АЗОТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ГОЛОВИНСКОГО И ДУБОВСКОГО СЕЛЬСКИХ ПОСЕЛЕНИЙ БЕЛГОРОДСКОГО РАЙОНА БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ В ОСЕННЕ-ЛЕТНИЙ ПЕРИОД 2018 ГОДА

УДК 504.455

АЗОТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ГОЛОВИНСКОГО И ДУБОВСКОГО СЕЛЬСКИХ ПОСЕЛЕНИЙ БЕЛГОРОДСКОГО РАЙОНА БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ В ОСЕННЕ-ЛЕТНИЙ ПЕРИОД 2018 ГОДА

Лебедев Вячеслав Валерьевич

магистрант второго года обучения, кафедры географии, геоэкологии и безопасности жизнедеятельности

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

учитель географии ГБОУ «Белгородский Инженерный Юношеский
Лицей-Интернат», 308027 г. Белгород, ул. Апанасенко, 51а

E-mail: [e-mail]

Аннотация. В работе представлены данные наблюдений за азотным загрязнением в поверхностных водных объектах (типа пруды). Данные объекты расположены на территории Головинского и Дубовского сельских поселений Белгородского района Белгородской области. Работа проводилась в период с августа по сентябрь 2018 года. Изучить баланс соединений азота в окружающей среде – это чрезвычайно важная задача, потому что он, с одной стороны, может выступать как загрязнитель водных объектов, а с другой стороны, служит незаменимым компонентом в почве для обеспечения жизнедеятельности экосистем.

Ключевые слова: азотное загрязнение водных объектов, организованный сброс сточных вод, неорганизованный сброс, поверхностные воды.

NITROGEN POLLUTION OF WATER BODIES GOLOVINSKIY AND DUBOVSKY RURAL SETTLEMENTS IN THE BELGOROD DISTRICT OF THE BELGOROD REGION IN THE AUTUMN AND SUMMER 2018

Vyacheslav Valerievich Lebedev

master of the second year of study, Department of Geography, Geoecology and Life Safety FGAOU VO «Belgorod state national research University», Russia, 308015, Belgorod, Pobeda street, 85

teacher geography GBOU «Belgorod Engineering Junior Lyceum-Boarding», 308027 Belgorod, Apanasenko street, 51A

E-mail: [e-mail]

Annotation. The work presents data on observations of nitrogen pollution in surface water bodies (such as ponds). These facilities are located in the Golovinsky and Dubovsky rural settlements of the Belgorod region of the Belgorod region. The work was carried out during the period from August to September 2018. To study the balance of nitrogen compounds in the environment is an extremely important task, because, on the one hand, it can act as a pollutant of water bodies, and on the other hand it serves as an indispensable component in the soil for ensuring the vital activity of ecosystems.

Key words: nitrogen pollution of water bodies, organized wastewater discharge, unorganized discharge, surface water.

Введение

Белгородская область – это староосвоенный, густозаселенный регион, что обусловливает высокую антропогенную нагрузку на водные
объекты [2, 3]. При этом большие количества соединений азота попадают в природные водоёмы со стоками от животноводческих ферм, с канализационными стоками, при внесении минеральных удобрений, хозяйственной деятельности человека [4]. Проблема загрязнения поверхностных вод, в частности рек и прудов, соединениями азота является актуальной именно для Головинского и Дубовского сельских поселений Белгородского района в связи с большой долей пашни в структуре земельного фонда [7].

Соединения азота как биогенные компоненты водных экосистем являются важными элементами водной среды, а также индикаторами уровня антропогенной нагрузки. Именно поэтому показатели содержания нитритов, нитратов и аммонийного азота широко используются при экологической оценке и нормировании качества природных вод.

Объекты и методы исследования

Исследование, представленное в работе, проводилось на территории Головинского и Дубовского сельских поселений Белгородского района Белгородской области, на разных водных объектах, в период с августа по сентябрь 2018 года. 25.08.2018 г. температура воздуха – +25ºС, ясно, предшествующий период без осадков, давление 748 мм рт.cт., ветер юго-восточный - 4м/c. 25.09.2018 г. температура воздуха – +12ºС, облачно, временами небольшой дождь, давление 740 мм рт.cт., ветер северо-западный – 4м/c. Наблюдалась первичная стадия осеннего отмирания водной растительности. Показатели температуры и давления совпадают с данными на электронном ресурсе https://meteoinfo.ru официального сайта Гидрометцентра России на указанный период времени.

Карта-схема исследуемых водных объектов представлена на рисунке 1, построена на основе открытого некоммерческого веб-картографического проекта OpenStreetMap [6], данные водные объекты испытывают воздействие неорганизованного стока с территории сельскохозяйственных угодий и населенных пунктов сельского типа. На Рис. 2 представлена карта-схема границ водосборной территории исследуемых водных объектов Дубовского сельского поселения. На Рис. 3, Рис. 4, Рис. 5 представлены картосхемы границ водосборной территории исследуемых водных объектов Головинского сельского поселения. На основе автоматической классификации спутниковых снимков высокого разрешения картографического сервиса Bing Maps [1] с помощью ГИС-технологий были выделены основные типы земель в векторном виде, построены границы водосборной территории на основе изолиний рельефа. Одним из результатов этого проектирования является векторный полигональный слой земельных угодий. Это позволило применять процедуры пространственного анализа и геомоделирования к полученным объектам. Так доля пашни Головинского сельского поселения составляет 5030,871 га или 51,49 % от площади поселения, доля пашни Дубовского сельского поселения составляет 1377,337 га, что составляет 32,68 % от площади поселения.

Рис. 1. Карта-схема водных объектов выполнена в программном пакете QGIS

Fig. 1. Map-diagram of water bodies is made in the software package QGIS

Рис. 2. Границы водосборной территории прудов «Верхний, Средний, и Нижний» Дубовского сельского поселения

Fig. 2. Borders of the catchment area of the «Upper, Middle, and Lower» ponds of the Dubovsky rural settlement

Площадь водосборной территории прудов «Верхний», «Средний», и «Нижний» Дубовского сельского поселения равна 96,444 га.

Рис. 3. Границы водосборной территории пруда «Нелидовский» Головинского сельского поселения

Fig. 3. The boundaries of the catchment area of the pond "Nelidovsky" Golovinsky rural settlement

Площадь водосборной территории пруда «Нелидовский» Головинского сельского поселения равна 115,288 га.

Рис. 4. Границы водосборной территории пруда «Байкал» Головинского сельского поселения

Fig. 4. The boundaries of the catchment area of the pond "Baikal" Golovinsky rural settlement

Площадь водосборной территории пруда «Байкал» Головинского сельского поселения равна 365,029 га.

Рис. 5. Границы водосборной территории прудов «Штаны, Бодыревский, Детдомовский» Головинского сельского поселения

Fig. 5. The boundaries of the catchment area of the Pants "Pants, Bodyrevsky, Detsdomovsky" Golovinsky rural settlement

Площадь водосборной территории пруда «Штаны» Головинского сельского поселения равна 410,862 га, пруда «Болдыревский» 158,574 га, пруда «Детдомовский» 71,82 га.

Содержание нитритного азота было определено на основании действующей методике согласно ГОСТ 33045-2014 от 01.01.2016 г. с помощью pH-метр-иономера ЭКОТЕСТ-120. Содержание нитратного азота было определено на основании действующей методике согласно ГОСТ 18826-73 от 01.02.2009 г. с помощью pH-метр-иономера ЭКОТЕСТ-120. Измерения концентрации нитритов и нитратов проводились потенциометрическим методом. Содержание аммонийного азота было определено на основании действующей методике согласно РД 52.24.486-95 от 01.09.2009 г. с помощью однолучевого автоматизированного спектрофотометра Unico 2802. Измерения проводились методом молекулярно-абсорбционной спектрофотометрии в лаборатории
НИУ «БелГУ».

Результаты и их обсуждение

Результаты измерений представлены в таблице 1.

Таблица 1

Table 1

Результаты полевых измерений соединений азота в водных объектах Головинского и Дубовского сельских поселений Белгородского района

Results of field measurements of nitrogen compounds in water bodies of Golovinsky and Dubovsky rural settlements of Belgorod region

Время отбора проб	25 августа 2018 г.			25 сентября 2018 г.
Водные объекты	Содержание соединений азота и значение ПДК, мг/л			Содержание соединений азота и значение ПДК, мг/л
	NO2 (ПДК-0,08)	NO3 (ПДК-40,0)	NH4+ (ПДК - 0,5)	NO2 (ПДК-0,08)	NO3 (ПДК-40,0)	NH4+ (ПДК - 0,5)
Пруд «Дубовской верхний»	0,285	0,435	1,364	0,265	0,280	0,654
Пруд «Дубовской средний»	0,301	0,313	1,261	0,293	0,339	0,702
Пруд «Дубовской нижний»	0,318	0,236	1,462	0,353	0,312	0,689
Пруд «Нелидовский»	0,211	0,349	1,481	0,243	0,089	0,401
Пруд «Байкал»	0,250	0,147	0,156	0,305	0,054	0,050
Пруд «Штаны»	0,309	0,185	0,368	0,460	0,127	0,577
Пруд «Болдыревский»	0,329	0,222	2,188	0,254	0,181	1,760
Пруд «Детдомовский»	0,738	132,3	0,577	0,471	101,586	0,323

Примечание: жирным шрифтом выделены концентрации превышающие ПДК

Из таблицы видно, что во второй декаде августа и второй декаде сентября 2018 года в отобранных образцах было выявлено превышение ПДК по нитритному азоту во всех прудах.

На Рис. 6, Риc. 7 представлена динамика изменения содержания азотсодержащих веществ в исследуемых водоемах Головинского и Дубовского сельских поселений Белгородского района, в разное время отбора проб. Показатель NO₃ - нитраты, пруда «Детдомовский» разделен на 100, для наглядности отображения динамики изменения остальных показателей азотсодержащих компонентов на других водных объектах.

Рис. 6. Содержание азотсодержащих соединений на водных объектах 25.08.2018

Fig. 6. The content of nitrogen-containing compounds in water bodies 25.08.2018

Рис. 7. Содержание азотсодержащих соединений на водных объектах 25.09.2018 г.

Fig. 7. The content of nitrogen-containing compounds in water bodies 25.09.2018

Наблюдения проведенные в августе 2018 г. показывают превышение ПДК по аммонийному азоту в прудах: «Дубовской верхний», «Дубовской средний», «Дубовской нижний» в пгт. Дубовое, «Нелидовский» «Болдыревский», и «Детдомовский» в с. Болдыревка. Превышение ПДК по аммонийному азоту во второй декаде сентября 2018 года выявлено в прудах: «Дубовской верхний», «Дубовской средний», «Дубовской нижний» пгт. Дубовое Дубовского сельского поселения, «Штаны», «Болдыревский» с. Болдыревка Головинского сельского поселения.

Анализируя данные результаты, наблюдается тенденция к увеличению нитритного азота в следующих прудах: «Нелидовский», «Байкал» в с. Старая Нелидовка, «Штаны» в с. Болдыревка. Вместе с тем в остальных прудах идет уменьшение нитритного азота за указанный период времени.

Выводы

Наибольшее превышение ПДК по нитратному азоту было выявлено в пруду «Детдомовский» с. Болдыревка Головинского сельского поселения. Что может быть обусловлено неорганизованным канализационным стоком с территории жилой застройки и продовольственного магазина, находящегося поблизости от водоема.

Наименьшая концентрация нитратного азота была выявлена в пруду «Байкал» с. Старая Нелидовка Головинского сельского поселения, что объясняется наиболее удаленным положением водоема от частных строений, и неорганизованных канализационных стоков. Пруд «Байкал» расположен в правобережной «Балке Путиева» бассейна реки Ольховая Плота окруженный смешанным лесом, что способствует уменьшению концентрации азота в водоеме.

Следует отметить уменьшение концентрации нитратного азота во всех прудах кроме прудов «Дубовской средний», «Дубовской нижний» в
пгт. Дубовое Дубовского сельского поселения, где практически данное значение не изменилось. Что неудивительно, так как эти водные объекты расположены в непосредственной близости друг от друга и соединены ручьем.

Водные объекты по исследованным химическим показателям, можно считать «умеренно загрязненными», что является фоновым состоянием для Белгородской области [5, 7]. Основными факторами, способствующими увеличению концентрации азота в водных объектах, являются близкое размещение агроландшафтов, неканализованные частные застройки. В связи с этим необходимо и дальше пристально наблюдать за азотным загрязнением этих водоемов.

Список литературы

1.        Картографический сервис Bing Maps, создан компанией Microsoft [Электронный ресурс]. Дата обновления: 15.05.2019. – URL: https://www.bing.com/maps (Дата обращения: 20.05.2019).

2.        Корнилов А.Г., Колмыков С.Н., Кичигин Е.В., Гордеев Л.Ю. Сравнительная характеристика воздействия горнодобывающих предприятий КМА на экологическую ситуацию рек Белгородской области // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2010. – № 6. – С. 139.

3.        Корнилов А.Г., Колмыков С.Н., Сыромятникова С.Н. Азотное загрязнение прудов и водохранилищ Белгородской области в зимний период // Научные ведомости БелГУ. Серия Естественные науки. – 2014. № 10(181). Выпуск 27. – С. 150-157.

4.        Корнилов И.А., Колмыков С.Н., Петин А.Н. Оценка степени воздействия горнодобывающих предприятий КМА на гидроэкологическую ситуацию Белгородской области // Горный журнал. – 2012. – №9. – С. 29-32.

5.        Корнилов И.А., Новых Л.Л., Корнилов А.Г., Стаценко Е.А. Геоэкологическая ситуация в промышленной зоне Белгородской области // Геология, география и глобальная энергия – 2012. – № 2 (45). – С. 221-227.

6.        Некоммерческий веб-картографический проект по созданию силами сообщества пользователей Интернета подробной свободной и бесплатной географической карты мира OpenStreetMap [Электронный ресурс]. Дата обновления: 14.05.2019. – URL: https://www.openstreetmap.org (Дата обращения: 17.05.2019).

7.        Сыромятникова С.Н., Колмыков С.Н., Корнилов А.Г. Азотное загрязнение водных объектов Белгородской области в сельскохозяйственных и горнопромышленных районах // Научные ведомости БелГУ. Сер. «Естественные науки». – Белгород: Изд-во БелГУ, 2012. – №15. Вып. 20. – С. 173-177.

REFERENCES

1.   Bing Maps mapping service, created by Microsoft [Electronic resource]. Updated: 15.05.2019. – URL: https://www.bing.com/maps (date accessed: 20.05.2019).

2.   Kornilov A. G., Kolmykov S. N., Kichigin E. V., Gordeev L. Yu. Comparative characteristics of the impact of mining enterprises of KMA on the ecological situation of the rivers of the Belgorod region // Mining information and analytical Bulletin (scientific and technical journal). – 2010. – № 6. – P. 139.

3.   Kornilov A. G., Kolmykov S. N., Syromyatnikov S. N. Nitrogen pollution of ponds and reservoirs of the Belgorod region in winter period // Scientific statement BSU. Series Natural Sciences. – 2014. № 10(181). Issue 27. – Pp. 150-157.

4.   Kornilov I. A., Kolmykov S. N., Petin A. N. Assessment of the impact of mining enterprises of KMA on the hydroecological situation of the Belgorod region // Gorny Zhurnal. – 2012. – №9. – Pp. 29-32.

5.   Kornilov I. A., Novykh L. L., Kornilov A. G., Statsenko E. A. Geoecological situation in the industrial zone of the Belgorod region // Geology, geography and global energy – 2012. – № 2 (45). – P. 221-227.

6.   Non-profit web mapping project to create a detailed free and free geographical map of the world OpenStreetMap [Electronic resource] by the community of Internet users. Updated: 14.05.2019. –
URL: https://www.openstreetmap.org (date accessed: 17.05.2019).

7.   Syromyatnikova S. N., Kolmykov S. N., Kornilov A. G. Nitrogen pollution of water bodies of the Belgorod region in agricultural and mining areas // Scientific Bulletin of the BelSU. Ser. «Natural science.» – Belgorod: publishing House of BelSU, 2012. – №15. Issue. 20. – P. 173-177.

Краткое описание документа:

Данная работа содержит исследование направленное на выявление содержания биогенных азотсодержащих соединений в осенне-летний период 2018 года, в водоемах Головинского и Дубовского сельских поселений Белгородского района Белгородской области. Данное исследование будет полезно, неравнодушным к чистоте водоемов учащимся среднеобразовательных школ, студентам высших учебных заведений, преподавателям.