ЭКОЛОГИЯ: Экологический мониторинг /
Гидрология и водные ресурсы
УДК 504.453:[553.63:546.17] (477.81)
Суходольська І.Л., к.х.н. Грюк І.Б.
Тернопільський національний педагогічний
університет ім. В. Гнатюка,
м. Тернопіль, Україна
Сезонні зміни вмісту розчиненого кисню та рН
у
поверхневих водах Рівненщини під впливом антропогенного тиску
Відомо, що антропогенний
вплив на водні джерела та ландшафти водозбірних басейнів призводить до
порушення умов формування стоку і водного режиму, зниження самовідновлюваної
спроможності водних ресурсів і певною мірою перетворює річки на колектори
стічних вод [2,8,12].
На формування
гідрохімічного режиму крім регіональних природних факторів значно впливають
локальні антропогенні фактори, серед
яких провідне місце займає інтенсифікація сільського господарства, що
призводить до збільшення концентрації біогенних сполук (NO3¯,
NO2¯ та NH4+), які надходять у водойми разом з поверхневим та підземним
стоком внаслідок порушення природних процесів
формування стоку на розорюваній
заплаві, втрати самоочисної здатності водойм та природних біофільтрів стоку
[5,11]. Збагачення води біогенними та органічними речовинами, зменшення
концентрації кисню, зміни рН супроводжуються значним погіршенням екологічного
та санітарного стану водного середовища [2,3].
Відомо, що
вміст розчиненого кисню впливає на якість води завдяки інтенсифікації процесів
самоочищення, фізико-хімічної
трансформації та гідробіологічного кругообігу речовин [1,8]. Концентрація кисню
визначає розмір окисно-відновного потенціалу і значною мірою напрямок і
швидкість процесів хімічного і біохімічного окислювання органічних і
неорганічних сполук. У поверхневих водах вміст розчиненого кисню може варіювати
в широких межах (від 0 до 14 мг/дм3) і схильний до сезонних і
добових коливань. Добові коливання залежать від інтенсивності процесів його
продукування та споживання і можуть досягати 2,5 мг/дм3. У зимовий і
літній періоди розподіл кисню носить характер стратифікації.
До
найважливіших показників якості природних вод, який значною мірою впливає на
хімічні та біологічні процеси, що відбуваються у водному середовищі, належить і
водневий показник (рН). Від величини pН, що характеризує кислотність водного
середовища, залежить розвиток життєдіяльність водних рослин, сталість форм
міграції хімічних елементів, перетворення різноманітних форм біогенних
елементів, зміна токсичності забруднюючих речовин.
Метою
дослідження є визначення впливу антропогенного тиску
на сезонну динаміку вмісту розчиненого кисню та величину рН у поверхневій воді Рівненщини.
Матеріал і
методика досліджень
Об’єктом
дослідження була вода річок Рівненської області з територій з різним рівнем
антропогенного навантаження (рекреаційна, урбанізована, аграрна та
техногеннотрансформована території) [9].
Було проаналізовано 240 проб води малих річок, відібраних впродовж
квітня 2012 р. - січня 2013 р. по різних створах Рівненщини. Проби води
відбирали з середини річки з глибини 0,5-0,7 м поверхневого горизонту водойм.
рН води визначали за допомогою іономіра ЭВ-74, вміст розчиненого кисню у воді -
за допомогою киснеміра АЖА-101М.
Статистичне опрацювання одержаних даних здійснювали за методом [4].
Результати
досліджень та їх обговорення
Динаміка
середньомісячної концентрації розчиненого кисню у поверхневих водах малих річок
Рівненщини на територіях з різним рівнем антропогенного тиску наведена у табл.
1.
Таблиця
1
Середньомісячний вміст
розчиненого кисню у воді малих річок Рівненщини
з різним рівнем
антропогенного навантаження
впродовж травня 2012
р. - січня 2013 р., мг/дм3
(М±m; n=6)
|
Місяці |
Середньомісячний
вміст розчиненого кисню, мг/дм3 |
|||
|
Характер антропогенного
навантаження території |
||||
|
Рекреаційна |
Урбанізована |
Аграрна |
Техногенно-трансформована |
|
|
квітень |
3,44±0,02 |
3,50±0,00 |
3,48±0,00 |
3,50±0,00 |
|
травень |
2,97±0,08 |
2,96±0,01 |
3,15±0,01 |
3,44±0,03 |
|
червень |
3,14±0,01 |
3,23±0,01 |
3,20±0,01 |
3,26±0,01 |
|
липень |
– |
– |
– |
– |
|
серпень |
3,84±0,00 |
3,91±0,01 |
4,40±0,00 |
4,77±0,01 |
|
вересень |
4,61±0,00 |
4,44±0,00 |
4,09±0,00 |
4,06±0,00 |
|
жовтень |
4,52±0,00 |
4,79±0,00 |
4,91±0,00 |
4,42±0,00 |
|
листопад |
3,83±0,01 |
3,92±0,00 |
3,87±0,00 |
4,00±0,00 |
|
грудень |
4,23±0,00 |
4,24±0,00 |
4,15±0,00 |
4,32±0,00 |
|
січень |
3,61±0,00 |
4,11±0,02 |
3,81±0,00 |
3,95±0,00 |
За результатами
аналізу рівня кисневого показника поверхневих вод малих річок Рівненщини на
рекреаційній території найвищий вміст розчинного кисню встановлено у вересні та
січні (4,61 мг/дм3 ), найнижчий - виявлено у травні (2,97 мг/дм3).
На урбанізованій території вміст О2 коливався від мінімального -
2,96 мг/дм3 (травень) до максимального - 4,79 мг/дм3 (жовтень). Найменша концентрація розчиненого
кисню на аграрній території, як і на урбанізованій, спостерігалася в травні
(3,15 мг/дм3), найбільша - у жовтні (4,91 мг/дм3).
Найменше значення вмісту О2 спостерігали у червні (3,26 мг/дм3),
найбільше – у серпні (4,77 мг/дм3 ).
Мінімальні
концентрації вмісту розчиненого кисню на рекреаційній, урбанізованій та аграрній
територіях спостерігали у весняний період, максимальні - восени. На
техногеннотрансформованій території як мінімальний, так і максимальний вміст О2
зафіксовано влітку.
Сезонне
коливання вмісту кисню у воді характеризувалось мінімумом у весняно-літній
період та максимумом - в осінній, що пояснюється витрачанням кисню на окиснення
органічних речовин на фоні зменшення його розчинності з підвищенням температури
[6,7].
Низькі
концентрації розчиненого кисню у воді можуть бути спричинені впливом великих
обсягів господарсько-побутових стічних вод, на окиснення яких витрачається
значна кількість кисню.
Крім того,
однією з важливих причин зменшення вмісту розчиненого кисню у водних об’єктах є
окиснення іонів амонію до нітритних та нітратних форм нітрогену [6,7,10].
Динаміка
середньомісячного значення рН у поверхневих водах малих річок Рівненщини на
територіях з різним рівнем антропогенного тиску наведена у табл. 2.
Таблиця
2
Середньомісячне
значення рН у воді малих річок
Рівненщини
з різним рівнем
антропогенного навантаження
впродовж травня 2012
р. - січня 2013 р. (М±m; n=6)
|
Місяці |
Середньомісячне
значення рН |
|||
|
Характер
антропогенного навантаження території |
||||
|
Рекреаційна |
Урбанізована |
Аграрна |
Техногенно-трансформована |
|
|
квітень |
7,83±0,05 |
5,90±0,09 |
6,15±0,13 |
6,71±0,11 |
|
травень |
5,90±0,07 |
6,00±0,15 |
6,33±0,19 |
7,50±0,07 |
|
червень |
5,19±0,03 |
5,90±0,05 |
5,98±0,05 |
6,04±0,06 |
|
липень |
5,28±0,11 |
5,04±0,07 |
5,12±0,07 |
5,78±0,03 |
|
серпень |
4,11±0,01 |
4,14±0,01 |
4,21±0,01 |
4,19±0,01 |
|
вересень |
5,18±0,05 |
4,89±0,02 |
5,18±0,05 |
4,96±0,02 |
|
жовтень |
7,53±0,02 |
7,41±0,03 |
7,53±0,021 |
7,33±0,03 |
|
листопад |
9,26±0,03 |
9,36±0,04 |
8,74±0,05 |
8,67±0,05 |
|
грудень |
7,30±0,02 |
7,66±0,02 |
7,56±0,01 |
7,71±0,01 |
|
січень |
7,02±0,02 |
8,20±0,02 |
6,94±0,01 |
6,99±0,02 |
Виконані дослідження дозволили виявити низку закономірностей. Зокрема,
в поверхневих водах малих річок Рівненщини на всіх досліджених територіях за
сезонами (літо, осінь) простежена цікава тенденція стабільності величини
водневого показника (pH) щодо мінімальних та максимальних значень. Загалом
рівень pH коливається від найменшого на рекреаційній території (4,11)
до найбільшого - на урбанізованій (9,26).
Висновки
У період
досліджень протягом травня 2012 р. - січня 2013 р. сезонні коливання
концентрації розчиненого кисню в поверхневих водах Рівненщини характеризуються
зменшенням його вмісту влітку та зростанням в осінній період. Дефіцит
розчиненого кисню у воді негативно відбивається на інтенсивності процесів
самоочищення природних вод, що
надзвичайно важливо в умовах постійного антропогенного впливу. Виявлено тенденцію стабільності мінімальних
(рекреаційна територія) та максимальних (урбанізована територія) значень рН
влітку та восени.
Література:
1. Алексин О.А. Основы
гидрохимии / О.А. Алексин. – Л. : Гидрометеоиздат, 1970. – 444 с.
2. Денисова А.И. Гидрология и гидрохимия
Днепра и его водохранилищ / А.И. Денисова, В.М. Тимченко, Е.П. Нахшина и др. –
К.: Наук. думка, 1985. – 212 с.
3. Жежеря В.А. Современное состояние
Днепровского (Запорожского) водохранилища по некоторым гидрохимическим
показателям / В.А. Жежеря, Е.В. Федоненко, П.Н. Линник // Гидробиол. журн. –
2009. – Т. 45, № 3. – С. 102–119.
4.
Лакин Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин - М.: Высш. шк., 1990. – 352 с.
5.
Мережко А.И. Структура и характер взаимосвязей в основных компонентах
экосистем бассейнов малых рек / А.И. Мережко // Гидробиол. журнал. - 1985.
– Т. 21, №6. – К.: Наук. думка. – С.
3-10.
6. Набиванець Б.Й. Аналітична хімія
поверхневих вод / Б.Й. Набиванець. – К.: Наук. думка, 2007. – 455 с.
7. Осадчий В.І. Кисневий режим
поверхневих вод України / В.І. Осадчий, Н.М. Осадча. // Наук. пр. УкрНДГМІ. – Вип. 256. – 2006. – С.
265-285.
8. Романенко В.Д. Основы гидроэкологии /
В.Д. Романенко. – К.: Генеза, 2004. – 520 с.
9. Суходольская И.Л. Динамика
содержания соединений азота в поверхностных водах малых рек с разным уровнем
антропогенной нагрузки / И.Л. Суходольська,
И.Б. Грюк // Материалы научной конференции «Ломоносовские чтения»
2012 года и Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых
ученых «Ломоносов-2012» (23-27 апреля 2012 г., Севастополь). – Севастополь,
2012. – С. 64.
10. Ухань О.О. Закономірності
формування хімічного складу поверхневих
вод басейну Сіверського Дінця / О.О. Ухань, В.І. Осадчий // Гідрологія,
гідрохімія, гідроекологія. – Вип. 18. – 2010. – С. 166-179.
11. Федоненко О.В. Сезонна динаміка
трофо-сапробіологічних показників води середньої частини Запорізького
(Дніпровського) водосховища / О.В. Федоненко, О.В. Слабоспицька // Проблеми
екології та охорони природи техногенного регіону. – 2011. – № 1 (11). – С. 111-121.
12. Яцик А.В. Водогосподарська
екологія у 4 т., кн. 6,7 / А.В. Яцик –
К.: Генеза. – 2004. – 680 с.