-3-642-66791-6_11
  21. Seo M., Lee H., Kim Y. 2019. Relationship between coliform bacteria and water quality factors at weir stations in the Nakdong River, South Korea.Water 11(6): 1171. doi: 10.3390/w11061171
  22. Slukovskii Z.I., Polyakova T.N. 2017. Analysis of accumulation of heavy metals from river bottom sediments of the urban environment in the bodies of oligochaetes. Inland Water Biology 10(3): 315-322. doi: 10.1134/S1995082917030154
  23. Tranvik L.J., Höfle M.G. 1987. Bacterial Growth in Mixed Cultures on Dissolved Organic Carbon from Humic and Clear Waters. Applied and Environmental Microbiology V(3): 482-488. doi: 10.1128/aem.53.3.482-488.1987
  24. US Environmental Protection Agency. (USEPA). 2002. Methods for measuring the acute toxicity of effluents and receiving waters to freshwater and marine organisms.
  25. Vishnyakov A.N., Davydova N.S., Stravinskene E.S. et al. 2016. Copper ion bioavailability in waters of various origin. Povolzhskiy Journal of Ecology (2): 123-130. doi: 10.18500/1684-7318-2016-2-123-130
  26. Visser S.A. 1985. Physiological action of humic substances on microbial cells. Soil Biology and Biochemistry 17(4): 457–462. doi: 10.1016/0038-0717(85)90009-4
  27. Zhang X., Chen L., Liu G. et al. 2021. Unexpected river water quality deterioration due to stormwater management in an urbanizing watershed. Water Resources Research 57(12): e2021WR030181. doi: 10.1029/2021WR030181
  28. Бородулина Г.С., Светов С.А., Токарев И.В. и др. 2020. Роль высокоуглеродистых (шунгитсодержащих) пород в формировании состава подземных вод Онежской структуры. Труды КарНЦ РАН (9): 72–87. doi: 10.17076/lim1259
  29. Бородулина Г.С. 2013. Подземные воды. В: Литвиненко А.В., Регеранд Т.И. (Ред.), Водные объекты города Петрозаводска: учебное пособие. Петрозаводск, С. 31–42.
  30. Водные ресурсы Республики Карелия и пути их использования для питьевого водоснабженОпыт карельско-финляндского ия. сотрудничества: (коллективная монография). 2006. В: Филатов Н.Н., Литвиненко А.В., Сяркиоя А., Порттикиви Р, Регеранд Т.И. (Ред.). Петрозаводск: КарНЦ РАН.
  31. ГОСТ 31861-2012. 2012. Вода. Общие требования к отбору проб.
  32. Государственный доклад о состоянии окружающей среды Республики Карелия. 2000–2022. 2022. Министерство природных ресурсов и экологии Республики Карелия. Петрозаводск: КарНЦ.
  33. Дзюбан А.Н. 2000. Бактериопланктон и микробиологическое окисление метана в воде загрязняемой малой реки. Биология внутренних вод 2: 65-72.
  34. Дзюбук И.М., Клюкина Е.А. 2015. Динамика качества вод реки Неглинки при транзите их через территорию города Петрозаводска. Современные проблемы науки и образования (5).
  35. Драчев С.М. 1964. Борьба с загрязнением рек, озер и водохранилищ промышленными и бытовыми стоками. Москва-Ленинград: Наука.
  36. Жмур Н.С. 1997. Государственный и производственный контроль токсичности вод методами биотестирования в России. Москва: Международный Дом Сотрудничества.
  37. Заличева И.Н., Волков И.В. 1994. К вопросу о регламентировании антропогенной нагрузки биогенными веществами на водные экосистемы в таежной природно-климатической зоне. Водные ресурсы 21(6): 674-679.
  38. Карпечко В.А. 2013. Гидрографическая и гидрологическая характеристика водотоков. В: Литвиненко А.В., Регеранд Т.И. (Ред.). Водные объекты города Петрозаводска: учебное пособие. Петрозаводск, С. 25–27.
  39. Коросов А.В. 2007. Специальные методы биометрии: учебное пособие. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ.
  40. Крутских Н.В., Бородулина Г.С., Казнина Н.М. и др. 2016. Геоэкологические основы организации мониторинга северных урбанизированных территорий (на примере г. Петрозаводска) Труды КарНЦ РАН 12: 52-67.
  41. Кузнецов С.И., Дубинина Г.А. 1989. Методы изучения водных. Москва: Наука.
  42. Лозовик П.А., Платонов А.В. 2005. Определение региональных предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ на примере Карельского гидрографического района. Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология 6: 527-532.
  43. Лозовик П.А. 2006. Гидрогеохимические критерии состояния поверхностных вод гумидной зоны и их устойчивости к антропогенному воздействию. Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук. Институт геохимии и аналитической химии им. Вернадского РАН. Москва. Россия.
  44. Лозовик П.А. 2017. Антропогенные нагрузки на Онежское озеро от различных источников формирования химического состава воды. В: Водные ресурсы: новые вызовы и пути решения: сборник научных трудов по материалам всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной Году экологии в России и 50-летию Института водных проблем РАН. С. 378-384.
  45. Лукашов А.Д. 2004. Геодинамика новейшего времени. В: Шаров Н.В. (ред.), Глубинное строение и сейсмичность Карельского региона и его обрамления: монография. Петрозаводск, С. 150-192.
  46. Лукина Ю.Н., Беличева Л.А. 2013. Оценка качества вод на основе биомаркеров. В: Литвиненко А.В., Регеранд Т.И. (ред.), Водные объекты города Петрозаводска: учебное пособие, Петрозаводск, С. 85-91.
  47. Макарова Е.М., Калинкина Н.М., Сабылина А.В. 2023. Возможность применения микробиологических показателей для оценки состояния водотоков с высокой цветностью воды (на примере притоков Онежского озера). Принципы экологии: научный электронный журнал 3: 36-50. doi: 10.15393/j1.art.2023.14043
  48. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности изменению плодовитости цериодафний. 2007. Федеральный реестр (ФР). ФР 1.39.2007.03221. Москва: Издательство «Акварос».
  49. МУК 4.2.3690-21: методические указания. 4.2. Методы контроБиологические ля. и микробиологические фактоИзменения ры. № 2 в МУК 4.2.1018-01 «Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды». 2021. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.
  50. Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения: приказ Министерства сельского хозяйства Российской Федерации от 13 декабря 2016 г. 2023. № 552 (с изменениями на 22 августа 2023 года).
  51. РД 52.24.643-2002. 2002. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям / Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Ростов-на-Дону.
  52. Романенко В.И. 1985. Микробиологические процессы продукции и деструкции органического вещества во внутренних водоемах. Ленинград: Наука.
  53. Сабылина А.В., Ефремова Т.А. 2017. Тенденции изменения поступления химических веществ с водами малых рек юго-западного побережья Онежского озера за последние 50 лет. Экологическая химия 26(6): 333–339.
  54. Сабылина А.В., Ефремова Т.А., Икко О.И. 2022. Химический состав поверхностных сточных и речных вод, поступающих с территории города Петрозаводска в Онежское озеро. Известия Русского географического общества 154(4): 39–53. doi: 10.31857/S0869607122040073
  55. Теканова Е.В., Калинкина Н.М., Кравченко И.Ю. 2018. Геохимические особенности функционирования биоты в водоемах Карелии. Известия Российской академии наук. Серия географическая 1: 90-100. doi: 10.7868/S2587556618010083
  56. Теканова Е.В., Макарова Е.М., Калинкина Н.М. 2015. Оценка состояния воды притоков Онежского озера в условиях антропогенного воздействия по микробиологическим и токсикологическим показателям. Труды КарНЦ РАН 9: 44-52.
  57. Теканова Е.В., Макарова Е.М., Калинкина Н.М. 2021. Экологическая оценка качества воды урбанизированного притока Онежского озера по химическим показателям. Вода и экология: проблемы и решения 3(87): 75-84. doi: 10.23968/2305-3488.2021.26.3.75-84
  58. Тимакова Т.М. 2013. Микробиологическая оценка состояния урбанизированных притоков Петрозаводской губы Онежского озера. В: Литвиненко А.В., Регеранд Т.И. (Ред.), Водные объекты города Петрозаводска: учебное пособие.Петрозаводск, С. 74-77.
  59. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. 2005. Количественная гидроэкология: методы, критерии, решения: в 2 кн. Москва: Наука.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Макарова Е.М., Калинкина Н.М., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».