Мониторинг состояния озер г. Якутска по гидрохимическим показателям

НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2012, №4

УДК 66.014:551.526.8

Мониторинг состояния озер г. Якутска по гидрохимическим показателям

А.А. Руфова, М.И. Ксенофонтова, П.Е. Ябловская

Представлены результаты многолетних гидрохимических исследований вод озер города Якутска (оз. Белое, Сергелях, Сайсары, Ытык-Кюель и Хатынг-Юрях). Приводится макро- и микроэлементный состав озер. По результатам исследований выявлены приоритетные загрязняющие вещества и основные причины их поступлений в водоемы.

Ключевые слова: Якутск, озера, гидрохимический состав, биогенные вещества, макроэлементы, микроэлементы.

The results of long-term hydrochemical research of waters of the lakes of Yakutsk city (lakes: White, Sergelyakh, Saysari, Ytyk-Kyuel and Hatyng-Yuryakh) are presented. Macro- and microelemental composition of the lakes waters are given. The main polluting substances and their origin are revealed.

Key words: Yakutsk, lakes, hydrochemical composition, biogenic substances, macroelements, microelements.

Якутск является самым густонаселенным городом Севера, одним из крупных городов России, расположенным в пределах криолитозоны. Занимает площадь около 122 км2 . На территории города сосредоточены крупные предприятия промышленного, сельскохозяйственного, жилищно-коммунального и топливно-энергетического назначения, что обуславливает высокую плотность техногенного давления на экосистемы в сложных климатических и инженерно-геологических условиях. Геохимические аномалии фиксируются во всех природных средах города: атмосфере, снежном покрове, почвах, природных водах, растительности [2]. Разнообразные техногенные эмиссии - выбросы, стоки, тепловые, акустические поля и другие антропогенные воздействия оказывают негативное влияние на состояние окружающей среды, в том числе и на природные воды города.

Озера имеют большое экологическое значение для г. Якутска, являясь источником хозяйственно-бытового водоснабжения, средой обитания рыб. В связи с ухудшением экологической ситуации в городской среде возникает необходимость проведения наблюдений за гидрохимическим составом водной среды. При любом антропогенном воздействии нарушается естественное равновесие между биотическими и абиотическими составляющими озерной экосистемы, что приводит к интенсивному заилению

РУФОВА Алена Афанасьевна - м.н.с. ОЭСГ АН РС(Я), alenaruf@inbox.ru; КСЕНОФОНТОВА Марта Ивановна - к.г.н., н.с. НИИПЭС СВФУ, ksemaria@ mail.ru; ЯБЛОВСКАЯ Парасковья Егоровна - м.н.с. НИИПЭС СВФУ, paraskovja2011@yandex.ru.

и обмелению озер, их зарастанию, загрязнению. Озера «цветут», ухудшается качество озерной воды, поэтому восстановление, оздоровление и охрана озерных экосистем являются наиболее актуальными проблемами современной лимнологии [3].

Материалом для исследования послужили результаты гидрохимического мониторинга водоемов, находящихся в черте г. Якутска с ежемесячным отбором проб воды в период открытой воды с 2009 по 2012 г. Объектами изучения являются озера Белое, Сергелях, Сайсары, Ытык-Кюель и Хатынг-Юрях (рис. 1).

I

у;

jj

ШЁШШЁшт

Рис. 1. Озера г. Якутска

МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ОЗЕР Г. ЯКУТСКА ПО ГИДРОХИМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

Химико-аналитические работы проведены в лаборатории физико-химических методов анализа Научно-исследовательского института прикладной экологии Севера Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Ам-мосова (аттестат аккредитации РЭСС^и.0001. 517741 до 15.03.2015 г.) с использованием методов потенциометрии, титриметрии, фотометрии, флуориметрии, капиллярного электрофореза, атомной абсорбции.

Для определения качества воды водоемов в черте г. Якутска использованы нормативы предельно-допустимых концентраций для культурно-бытового водопользования, согласно ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования» (Постановление главного государственного санитарного врача РФ от 30 апреля 2003 г. №78).

Гидрохимический состав исследованных водоемов г. Якутска в период с 2009 по 2012 г. представлен в табл. 1.

По классификации О.А. Алекина [1] исследованные водоемы имеют преимущественно гидрокарбонатный состав с преобладанием катионов натрия и магния.

Водоемы в черте г. Якутска характеризуются средней минерализацией со слабощелочной и щелочной средой. В 2010 г. отмечается понижение концентрации главных ионов, а в 2012 г. -увеличение их концентраций, что привело к повышению минерализации до 600 мг/дм3. Возможно, данные колебания главных ионов связаны с количеством выпавших атмосферных осадков. По показателю жесткости изученные водоемы характеризуются как «умеренно-жесткие» на всем протяжении наблюдения.

Биогенные вещества - это минеральные вещества, наиболее активно участвующие в жизнедеятельности водных организмов. Они являются основой биологической продуктивности водоемов, в большинстве случаев определяют и качество воды, используемой в хозяйственных целях. Таким образом, режим и динамика биогенных веществ в озерах являются важным гидрохимическим и экологическим фактором. Содержания биогенных элементов и их годовая динамика в водоемах г. Якутска представлены на рис. 2.

Содержания ионов аммония в исследуемых озерных водах варьируют в интервале от 0,05 до 1,2 мг/дм3. Превышений нормативов предельно-допустимых концентраций для культурно-бытового водопользования (далее ПДКк/б) не выявлено. Высокие концентрации ионов аммония выявлены в 2010 г. в озерах Сергелях, Сай-

сары, Хатынг-Юрях, Ытык-Кюель, в 2011 г. - в оз. Белое.

Г.И. Хараев и др. [4] по содержанию аммония в водоемах подразделяют воды на шесть классов (табл. 2). По данной классификации по усредненным многолетним данным исследуемые озера относятся к умеренно загрязненным (Сер-гелях, Ытык-Кюель, Хатынг-Юрях) и загрязненным (Белое, Сайсары) водам. Вероятнее всего, превышение аммония связано с поступающими хозяйственно-бытовыми сточными водами.

Концентрация общего железа варьирует в широких пределах от 0,22 до 1,5 мг/дм3. Максимальное превышение норматива ПДКк/б зафик-

Т а б л и ц а 1

Химический состав озерных вод г. Якутска в период наблюдения с 2009 по 2012 г.

Водоем Год исследования Химический состав по М.Г. Курлову

Оз. Белое 2009 (п=4) М 0,46 НС0361,0С125^0413,2 рН 8,3 N49,9 Mg26,9 Са21,3К1,9

2010 (п=4) М 0,48 НС0378^0413,7 С17,5 рН 8,3 N44,4 Mg28,8 Са24,7К2,2

2011 (п=4) М 0,27 Нт394,5С14^040,7 рН 8,4 Mg57,7 Са29,6№7,8 К4,9

2012 (п=4) М 0,56 НС0385,6С18^045,5 рН 8,9 №51,6 Mg30,2 Са14,6К3,7

Оз. Сергелях 2009 (п=4) М 0,34 НС0396^042,4 С11,2 рН 7,9 Ca38,9Na37,9Mg20,9K2,3

2010 (п=4) М 0,25 НТО393^044,1 С12,7 рН 7,8 Mg34,2 Ca34,0Na29,7K2,1

2011 (п=4) М 0,27 НС0398,4С11^040,2 рН 8,5 Mg35,9Na31,7 Ca31,0K1,4

2012 (п=4) М 0,41 НС0391,5СГ7^041,0 рН 7,8 Mg35,2Na34,2 Ca28,2K2,4

Оз. Сайсары 2009 (п=4) М 0,42 НС0392^045,9 С11,3 рН 7,9 Na41,5Mg34,5Ca22,1K2,0

2010 (п=4) М 0,38 НС0387^047,4 С15,6 рН 8,1 Na42,8Mg31,6Ca23,5K2,0

2011 (п=4) М 0,39 НС0394,5С15^040,2 рН 8,4 N46,5 Mg35,3Ca16,5K1,8

2012 (п=4) М 0,6 Нт397,2С12^040,2 рН 8,6 Na44,1 Mg35,0Ca18,6K2,3

Оз. Ытык-Кюель 2009 (п=4) М 0,31 НС0396^042,6 С10,9 рН 7,7 Ca38,2 Mg31,6Na28,5K1,6

2010 (п=4) М 0,27 НС0383,1СП0^046,2 рН 7,2 Mg35,4 Ca34,4Na28,7K1,5

2011 (п=4) М 0,25 НС0397,8С12^040,2 рН 8,0 №36,4 Mg35,5Ca26,2K1,8

2012 (п=4) М 0,52 НС0387,2С19^043,1 рН 8,1 Na36,4 Mg32,5Ca28,3K2,8

Оз. Хатынг-Юрях 2009 (п=4) М 0,39 НС0379,0С117^043,8 рН 7,5 N42,0 Mg29,5Ca26,5K2,1

2010 (п=4) М 0,41 НС0378,3С116^045,3 рН 7,6 Na39,0Mg29,7Ca28,7K2,6

2011 (п=4) М 0,23 НС0398,4С11^040,2 рН 7,6 Ca34,0Na32,6Mg31,6K1,8

2012 (п=4) М 0,6 НС0393,^045,7 С11,2 рН 7,7 Na50,9Mg27,6Ca17,2K4,3

РУФОВА, КСЕНОФОНТОВА, ЯБЛОВСКАЯ

1,6 1,4 1,2 1,0

3

Та0,8 ж

0,6 0,4 0,2 0,0 -0,2

Белое

Сергелях

Сайсары

3,50 3,00 2,50

№

2,00 Л

"и

1,50 1,00 0,50 0,00 -0,50

Хатынг-Юрях

Рис. 2. Содержание биогенных элементов в водах озер г. Якутска

Т а б л и ц а 2

Классификация содержания аммония в водоемах с различной степенью загрязненности

сировано в 2010 г. до 5 раз в оз. Ытык-Кюель. В текущем году наблюдается тенденция к снижению концентрации общего железа в озерной воде, что вероятнее всего связано с уменьшением поступления вещества из почвенного покрова. В оз. Белое выявлены нитриты, значение которых составляет в среднем до 3,2 мг/дм3, что указывает на усиление процессов разложения органических остатков в условиях более медленного окисления нитритных ионов в нитратные. В оз. Сайсары периодически обнаружи-содержания нитритов, так в

Степень загрязненности водоемов (классы водоемов) Аммонийный азот, мг/дм3

Очень чистые 0,05

Чистые 0,1

Умеренно загрязненные 0,2-0,3

Загрязненные 0,4-1,0

Грязные 1,1-3,0

Очень грязные >3,0

Результаты анализа микроэлементного состава озерных вод г. Якутска за период 2009-2012 гг.

Элемент РЬ са Сг N1 Со Си ¿п Мп

Класс опасности 2 2 2 3 3 3 3 4

оз. Белое 2009 нпо* нпо нпо нпо нпо 0,0015 нпо 0,027

2010 нпо нпо нпо нпо нпо 0,0022 нпо 0,027

2011 нпо нпо нпо нпо нпо 0,0016 нпо 0,026

2012 нпо нпо нпо нпо нпо 0,0017 нпо 0,032

оз. Сергелях 2009 0,0068 нпо нпо нпо нпо 0,0020 нпо 0,018

2010 0,0065 нпо нпо нпо нпо 0,0018 нпо 0,029

2011 0,0050 нпо нпо нпо нпо 0,0023 нпо 0,019

2012 0,0058 нпо нпо нпо нпо 0,0023 нпо 0,014

оз. Сайсары 2009 0,0025 нпо нпо нпо нпо 0,0027 0,19 0,028

2010 0,0015 нпо нпо нпо нпо 0,0018 0,17 0,011

2011 00043 нпо нпо нпо нпо 0,0028 0,17 0,014

2012 0,0013 нпо нпо нпо нпо 0,0021 0,14 0,032

оз.Ытык-Кюель 2009 нпо нпо нпо нпо нпо 0,0026 нпо 0,024

2010 нпо нпо нпо нпо нпо 0,0025 нпо 0,032

2011 нпо нпо нпо нпо нпо 0,0024 нпо 0,020

2012 нпо нпо нпо нпо нпо 0,0025 нпо 0,021

оз.Хатынг -Юрях 2009 0,0018 нпо нпо нпо нпо 0,0016 нпо 0,019

2010 0,0033 нпо нпо нпо нпо 0,0018 нпо 0,012

2011 0,0010 нпо нпо нпо нпо 0,0011 нпо 0,015

2012 0,0022 нпо нпо нпо нпо 0,0021 нпо 0,020

ваются высокие 2010 и 2012 гг. зафиксированы концентрации, достигающие 1,7 мг/дм3. Фториды и фосфаты во все время исследования находились ниже предела обнаружения. В текущем году в оз. Ытык-Кюель наблюдались относительно высокие концентрации фторидов и фосфатов.

В исследуемых озерных водах широко распространены следующие микроэлементы: РЬ, Си, ¿п и Мп (табл. 3). Концентрации Cd, Сг, №, Со находятся ниже предела обнаружения анализа.

Марганец и медь присутствуют во всех исследованных водах. Концентрация меди варьирует в

Т а б л и ц а 3

пределах от

0,0011 до марганца

0,0028 мг/дм от 0,011 до 0,032 мг/дм3. Цинк выявлен только в оз. Сайсары, в среднем его содержание составляет 0,18 мг/дм3. Свинец зафиксирован в озерах Сер-гелях, Сайсары и Хатынг-Юрях и колеблется в широких пределах от 0,001 до 0,0068 мг/дм3. Превышений нормативов ПДКк/б по вышеперечисленным микроэлементам не выявлено.

Таким образом, исследованные водоемы г. Якут-

: нпо - ниже предела обнаружения анализа.

ВКУСОВАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ И ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА НА СЕВЕРЕ

ска имеют среднюю минерализацию со слабощелочной средой и умеренно-жесткой водой. Состав воды преимущественно гидрокарбонатного класса с преобладанием катионов натрия и магния. Превышения нормативов предельно-допустимых концентраций для культурно-бытового водопользования выявлены только по общему железу. Повышенные содержания нитритов в водах озер Белое и Сайсары указывают на их «свежее» загрязнение, так как они представляют собой промежуточную ступень в цепи бактериальных процессов окисления аммония до нитратов (нитрификации в аэробных условиях) и, напротив, восстановления нитратов до азота и аммиака (денитрификации при недостатке кислорода). Увеличение количества биогенных элементов может привести к необратимым процессам эвтрофикации водоемов, поэто-

му необходимо организовать постоянный мониторинг за гидрохимическим состоянием воды озер г. Якутска.

Литература

1. Алекин О. А. Основы гидрохимии. - Л.: Гидро-метеоиздат, 1953. - 295 с.

2. Макаров В.Н. Геохимический атлас г. Якутска. - Якутск: ИМЗ СО РАН, 1985. - 65 с.

3. Прыткова М.Я. Научные основы и методы восстановления озерных экосистем при разных видах антропогенного воздействия. - СПб.: Наука, 2002.148 с.

4. Хараев Г.И., Ямпилов С.С., Танганов Б.Б. и др. Экологический мониторинг. - Улан-Удэ: ВСГТУ, 2004. - 77 с.

Поступила в редакцию 17.10.2012

УДК 612.014:612.87

Вкусовая чувствительность и психоэмоциональное напряжение человека на Севере

И.Ш. Малогулова, ОН. Колосова, Е.Н. Николаева

Приведены результаты исследования вкусовой чувствительности к основным вкусовым ощущениям (сладкому, кислому, горькому и соленому) и фенилтиокарбамиду (ФТК) в различных этнических группах (якуты, русские, метисы) в условиях Якутии. Обнаружено, что индивидуальный психоэмоциональный статус человека оказывает влияние на состояние порога вкусовой чувствительности, который можно рассматривать как индикатор психоэмоциональной нестабильности.

Ключевые слова: вкусовая чувствительность, вкусовые стимулы, пороги вкусовой чувствительности, фенилтиокарбамид, якуты, русские, метисы, Север, холод, психоэмоциональное напряжение.

The results of a research on gustatory sensitivity to the main tastes (sweet, sour, bitter and salty) and phenylthiocarbamide (PTC) in various ethnic groups (the Yakuts, the Russians, metises) in the conditions of Yakutia are presented. It is revealed that individual psychoemotional status of a person influences a condition of a threshold of gustatory sensitivity which can be considered as the indicator of psychoemotional instability.

Key words: gustatory sensitivity, gustatory incentives, thresholds of gustatory sensitivity, phenylthiocarbamide, the Yakuts, the Russians, metises, North, cold, psychoemotional tension.

Качество питания человека значительно изменилось в конце XX - начале XXI столетий. «Здоровое» полноценное питание вытесняется фастфудом, продуктами быстрого приготовления, высококалорийной углеводной пищей, ге-

МАЛОГУЛОВА Ирина Шамильевна - к.б.н., доцент каф. МИ СВФУ, proserin@mail.ru; КОЛОСОВА Ольга Николаевна - д.б.н., проф., зав. каф. МИ СВФУ, kolosova.olga8@inbox.ru; НИКОЛАЕВА Евгения Николаевна - к.б.н., доцент каф. МИ СВФУ, evgnik 1971 @уаМех.т.

нетически-модифицированными продуктами и т.д. К сожалению, отмечающиеся изменения приводят к тому, что человечество начинает расплачиваться увеличением количества заболеваний, связанных с метаболическими нарушениями в организме и ростом психосоматических патологий.

Для человека очень важную роль играет фактор питания, осуществляющий прочную связь между организмом и окружающей средой. Происходящее повсеместное ухудшение экологии среды обитания, малоподвижный образ жизни и