Антропогенная нагрузка и качество воды на замыкающих створах рек арктической зоны России

Продолжающееся антропогенное воздействие на речные экосистемы Российской Арктики приводит к трансформации их экологического состояния, что делает необходимой оценку антропогенной нагрузки и сопоставление ее со степенью загрязненности воды устьевых областей арктических рек. В научной практике для оценки антропогенной нагрузки на водные объекты используются различные подходы. Основным является методология экологического нормирования и определения критических уровней нагрузки на водные экосистемы. В данном исследовании оценка уровня антропогенной нагрузки на устьевые участки рек выполнена с использованием модулей стока химических веществ - интегральных показателей качества водной среды - легкоокисляемых органических веществ, азота аммонийного и нефтепродуктов.

В данной работе представлены результаты оценки уровня антропогенной нагрузки на устьевые участки рек и данные о качестве вод арктических рек России за периоды 1980-1999 и 2000-2018 гг. Объекты исследования - река Печора и ее притоки (реки Уса, Колва, Адзьва и Сула), реки Обь, Пур, Таз, Енисей, Анабар, Лена, Яна, Индигирка и Колыма.

В ходе сравнительного анализа уровня антропогенной нагрузки по модулям стока азота аммонийного, органических веществ и нефтепродуктов были выявлены значительные отличия. Так, для рек бассейна Печоры и Западной Сибири характерен более высокий уровень антропогенной нагрузки, в то время как реки Восточной Сибири испытывают наименьшую суммарную антропогенную нагрузку. В динамике для большинства изученных крупных рек арктической зоны России антропогенная нагрузка снижается по большинству оцениваемых показателей. При этом качество воды рек арктической зоны Европейской России и Восточной Сибири изменяется в пределах 3-го и 4-го классов качества, а Западной Сибири - 4- го и 5- го классов . В целом для исследуемых рек выявлены разнонаправленные тенденции изменения качества воды. На основе корреляционного анализа статистически подтверждена тенденция улучшения качества воды для изученных притоков реки Печоры и устьевых участков рек Енисей, Анабар, Индигирка и Колыма.

Результаты исследования могут быть использованы для разработки экологически обоснованных водоохранных мероприятий с целью повышения экологической безопасности в уязвимых устьевых областях арктических рек.

1. Абрамова Е.А. Оценка уровня антропогенной нагрузки на бассейн реки Оки в пределах Московской области // Вестн. Моск. гос. обл. ун-та. Сер. География. 2011. № 2. С. 20-26.

2. Гелашвили Д.Б., Королев А.А., Басуров В.А. Зонирование территории по степени нагрузки сточными водами с помощью обобщенной функции желательности // Поволжский экологический журнал. 2006. № 2/3. С. 129-138.

3. ГОСТ 19179-73. Гидрология суши. Термины и определения. Введен 01.01.1975, переиздание, август 1988. М.: Изд-во стандартов, 1988.

4. Заличева И.Н., Волков И.В. К вопросу о регламентировании антропогенной нагрузки биогенными веществами на водные экосистемы в таежной природно-климатической зоне // Водные ресурсы. 1994. Т. 21. № 6. С. 674-679.

5. Королев А.А., Розенберг Г.С., Гелашвили Д.Б., Паню-тин А.А., Иудин Д.А. Экологическое зонирование территории Волжского бассейна по степени нагрузки сточными водами на основе бассейнового принципа (на примере Верхней Волги) // Известия Самарского научного центра РАН. 2007. Т. 9. № 1. С. 265-269.

6. Моисеенко Т.И. Антропогенно-индуцированные процессы в водах суши арктических регионов и критерии их оценки // Водные ресурсы. 2018. Т. 45. № 4. С. 421-432. DOI: 10.1134/S032105961804017X.

7. Моисеенко Т.И. Критерии оценки качества вод и нормирование загрязнения. Тезисы докладов 4-й Междунар. конф., посвященной памяти проф. Г.Г. Винберга «Современные проблемы гидроэкологии» (Санкт-Петербург, 11-15 окт. 2010 г.). 2010. С. 125.

8. Национальный атлас Арктики. М.: Роскартография, 2017. 496 с.

9. Никаноров А.М., Брызгало В.А., Косменко Л.С., Кондакова М.Ю., Решетняк О.С. Антропогенная нагрузка на устья рек Российской Арктики // Полярная криосфера и воды суши. М.; СПб.: Paulsen Editions, 2011. С. 288-303.

10. Никаноров А.М., Брызгало В.А., Решетняк О.С. Реки России в условиях чрезвычайных экологических ситуаций. Ростов на/Д.: НОК, 2012. 310 с.

11. Никаноров А.М., Брызгало В.А. Реки России. Ч. I: Реки Кольского Севера (гидрохимия и гидроэкология). Ростов на/Д.: НОК, 2009. 200 с.

12. Никаноров А.М., Брызгало В.А. Реки России. Ч. II: Реки Европейского Севера и Сибири (гидрохимия и гидроэкология). Ростов на/Д.: НОК, 2010. 296 с.

13. Никаноров А.М., Иванов В.В., Брызгало В.А. Реки Российской Арктики в современных условиях антропогенного воздействия. Ростов на/Д.: НОК, 2007. 280 с.

14. Одессер С.В. Территориальная дифференциация в экономико-географических типологиях // Известия АН СССР. Серия географическая. 1991. № 6. С. 61-69.

15. Петрова М.И., Власов Б.П. Интегральная оценка техногенной нагрузки на озера от локальных источников // Вестник БГУ. Сер. 2. 2008. № 3. С. 112-115.

16. Р 52.24.776-2012. Рекомендации. Оценка антропогенной нагрузки и риска воздействия на устьевые области рек с учетом их региональных особенностей. Ростов на/Д.: Росгидромет, ФГБУ «ГХИ», 2012. 32 с.

17. Р 52.24.819-2014. Рекомендации. Оценка антропогенной нагрузки на речные экосистемы с учетом их региональных особенностей. Ростов на/Д.: Росгидромет, ФГБУ «ГХИ», 2014. 38 с.

18. РД 52.24.309-2016. Руководящий документ. Организация и проведение режимных наблюдений за состоянием и загрязнением поверхностных вод суши. Ростов на/Д.: Росгидромет, ФГБУ «ГХИ», 2016. 104 с.

19. РД 52.24.643-2002. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. Ростов на/Д.: Росгидромет, ФГБУ «ГХИ», 2002. 49 с.

20. Реки материковой части Российской Арктики / А.М. Никаноров, В.А. Брызгало, Л.С. Косменко, А.О. Даниленко. Ростов на/Д.: Изд-во Южного федерального университета, 2016. 276 с.

21. Решетняк О.С. Антропогенная нагрузка на водные экосистемы реки Колымы // География и природные ресурсы. 2015. № 2. С. 47-52.

22. Рыбкина И.Д., Стоящева Н.В. Оценка антропогенной нагрузки на водосборную территорию Верхней и Средней Оби // Мир науки, культуры и образования. 2010. № 6(25). Ч. 2. С. 295-299.

23. Рыбкина И.Д., Стоящева Н.В., Курепина Н.Ю. Методика зонирования территории речного бассейна по совокупной антропогенной нагрузке (на примере Обь-Иртышского бассейна) // Водное хозяйство России. 2011. № 4. С. 42-52.

24. Сапрыкина К.М. Современное экологическое состояние арктической зоны РФ и возможная динамика развития // Территория «Нефтегаз». 2015. № 5. С. 86-90.

25. Селезнева А.В. Антропогенная нагрузка на реки от точечных источников загрязнения // Известия Самарского научного центра РАН. 2003. № 2. Т. 5. С. 268-277.

26. Стоящева Н.В. Оценка антропогенной нагрузки на водные объекты Западной Сибири. Региональная экономика: технологии, экономика, экология и инфраструктура. Международная научно-практическая конференция, посвященная 20-летию Тувинского института комплексного освоения природных ресурсов СО РАН (Кызыл, 14-15 окт. 2015 г): материалы. Кызыл: ТувИКОПР СО РАН, 2015. С. 295-297.

27. Третьяков М.В., Брызгало В.А., Румянцева Е.В. Устьевые участки рек как индикаторы антропогенных изменений геоэкологического состояния устьевых областей рек арктической зоны Российской Федерации // Известия Петербургского университета путей сообщения. СПб.: ПГУПС, 2020. Т. 17. Вып. 3. С. 311-323. DOI: 10.20295/1815-588Х-2020-3-311-323.

28. Устьевые экосистемы крупных рек России: антропогенная нагрузка и экологическое состояние / В.А. Брызгало, А.М. Никаноров, Л.С. Косменко, О.С. Решетняк. Ростов на/Д.: Изд-во ЮФУ, 2015. 164 с.

29. Черногаева Г.М., Лихачева Э.А., Кошкарев А.В., Широкова В.А., Чеснокова И.В. Потенциальные экологические риски в арктической зоне РФ в условиях изменяющегося климата // Астраханский вестник экологического образования. 2019. № 1(49). С. 4-13.

30. Щерба В.А., Абрамова Е.А. Оценка нагрузки сточными водами на водотоки бассейна реки Москвы // Методы экологических исследований. 2011. № 6. С. 116-124.

31. Экологический атлас Ростовской области / под ред. В.Е. Закруткина. Ростов на/Д., 2000. 120 с.

32. Entekhabi D., Asrar Ch., Betts A.K. et al. An agenda for land surface hydrology research and call for the second international hydrological decade, Bull. Amer. Meteorol. Soc., 1999, vol. 80, no. 10, p. 269-293.

33. Hoekstra A.Y., Mekonnen M.M. The water footprint of humanity, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2012, no. 109(9), р. 3232-3237, DOI: 10.1073/pnas.1109936109.

34. Mekonnen M.M., Hoekstra A.Y. Global anthropogenic phosphorus loads to freshwater and associated grey water footprints and water pollution levels: A high-resolution global study, Water Resources Research, 2018, no. 54, р. 345-358, DOI: 10.1002/2017WR020448.

35. Mekonnen M.M., Hoekstra A.Y. Global gray water footprint and water pollution levels related to anthropogenic nitrogen loads to fresh water, Environmental Science and Technology, 2015, no. 49(21), р. 12860-12868, DOI: 10.1021/acs.est.5b03191.

36. The water footprint assessment manual: Setting the global standard. A.Y. Hoekstra, A.K. Chapagain, M.M. Aldaya, M.M. Mekonnen (eds.), London, UK, Earthscan, 2012, 202 p.

37. Tong Y., Wei Zhang et al. Decline in Chinese lake phosphorus concentration accompanied by shift in sources since 2006, Nature Geoscience, vol. 10, 2017, p. 507-511, DOI: 10.1038/NGEO2967.

38. GEMI - Integrated Monitoring Initiative for SDG 6. Step-by-step monitoring methodology for indicator 6.4.2, Version: 4 February 2019 rev., URL: https://www.unwater.org/publications/step-step-methodology-monitoring-wa-ter-stress-6-4-2/ (access date 19.04.2021).