Современное состояние природных вод и донных отложений южной части Кольского залива

Введение

Проблема сохранения окружающей среды, рационального использования природных ресурсов, в первую очередь водных, является одной из первостепенных. Ухудшение экологической ситуации — следствие активной хозяйственной деятельности, сопровождающейся угнетением сложившейся экосистемы, нерациональным использованием добываемых ресурсов, накоплением отходов, приводящих к загрязнению [1–3].

Южная часть Кольского залива является объектом прессинга хозяйственной деятельности, в состав которой входят прежде всего сброс промышленных и бытовых сточных вод предприятий и судоходства, проведение строительных и дноуглубительных работ [3]. Основными источниками загрязнения Кольского залива, особенно южной и средней его частей, являются промышленные предприятия, стоки населенных пунктов и городов, деятельность гражданских и военных флотов.

По совокупности антропогенных воздействий на морскую среду Кольский залив оценивается как один из самых нагруженных в арктическом регионе.

Ввиду того что качество природных вод характеризует комплекс химических показателей, рассматриваемые исследования проведены с целью изучить в динамике (по сезонам) распределение гидрохимического состава водного объекта в 2022 г.

Материал и методика

Исходным материалом для изучения гидрохимического состояния послужили пробы, отбираемые ежеквартально, и результаты расширенных исследований.

Определение химических показателей воды выполнялось согласно утвержденным документам. Оценку качества поверхностных вод проводили согласно ПДК вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов и комплексной экологической классификации [1].

Результаты и обсуждение

Гидрохимические характеристики рассматриваемой части Кольского залива за период исследований отличались незначительно.

Температурный режим был типичен для данного водного объекта и изменялся в диапазоне 4,2–14,5 °С в зимний и летний сезон соответственно. При отборе проб в осенне-зимний период наблюдалась температурная инверсия, а именно — рост температуры с увеличением глубины [2][3].

Взвешенные вещества имели низкие значения концентрации. На всех станциях пробоотбора концентрация взвешенных веществ составила <0,300–5,300 мг/дм³.

Согласно комплексной экологической классификации качества поверхностных вод суши, вода на станциях в 2022 году по величине взвешенных веществ характеризовалась как чистая.

По результатам исследований содержание растворенного кислорода находилось в диапазоне 7,980–13,130 мг/дм³. Подобные концентрации объясняются тем, что кислород активно расходуется на окисление поступающего со стоком большого количества органического вещества и соединений железа.

Динамика распределения кислорода в период исследований показала, что его содержание в северной части залива увеличивалось, что определялось падением температуры: в холодной воде растворимость газов увеличивается.

Величина водородного показателя в рассматриваемой части Кольского залива изменялась в сторону уменьшения от северной части в южную. Более высокие значения характерны для участков с выраженным морским влиянием.

Содержание аммонийного азота находилась в диапазоне <0,039–0,610 мг/л.

При наличии в среде различных соединений азота первым поглощается азот в форме аммонийных соединений. Ассимиляция аммонийного азота обеспечивает необходимую для этого процесса энергию и не происходит или идет очень слабо в темноте. Аммонийный азот используется для синтеза аминокислот путем трансаминирования.

Сезонный ход значений аммонийного азота наиболее отчетливым был для рассматриваемого района, где диапазон изменений показателя составил от <0,040–0,090 мг/л в весенне-летний период до 0,450–0,610 мг/л — в осенне-зимний.

Максимальные концентрации были отмечены осенью и зимой, что связано с процессами минерализации органического вещества, образовавшегося в результате процесса фотосинтеза. Кроме того, распределение аммонийного азота по вертикали здесь в значительной степени характеризуется более или менее выраженной однородностью.

Концентрация ионов железа определяется геологическим строением, условиями бассейна, а также комплексом физико-химических и биохимических факторов (рН, окислительно-восстановительный потенциал; содержание кислорода, углекислоты, сероводорода, других минеральных компонентов; наличие органических веществ с высокой комплексообразующей способностью, в том числе гумусовых веществ; содержание и состав микрофлоры).

Соединения железа проникают в поверхностные воды за счет процессов химического выветривания горных пород. Значительные его количества поступают в водоемы с подземным стоком, с производственными и сельскохозяйственными сточными водами и др.

Сезонные изменения содержания железа характеризуются уменьшением в весенне-летний период (от <0,0020 до 0,0097 мг/л) и возрастанием с прекращением ассимиляции в осенне-зимний период (от 0,0160 до 0,0820 мг/л). Незначительное превышение железа в осенне-зимний период, вероятнее всего, свидетельствует о влиянии речного стока на южную часть Кольского залива.

Органическое вещество присутствует в природных поверхностных водах в виде веществ гумусового происхождения, смываемых с почв и болот, и в виде продуктов распада различных органических веществ преимущественно растительного происхождения. Органическое вещество определяли с помощью косвенного метода — по биохимическому потреблению кислорода (БПК₅).

За время исследований значение БПК₅ варьировало в диапазоне 1,0–1,4 мг/л.

Предельно допустимая концентрация растворенных нефтяных углеводородов в воде водоемов рыбохозяйственного значения составляет 0,05 мг/дм³. В 2022 г. концентрации нефтепродуктов в воде рассматриваемого водного объекта году были ниже ПДК.

Микроэлементы (тяжелые металлы) представляют собой самую разнообразную группу элементов химического состава природных вод. В природных водах данные вещества обычно встречаются в очень малых количествах. Микроэлементы необходимы для нормальной жизнедеятельности растений, животных и человека. Однако при повышенной концентрации многие из них вредны и даже ядовиты для живых организмов. Поэтому они считаются загрязняющими веществами и их концентрация контролируется.

В отобранных пробах такие тяжелые металлы, как свинец, медь, марганец, ртуть, кадмий и цинк, практически отсутствовали.

Заключение

Полученные результаты гидрохимических исследований свидетельствуют о тенденции к улучшению состояния рассматриваемой части Кольского залива по сравнению с ситуацией, наблюдавшейся в конце ХХ — начале ХХI веков.

Основными факторами, влияющими на гидрохимический состав воды в рассматриваемый период, являются речной сток, сезонность и гидрологические явления.