ВОДНАЯ ЭКОСИСТЕМА ПАМЯТНИКА ПРИРОДЫ МЕЩЕРСКОЕ ОЗЕРО, КАК ЭЛЕМЕНТ СОЗДАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КАРКАСА Г. НИЖНИЙ НОВГОРОД

Казаков Д.В. 1

1ГБОУ лицей-интернат "ЦОД"

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Мы живем в стремительно меняющемся мире, одной из характерных примет которого является бурное развитие городов. Современные крупные города представляют собой беспрецедентные в истории человечества сложные системы, плотность населения, энерго- и ресурсопотребление которых породили широкий круг экологический проблем. Решение этих проблем для городского населения в настоящее время, по существу, поиск путец выживания. Города с населением более 1 млн. человек, которым относится и Нижний Новгород, являются традиционными модельными объектами урбоэкологический исследований, рассматривающими взаимодействие городов и природной среды, особенности формирования флоры и фауны в городской среде и условий жизнедеятельности человека в ней. Современная урбоэкология - междисциплинарная область знаний, интегрирующая достижения и концептуальные положения биологии, экологии, почвоведения, геологии, геоморфологии, климатологии, экономики, социологии, демографии, психологии, гигиены и многих других дисциплин.

Степень преобразованности староосвоенных территорий, к которым относятся и земли юга Западной Сибири, очень велика. Существующие природных территорий не в состоянии поддерживать экологическое равновесие этих территорий в силу своей недостаточной развитости и направленности на сохранение, в первую очередь, участков естественной природы без восстановления нарушенных земель. Решить эту задачу возможно с помощью создания территориальной компенсационной системы, состоящей из участков с различными режимами природопользования.

Целью настоящей работы является оптимизация территориальной организации природопользования города Нижнего Новгорода на основе построения экологического каркаса территории Мещерского озера.

В соответствии с поставленной целью были решены следующие задачи.

изучены концепции создания каркаса
разработаны теоретические основы формирования экологическогокаркаса
предложена методика формирования экологического каркаса
разработан регламент природопользования для элементов экологического каркаса территории Мещерского озера

В качестве объекта исследования выступает Мещерское озеро.

1. Теоретические основы формирования экологического каркаса территории

1.1. Основные концепции создания каркаса

Представление о территории как о сложном системном образовании, обладающем своей собственной активностью, имеющем определенные области локализации процессов - как бы "точки акупунктуры", - легло в основу понятия "каркас территории".

Термины "экологический каркас территории" (ЭКТ) и "природный каркас территории" (ПКТ) зачастую воспринимаются как синонимы. Сегодня существует 3 направления развития данных концепций:

I. Природный (экологический) каркас как система природных комплексов особой экологической ответственности

II. Природный и экологический каркасы как сеть малоизмененных, в том числе существующих охраняемых природных территорий

III. Экологический (природный) каркас как система природных комплексов с различными видами регламентации природопользования

Анализ концепций каркаса территории позволил сделать следующий вывод. Понятия природный и экологический каркасы имеют несколько значений и зачастую выступают как синонимы. Однако, по нашему мнению, эти понятия следует различать и считать взаимодополняющими: экологический каркас формируется для защиты природного от негативного формирования демоэкономического каркаса. Он стоится на основе предварительного выделения элементов природного и демоэкономического каркасов.

Природный каркас, как система линий и узлов особой экологической ответственности, лежит в основе организации всякой территории. От функционирования элементов природного каркаса зависит способность территории поддерживать свое экологическое равновесие.

На фоне природного формируется каркас, созданный человеческим обществом - демоэкономический, состоящий из промышленных центров, больших и малых городов, связанных транспортными магистралями. Функционирование демоэкономического каркаса неизбежно оказывает негативное воздействие на элементы природного, который теряет свою целостность, что приводит к опасности нарушения экологического баланса.

Ослабить антропогенное воздействие на природные комплексы и достичь компромисса между природным и демоэкономическим каркасами можно формированием экологического каркаса, основным назначением которого является воссоздание и поддерживание целостности природного каркаса территории, а также защита его от негативного воздействия демоэкономического каркаса.

Необходимо отметить, что термин "экологический каркас территории" полностью не раскрывается сути этого понятия. Более правомерно было бы назвать его "эколого-природным", "эколого-географическим" или "геоэкологическим". Однако в научной литературе термин "экологический каркас" получил довольно широкое распространение, при этом его концепция полностью отражает экологическую, природную и географическую сущность[1].

1.2. Экологический каркас территории

1.2.1. Понятие экологического каркаса

Существующие сети особо охраняемых природных территорий не в состоянии в полной мере решить задачу сохранения природного каркаса и поддержания экологического равновесия. Целесообразно создавать систему с единым координационным центром, которая включала бы все категории охраняемых земель. Эта системы земель с регламентированными и щадящими видами природопользования носит название экологического каркаса территории (ЭКТ).

Экологический каркас - система функционально взаимосвязанных природных территорий, защищенная необходимыми для этого правовыми нормами. А. В. Елизаров экологический каркас территории понимает как совокупность ее экосистем с индивидуальным режимом природопользования для каждого участка, образующих пространственно организационную инфраструктуру, которая поддерживает экологическую стабильность территории, предотвращая потерю биоразнообразия и деградации ландшафта. ЭКТ - территориальная компенсационная система, состоящая из непрерывной сети участков с различными режимами природопользования, основанное назначение которой - обеспечение сохранности природного каркаса территории.

Для каждого элемента каркаса долен быть определен свой отдельный режим использования, исходя из его роль в поддержании экологической стабильности как окружающей местности, так и всей территории региона. Природопользование на них не прекращается, суть ЭКТ состоит в обеспечении экологической стабильности все территории путем поддержания гибкой системы дифференцированного природопользования. Экологический каркас - это не форма охраны природы, а форма управления природопользованием.

Альтернативой старым формам управления природопользованием может стать предлагаемая стратегия формирования ЭКТ как единой целостной системы. В ее основе лежит принцип: все функции поддержания экологической стабильности территории объединяются в одной, специально спланированной, эффективно функционирующей структуре с единым координационным центром.

Именно экологический каркас должен стать особой, дополнительно созданной территориальной структурой, включающей как ООПТ, так и территории, на которые распространяется ведомственные меры экологической регламентации природопользования (по охране земель, лесов, водных ресурсов и т. д.). Создание ЭКТ не означает отказ от других существующих форм природопользования, а представляет собой их развитие и интеграцию.

Таким образом, наряду с территориями с самым жестким регламентом использования, к которым относят заповедные земли, в состав ЭКТ должны войти территории с менее жесткими ограничениями и использования: заказники, водоохранные и зеленые зоны, защитные лесополосы и другие искусственные элементы, специально созданные для снижения воздействия техногенных объектов на природную среду. Кроме того, в ЭКТ вводятся территории со щадящим режимом природопользования, при котором природные комплексы сохраняются в состоянии, близкому к естественному.

Регионы со щадящим видом использования, "режимом особого природопользования", не исключаются из хозяйственного оборота, а имеют лишь определенные ограничения. Из охраняемых природных территория (ОПТ) строится экологический каркас, так как речь идет о системе сервитутов (земельных, водных и др.) и наложения экологических обременений на земельные владения и их изъятия. По мере необходимости территория ЭКТ может изменяться. Его площадь, набор элементов и режимы их использования могу подвергаться корректировке.

После выделения и проектирования системы земель ЭКТ обязательным условием является создание необходимой правовой базы, экономических механизмов функционирования каркаса, а также системы управления экологическим каркасом. В каждом регионе необходимо утвердить единый проект экологического каркаса, каждому конкретному участку присвоить тот или иной режим природопользования в зависимости от его функции в каркасе. В связи с этим необходимо ввести новый правовой статус - элемент экологического каркаса.

Идея экологического каркаса может и остаться идеей, если ей не придавать соответствующей юридической формы и не создавать механизм, обязывающий собственников, владельцев и пользователей земельных участков выполнять установленные режимы в условиях возникновения земельного рынка.

Наиболее действенным механизмом создания и функционирования экологического каркаса является его включение в систему территориального зонирования земель. Таким образом, ЭКТ можно понимать как "экологически ориентированное зонирование территории с приданием соответствующего правового статуса"[1].

1.2.2. Элементы и структура экологического каркаса территории

Экологический каркас территории состоит из функциональных элементов - узловых и линейных составляющих. Узлы каркаса - достаточно обширные природные комплексы, внутри которых, благодаря их размерам и высокому уровню биоразнообразия, протекают природные процессы, стабилизирующие экологическую обстановку на значительных территориях. Линейные элементы соединяют узлы, перемещая потоки вещества и энергии.

По генезису земли экологического каркаса представляют собой как природные комплексы, так и искусственно созданные. ЭКТ включает три составляющие.

1. Природные территории (степи, леса, луга и т.п., все, что сохранило природный облик). Прежде всего, это земли заповедников, заказников, памятники природы, национальных парков, как наименее измененные территории. Кроме того, это земли естественных природных комплексов со щадящими видами природопользования (естественные кормовые угодья, земли лесного хозяйства и т.п.). В степях и лесостепных регионах, как наиболее освоенных, практически все сохранившиеся природные территории должны быть включены в экологический каркас.

2. Реставрационный фонд - участки, на которых производится восстановление природных сообществ. Антропогенные земли, на которых с целью воссоздания единой инфраструктуры ЭКТ восстанавливается природная среда.

В большинстве регионов сохранившие природные территории не формируют полноценного экологического каркаса, многие природные участки оказались в изоляции, в том числе вследствие широкомасштабной распашки. Для соединения "разрывов" ЭКТ необходимо воссоздание природных экосистем на определенных участках. Как показывает практика, для восстановления целостности природного каркаса чаще всего требуется реставрация экологических коридоров. В реставрационный фонд войдут также различные виды нарушенных земель.являющиеся очагами деградации ландшафта. Данный элемент ЭКТ широко внедрен лишь в некоторых странах с высочайшим уровнем экологической культуры.

3. Искусственные элементы - объекты, исторически чуждые ландшафту, но необходимые для его экологической оптимизации в условиях интенсивной хозяйственной деятельности. К ним относят полезащитные и придорожные лесополосы, зеленые зоны населенных пунктов и т.п.

По степени охраны и типу природопользования земли и экологического каркаса можно подразделить на следующие составляющие

1. Заповедные земли - основа экологического каркаса, запрещена любая хозяйственная деятельность.

2. Территории регламентированного использования. Сюда относятся ООПТ с менее жесткими ограничениями использования - заказники, природные парки, памятники природы, водоохранные, зеленые и курортно-рекреационные зоны, полезащитные и придорожные лесополосы и т.п., a также леса первой группы. На этих землях, в зависимости от их предназначения, запрещаются отдельные виды деятельности, противоречащие целям организации данных территорий.

3. Земли лесного и сельского хозяйства, где природопользование ведется щадящим образом, и поэтому природные комплексы в процессе использования не подвергаются коренным изменения. Это естественные пастбища, сенокосы, земли целостного, многоцелевого лесопользования.

4. Земли, нуждающиеся в рекультивации, - это нарушенные участки, антропогенные "бедленд". После их восстановления могу вовлекаться в хозяйственный оборот в виде пастбищ, сенокосов и т. д.

Экологический каркас проектируется в административно-территориальных границах, так как конечной целью создания ЭКТ является использование его для целей выработки управленческих решений.

Для проектирования ЭКТ в разных природно-климатических зонах составляющие его элементы будут существенно различаться между собой. Так, в староосвоенных степных регионах с высоким уровнем распашки основными элементами каркаса являются земли, выводимые из интенсивного использования, - малопродуктивные пашни, сбитые пастбища и т.д., формирующие реставрационный фонд. На лесопокрытых территориях роль основного экологического регулятора отводят лесу, и ЭКТ здесь формируется из лесных массивах, в совокупности составляющих так называемый "зеленый каркас".

Таким образом, экологическим каркасом является территориальная компенсационная система, служащая, благодаря гибкой системе природопользования, поддержанию элементов природного каркаса и обеспечению экологической стабильности территории. К его элементам относятся как особо охраняемые природные территории, составляющие его основу, так и земли щадящего природопользования. В местах разрывов природного каркаса с елью воссоздания его единой структуры создаются искусственные элементы, в том числе различные виды лесополос. Набор элементов экологического каркаса зависят как от уровня его проектирования, так и от степени освоенности территории, от расположенности его в той или иной природно-климатической зоне[1].

1.3. Алгоритм формирования экологического каркаса.

При проектировании экологического каркаса необходимо выполнять ряд последовательных шагов. Формирование экологического каркаса целесообразно начинать с выделения существующей сети ООПТ, что позволяет использовать уже признанную информацию. Существующие сети ООПТ и перспективные планы их развития могут служить основой для выявления ЭКТ, так как функциональные характеристики и предназначения их схожи.

При отсутствии, недостаточности или неадекватности сети ООПТ выделять экологический каркас необходимо только на основании анализа экологических функций территорий и выделения природного каркаса.

Если после выявления природного каркаса оказывается, что он сам или его звенья разрушены или сильно повреждены в результате непродуманной хозяйственной деятельности, создается картографическая модель каркаса, используемая для его последующей реставрации.

Природоохранные территории индивидуальны, имеют собственные названия и режимы охраны. Здесь функция охраны находится на первом месте и поэтому поддерживается особо строгий режим. Перечень ООПТ природоохранного назначения принят на федеральном уровне Федеральным законом «Об охране окружающей природной среды». Природно-заповедный фонд РФ образуют следующие категории охраняемых природных территорий и объектов: государственные природные заповедники, национальные парки, государственные природные заказники, памятники природы, природные парки, дендрологические парки и ботанические сады, лечебно-оздоровительные местности и курорты.

Наиболее полная форма охраны природных территорий в нашей стране – создание заповедников. Она позволяет сохранить эталонные природные комплексы в неизменном состоянии.

Государственным природным заказником является природный комплекс, предназначенный для сохранения или воспроизводства одних видов природных ресурсов в сочетании с ограниченным и согласованным использованием других.

Национальными парками являются изъятые из хозяйственного использования особо охраняемые природные комплексы, имеющие экологическое, генетическое, научное, эколого-просветительское, рекреационное значение, как типичные или редкие ландшафты, среда обитания сообществ диких растений и животных, места отдыха, туризма, экскурсии, просвещения населения.

Памятники природы – отдельные уникальные природные объекты и природные комплексы, имеющие реликтовое, научное, историческое, эколого-просветительское значение и нуждающиеся в особой охране государства. Подразделяются на геологические, водные, ботанические, зоологические и комплексные.

Природные парки – природоохранные рекреационные территории, включающие природные комплексы и объекты, имеющие экологическую и эстетическую ценность и предназначенные для использования в природоохранных, просветительских и рекреационных целях.

Курортные и лечебно-оздоровительные зоны – особо охраняемые территории, обладающие природными лечебными свойствами, минеральными источниками, климатическими и иными условиями, благоприятными для лечения и профилактики заболеваний.

Дендрологические парки и ботанические сады имеют значение как территории активного сохранения генофонда.

Субъекты РФ и местные органы самоуправления учреждают и другие категории охраняемых территорий, в первую очередь, защитного назначения.

1. Водоохранные зоны – территории, примыкающие к акваториях рек, озер, водохранилищ и других поверхностных водных объектов, в которых устанавливается специальный режим хозяйственной деятельности с целью предотвращения загрязнения, засорения, заиления и истощения водных объектов, а также сохранения среды обитания объектов животного и растительного мира.

2. Запретные лесные полосы по берегам нерестовых рек. Вдоль берегов рек, их протоков и других водоемов, являющихся местами нереста лососевых и осетровых рыб, с целью улучшения условий их воспроизводства выделяют запретные полосы шириной 1 км.

3. Зеленые зоны населенных пунктов выделяются на землях государственного лесного фонда за пределами городской и поселочной черты с целью выполнения санитарно-гигиенических, рекреационно-оздоровительных, средозащитных функций. Их необходимый размер зависит от людности населенного пункта и лесорастительных условий. При отсутствии естественных лесов зеленые зоны должны создаваться путем насаждения на землях, не пригодных для сельского хозяйства.

4. Защитные полосы лесов вдоль железных и автомобильных дорог относятся к лесам первой группы. На землях в пределах защитных полос, не покрытых лесом, но пригодных для лесовыращивания, лесные насаждения должны быть созданы.

5. Особо защитные участки леса выделяются в лесах первой и второй групп и горных лесах третьей группы. Это могут быть берего- и почвеннозащитные участки леса вдоль берегов водных объектов, склонов оврагов и балок, опушек лесов на границах с безлесными территориями, места обитания и распространения редких и находящихся под угрозой исчезновения диких животных, растений и другие. Режим лесопользования в этих лесах еще более ограничен, чем в лесах первой группы.

6. Микрозаповедники и микрозаказники также относят к охраняемым территориям защитного назначения, они служат для охраны объектов местного значения, способствующих обеспечению общей экологической стабилизации ландшафтного комплекса. Это особые формы ООПТ, организация которых направлена на поддержание ландшафтно-экологического равновесия[1].

2. Качество городской среды природной среды и состояние природных ресурсов г. Нижний Новгород

2.1. Атмосферный воздух

Из специфических примесей контролировались фенол, сероводород, формальдегид, сажа, тяжелые металлы, бенз(а)пирен, хром (VI), аммиак, фтористый водород, растворимые сульфаты, ароматические и циклические углеводороды: бензол, толуол, ксилол, этилбензол, циклогексанол, циклогексанон.

В целом по городу средняя за год концентрация взвешенных веществ составила 0,8 ПДК. Максимальная разовая концентрация примеси достигла 1,6 ПДК (ул. Радистов, Приокский район и ул. Коминтерна Сормовский район). НП = 0,7% (ул. Радистов, Приокский район).

Концентрация диоксида серы, как среднегодовые, так и разовые, в течение всего отчётного периода были значительно ниже допустимых пределов.

Средняя за год концентрация оксида углерода составила 0,5 ПДК. Максимальная разовая концентрация на уровне 2,4 ПДК и НП = 4% (ул. Коминтерна, Сормовский район).

В целом по городу средняя за год концентрация диоксида азота составила 1,2 ПДК. Максимальная разовая концентрация примеси 2,5 ПДК и НП = 15% (ул. Ванеева, Сормовский район).

Средняя за год т максимальная разовая концентрации оксида азота были значительно ниже ПДК.

Концентрации специфических примесей. Среднегодовая концентрация аммиака в целом по городу составила 1,3 ПДК, Максимальная разовая концентрации загрязняющего вещества была ниже ПДК. Концентрации аммиака контролировались в Московском и Автозаводском районах.

Среднегодовая концентрация фенола ПДК не достигла. Максимальная концентрация, достигшая 2,2 ПДК, зафиксирована в октябре в Приокском районе. НП составила 1% и была отмечена в Автозаводском, Канавинском и Сормовском районах города.

Средняя за год концентрация формальдегида в целом по городу достигла значения ПДК. Максимальная разовая концентрация, достигшая 1,5 ПДК, была зарегистрирована в Нижегородском районе. НП = 2% была отмечена как в Нижегородском, так и в Автозаводском районах.

Содержание в атмосфере сажи и фтористого водорода контролировалось в центре Автозаводского района. Среднегодовая максимальная разовая концентрации сажи остались значительно ниже допустимых значений. Содержание фтористого водорода в воздухе было ниже санитарных норм.

Средняя за год концентрация сероводорода по городу в целом составила 0,0003 мг/м³. Максимальная разовая концентрация оставалась ниже предельно допустимого значения (0,9 ПДК). Содержание определялось в Приокском и Московском районах.

Содержание в воздухе растворимых сульфатов контролировалось в Приокском районе. Среднегодовая и максимальная концентрации были ниже предела обнаружения.

Среднегодовая концентрация хрома (VI) была ниже предела обнаружения. Максимальная разовая концентрации достигла 0,0010 мг/м³.

Наблюдения за загрязнением воздуха ароматическими и циклическими углеводородами проводилась в Сормовском, Канавинском и Нижегородском районах.

Средняя годовая концентрация бензола составила 0,5 ПДК, максимальная разовая концентрация достигла 5,0 ПДК (Канавинский район), НП составила 6% (Канавинский район). Максимальная разовая концентрация этилбензола достигала 5,0 ПДК, НП = 26%; толуола - 4,8 ПДК, НП = 0.3%; ксилола - 4,5 ПДК, НП = 7%. Максимальные разовые концентрации циклогексанона и циклогексанола достигли значения ПДК.

Средняя за год концентрация бенз(а)пирена составила 1,4 ПДК. Наибольшая среднемесячная концентрация примеси 5,3 ПДК зарегистрирована в Автозаводском районе.

Среднегодовые концентрации аэрозолей всех контролируемых тяжелых металлов не превысили допустимые значения. Максимальное среднемесячное содержание хрома составила 0,11 мкг/м³.

Уровень загрязнения воздуха повышенный. В число приоритетных примесей вошли бенз(а)пирен, аммиак, диоксид азота, формальдегид, взвешенные вещества.

2.2. Поверхностные воды

По данным ФБГУ "Верхне-Волжское УГМС" выше г. Нижнего Новгорода вода в Чебоксарского водохранилища характеризовалась как "очень загрязненная", относилась к разряду "Б" 3 класса. По показателю повторяемости случаев загрязненности отмечается единичная загрязненность азотом нитритным, марганцем и никелем (по 8%), неустойчивая загрязненность летучими фенолами (17%), устойчивая загрязненность нефтепродуктами (33%), легкоокисляемыми органическими веществами по величине БПК₅ и азотом аммонийным (по 42%). Характерными загрязняющими веществами были железо общее (83%), цинк (92%), медь и трудноокисляемые органические вещества по показателю ХПК (100%).

Содержание растворенного кислорода в воде соответствовало установленной санитарной норме (среднегодовое содержание 9,53 мг/л), снижение содержания растворенного кислорода менее 6,0 мг/л не отмечалось.

Среднегодовые концентрации в фоновом створе пункта г. Нижний Новгород составили: меди - 7 ПДК, органических веществ по показателю ХПК - 2 ПДК, железа общего - 1,9 ПДК, ионов цинка - 1,4 ПДК, легкоокисляемыхорганических веществ по величине БПК₅ - 1,1 ПДК. Максимальные концентрации меди достигали 13 ПДК, железа общего - 7 ПДК, нефтепродуктов - 4 ПДК, трудноокисляемой органики по показателю ХПК и легкоокисляемых органических веществ по величине БКП₅ - 3 ПДК, азота аммонийного и азота нитритного, цинка, свинца, фенолов летучих, метанола, никеля - от 1,1 ПДК до 2 ПДК.

Ниже сбросов Сормовскогопромузла по сравнение с вышерасположенным створом качество воды Чебоксарского водохранилища ухудшилось с переходом из 3 в 4 класс качества. Это связано с ростом средних концентраций нефтепродуктов с 1,0 до 1,2 ПДК и случаев повторяемости загрязнения воды азотом аммонийным с 42% до 50%, азотом нитритным - с 8 до 17%, марганцем - с 8 до 17%, фенолами летучими - с 17 до 50%. Выросла максимальная концентрация нефтепродуктов с 4 до 9 ПДК, максимальные концентрации других определяемых веществ оставались на уровне фонового створа.

В черте г. Нижнего Новгорода, ниже впадения р. Оки, оценивалось разрядом "А" 4 класса "грязных" вод.

Произошли следующие изменения статистических показателей содержания веществ в воде: повторяемость превышения ПДК содержанием в воде сульфатов возросла с 0 до 42%. Загрязнение азотом нитритным про сраднегодовым показателям увеличилось с 0,6 до 1,9 ПДК, по значению максимальной концентрации - с 2 ПДК до 9 ПДК.

Качество воды ниже г. Нижнего Новгорода оценивалось разрядом "А" 4 класса, произошло ухудшение оценки качества воды.

Если сравнивать фоновый створ пункта Н. Новгород и замыкающий створ, то можно отметить, что увеличилось повторяемость превышений установленных норм содержанием сульфатов (с 0 до 50%), азота нитритного (с 8 до 33%), железа общего (с 83 до 92%).

В замыкающем створе отмечается загрязненность воды ионами меди на уровне 7 ПДК при максимальном 10 ПДК, азотом нитритным - на уровне 1,9 ПДК при максимальном загрязнении 9,5 ПДК, железом общим - на уровне 1,9 ПДК (максимальная - 3 ПДК).

Концентрации растворенного кислорода в воде Чебоксарского водохранилища в пункте г. Нижний Новгород от верхнего до замыкающего створа удовлетворяли санитарным требованиям, среднегодовые находились в пределах 9,30-9,53 мг/л.

2.3. Состояние радиационной обстановки

Радиационная обстановка за последние годы характеризуется как удовлетворительная. Результатами проводимой радиационно-гигиенической паспортизации и данными Единой государственной системы контроля и учета доз облучения жителей подтверждается, что радиационный фактор не является ведущим фактором вредного воздействия на здоровье наеления.

Средняя годовая эффективная доза на одного жителя, по данным радиационно-гигиенической паспортизации составило 4,3 мЗв/год, при среднероссийском показателе - 3,9 мЗв/год.

Структура дозы облучения на одного жителя сформирована следующим образом: 78,24 %- от природных источников и 21,62% - медицинское облучение, на долю всех остальных источников приходится - 0,14% (структура облучения населения РФ на аналогичный период составила 85,3%- природные источники; 14,4%- медицинское облучение;0,3%- прочие источники). Превышение областных значений по медицинскому облучению связанно с увеличением количества рентгеновских томографических исследований.

2.4. Озеленение территорий общего пользования

В Нижнем Новгороде по данным Реестра на одного жителя приходится в среднем 15,46 м² озелененных территорий общего пользования при нормативе 16 м²на одного жителя.

По оценкам органов местного самоуправления большинство озелененных территорий общего пользования находится в хорошем и удовлетворительном состоянии.

3. Влияние экологических факторов среды обитания на здоровье населения

В атмосферный воздух городов поступает множество вредных химических веществ, токсически воздействующих на организм человека. Часть из этих веществ прямо или опосредованно способствует развитию раковых заболеваний у человека (оказывает канцерогенное действие). К таким веществам относятся бензопирен (поступает в воздух с выбросами заводов, выплавляющих алюминий, энергетических установок), бензол (его выбрасывают в атмосферу нефтехимические, фармацевтические предприятия, а также он выделяется в процессе изготовления пластмасс, лаков, красок, взрывчатых веществ), кадмий (в окружающую среду попадает в процессе производства цветных металлов). Кроме того, канцерогенным действием обладает формальдегид (выбрасывается в воздух химическими и металлургическими предприятиями, выделяется из полимерных материалов, мебели, клеев), винилхлорид (выделяется при производстве полимерных материалов), диоксины (их выбрасывают в воздух заводы по производству бумаги, целлюлозы, органических химических веществ).

Не только развитием онкологических патологий чревато загрязнение воздуха. Заболевания органов дыхания (особенно бронхиальная астма), сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, крови, аллергические и некоторые эндокринные болезни также могут возникнуть вследствие загрязнения воздуха. Обилие токсических химических веществ в воздухе может привести к врожденным аномалиям у плода.

Не только состав воздуха, но и почвы, воды серьезно изменились вследствие деятельности человека. Отходы различных предприятий, применение удобрений, стимуляторов роста растений, средств борьбы с различными вредителями способствуют этому. Загрязнение воды и почвы приводит к тому, что многие овощи и фрукты, которые мы употребляем в пищу, содержат различные токсичные вещества. Ни для кого не является секретом, что новые технологии выращивания убойного скота включают добавление в корм различных веществ, далеко не всегда безопасных для организма человека.

Пестициды и гормоны, нитраты и соли тяжелых металлов, антибиотики и радиоактивные вещества – все это нам приходится употреблять с пищей. Как результат – различные заболевания пищеварительной системы, ухудшение усвоения пищевых веществ, снижение защитных сил организма, ускорение процессов старения и общее токсическое воздействие на организм. Помимо этого загрязненные пищевые продукты могут стать причиной бесплодия или врожденных пороков развития у детей.

Современным людям также приходится сталкиваться с постоянным воздействием ионизирующего излучения. Добыча полезных ископаемых, продукты сгорания органического топлива, авиационные перелеты, изготовление и использование строительных материалов, ядерные взрывы приводят к изменению радиационного фона.

Какой эффект будет после воздействия ионизирующего облучения зависит от поглощенной организмом человека дозы излучения, времени облучения, вида облучения. Воздействие ионизирующего облучения может стать причиной развития раковых заболеваний, лучевой болезни, лучевого поражения глаз (катаракты) и ожогов, бесплодия. Наиболее чувствительными к воздействию лучевого излучения являются половые клетки. Результатом воздействия ионизирующего излучения на половые клетки могут стать различные врожденные пороки у детей, рожденных даже через десятки лет после воздействия ионизирующего облучения.

4. Экологический каркас как инструмент оптимизации организации природопользования на территории г. Нижний Новгород

4.1. Краткое описание

Памятник природы представляет собой типичный городской водоем, среди застройки микрорайона «Мещерское озеро», используемый в рекреационных целях. Озеро Мещерское- замкнутый водоем. По своему происхождению оно является существовавшей когда-то протокой, а затем -старицей р. Волги. Ранее озеро небольшой протокой соединялось с Волгой. К настоящему времени оно утратило природную связь с основной рекой. Протока и восточная часть озера замыты песком, и водоем, сильно изменившись, стал бессточным.

Озеро Мещерское расположено в междуречье Волги и Оки, на пониженном правом берегу Волги у впадения в нее Оки. Территория вокруг Мещерского озера геоморфологический представляет собой пойму. Рельеф местности плоский. Абсолютные высоты достигают 65-70 м. Поверхность поймы скрыта толщей намывных песков мощностью (8-9) м в связи с подъемом территории при строительстве микрорайона. В результате намыва грунта абсолютные отметки здесь увеличились на (5-6) м. Конфигурация озера типична для старинных озер: оно имеет неправильно продолговатую, серпообразную форму. Озеро вытянуто с северо-запада на юго-восток и ориентировано почти параллельно руслу Волги. Длина озера 1220 м; ширина озера: максимальная – 170 м , средняя – 140 м; длина береговой линии – 3710 м. При близком к среднемноголетнему уровне воды в озере 68,55 м. БС площадь его водного зеркала – 0,170 км², объем-379,3 тыс.м³. Глубина озера: максимальная-4,08 м,средняя-2,23м. Береговая линия озера мало изрезанная. Береговые склоны высотой (1-4) м довольно пологие, плотно спускающиеся к воде, лишь в западной части крутые. Площадь водосбора озера мещерское около 3 км². Естественных поверхностных притоков в озеро и истоков из него нет. Уровненный режим Мещерского озера характеризуется подъемом уровня с осени до конца весеннего половодья. В летнюю межень происходит снижение уровня , прерываемое дождевыми паводками; минимальные уровни наблюдаются в сентябре- октябре. Средняя годовая амплитуда колебания уровня Мещерского озера не превышает 1,0 м. Наполнение озера осуществляется водой от таяния снега, дождевыми осадками и подземными водами. В прошлом питание озера осуществлялось через водоток, соединявший его с Волгой, а также за счет грунтовых вод. Позднее, когда водоток был засыпан, озеро продолжали питать грунтовые воды, поступавшие с верхних террас, а также воды Волги во время половодья. Последние 7-10 лет озеро стало сильно мелеть[2].

Ледостав на озере происходит в середине ноября и продолжается (130- 140) дней. Толщина люда к концу февраля – началу марта достигает (0,7-0,9) м, в отдельные годы (1,2-1,4) м. Лед тает на месте в середине апреля. С разрушением ледостава начинается прогревание воды в озере. Наибольших значений (19-23) Стемпература воды достигается в июле. К середине октября она снижается до значений, близких к 0 С. Грунты дна озера песчаные и песчано-илистые. Территория памятника природы по биоклиматическим условиям относится к природной подзоне хвойно-широколиственных лесов с дерново-подзолистыми почвами. Однако, в настоящее время естественная растительность, как и почвенный покров, полностью изменены антропогенным воздействием. В прибрежной зоне почвенно-растительного покрова лишено около 70% территории. Имеющиеся почвы представлены антропогенными насыпными рыхлопесчаными (реже – связнопесчаными) разностями со слабо развитым гумусовым горизонтом. Намывные пески слагаются из кварцевых разнозернистых песков, бедных по содержанию элементов питания и малоплодородных для произрастания растений. Там, где растительность отсутствует, песок перевивается ветром [3].

Отмечается заболачивание озера и зарастание на площади 0,034 км² . Растительность прибрежной зоны Мещерского озера неоднородна. На южном берегу, крутизна которого около 20, со стороны бульвара Мещерского произрастают отдельные деревья тополя бальзамического, клена ясенелистого и древовидных ив. Возраст древесных пород около 30 лет, высота 8 м. Насаждения местами отличаются высокой сомкнутостью. Ближе к берегу доминирует луговая растительность, в составе которой преобладают сорные и луговые виды: вейник наземный, горец птичий, клевер луговой и клевер ползучий, полынь обыкновенная, полевица гигантская, полевица обыкновенная и многие виды сорных растений. Травостой несомкнутый. На мелководье произрастают камыш лесной, тростник обыкновенный , осока пузырчатая. Местами берег замусорен, травостой вытоптан, имеются кострища. Древесная растительность северо-западного берега озера характеризуется хаотично разросшимися куртинами ивняков в сочетании с тополем бальзамическим, чередующимся с луговыми фитоценозами[2].

В травяном покрове преобладают: пырей ползучий, вейник наземный, вербейник обыкновенный, горец птичий. С северо-востока в прибрежную зону входят пустыри с сорно-луговыми растениями. Юго-восточная оконечность озера заболочена, здесь распространены ивняки, а на мелководье произрастают камыш, рогоз, тростник и осоки. С юга к озеру примыкают большие по площади пустыри, почти полностью. Лишенные растительности. Северный берег огражден бетонным барьером, высота которого 2,5 м, и почти лишен растительности, которая представлена в основном единичными посадками тополя бальзамического высотой около 5 м. В травяном покрове преобладают сорно-луговые виды, преимущественно злаки, доминирует вейник наземный, большие площади занимают рыхлые пески. Прибрежно-водная растительность сосредоточена преимущественно на южной оконечности озера. Здесь вдоль берега тянется полоса зарослей осоки острой, тростника, манника большого, лютика ползучего и других видов влажных местообитаний. Замытые песком побеги ивы дали обильную поросль[3].

Видовой состав фитопланктона озера Мещерского составляет 106 видов, разновидностей и форм водорослей. Основу численности фитопланктона образуют диатомовые и зеленые водоросли, а биомассы-динофитовые и диатомовые. В озере наблюдается естественное развитие зоопланктона, характеризующегося низкими значениями биомассы.

Видовой состав зоопланктона представлен типичными видами европейской части России: коловратками (13 видов), ветвистоусыми ракообразными (8 видов), веслоногими (5 видов) и др. В составе донных биоценозов отмечено 64 вида гидробионтов: личинки хиромид (17 видов), моллюски (13 видов), пиявки, водные ослики, водные клещи и др. Мещерское озеро относится к водоемам 2-й рыбохозяйственной категории. В литоральной зоне имеются небольшие площади водной акватории, заросшие водными растениями, которые служат для нереста рыб фитофильного комплекса. В водоеме относительно благоприятные условия для нагула, обитания и воспроизводства рыб.

Ихтиофауна насчитывает (10-12) видов. Обычны плотва и окунь. Отмечены верховка, щиповка, голец, ротан и другие виды лимнофильного комплекса. Зимовальных ям нет. На озере кормятся чайковые птицы( чайка и чайка чайки, речная и малая крачки – последний вид занесен в Красные книги РФ и Нижегородской области). В ивняках по берегам озера гнездятся обыкновенный соловей, варакушка, славка,зяблик. Так как озеро находится в черте города, то на прилегающей к нему территории характерно присутствие синантропных животных[5].

Вода озера характеризуется незначительным содержанием углекислого газа, достаточным насыщением кислородом. По величине минерализации – среднеминерализованная. Общесанитарные показатели состояния озера ( содержание в воде растворимого кислорода, углекислого газа, величина pH, прозрачность, цветность) обычны для водоемов нашей географической зоны. В целом оз. Мещерское является мезотрофно-эвтрофным водоемом. Охранная зона памятника природы устанавливается в границах 300- метровой водоохраной зоны[6].

Озеро Мещерское в прошлом играло важную водохранную роль для Волги и как живописный водоем с чистыми водами оно служило рекреационным целям граждан. В настоящее время, когда озеро претерпело значительные изменения в связи с созданием из окружающей его территории большого жилого массива, оно продолжает выполнять рекреационные функции. Озеро используется для отдыха местных жителей, купания т любительского лова рыбы. Оно не потеряло своей водоохраной роли для Волги. Расположенное в окружении жилых кварталов, оно имеет также эстетическое значение. В его восточной оконечности функционирует коллектор ливневых стоков, по которому осуществляется отвод в озеро дренажных и промывных вод проходного коммуникационного канал. Северный берег оконтурен железобетонной дамбой, в восточной части сооружен дренажный колодец. По бровке склона пролегает асфальтированная магистраль с интенсивным движением городского транспорта. Через озеро перекинуты два пешеходных моста : в западном конце- наплавной, в средней части озера построен железобетонный мост на опорах, соединяющий северный и южный берега. На южном берегу озера к востоку от пешеходного моста расположен пляж, который используется для организованного отдыха и купания людей в летнее время[7].

4.2. Мещерское озеро - памятник природы

Значение памятника природы:

областное
средообразующее (важный объект для формирования природного комплекса г.Н.Новгорода)
научное
водоохранное (для реки Волги)
рекреационное.

На территории памятника природы запрещаются:

передача земель другим юридическим и физическим лицам с изменением установленного режима использования земель
приватизация и продажа земель
строительство зданий и сооружений, коммуникация и любых других объектов, не относящихся к функционированию памятника природы
предоставление земельных участков для садоводства и огородничества
геологоразведочные изыскания и разработка полезных ископаемых
взрывные работы
проведение гидромелиоративных и ирригационных работ, любые другие действия,приводящие к изменение гидрологического режима( за исключением работ по инженерной защите территории
забор воды из озера, сброс в озеро сточных вод
размещение свалок и полигонов для захоронения и уничтожения различных отходов, а также загрязненного снега, загрязнение и замусоривание территории
складирование отвалов размываемых грунтов
распашка земель
применение ядохимикатов, минеральных удобрений, химических средств защиты растений и стимуляторов роста
вырубка деревьев и кустарников, за исключением санитарных рубок и других работ по благоустройству
сенокошение
заготовка и сбор лекарственных и иных растения, другие виды использования растительным миром
проезд транспортных средств, кроме автомобилей специального назначения
размещение стоянок транспортных средств
заправка топливом, мойка и ремонт автомобилей и других машин и механизмов
а также любые иные виды хозяйственной деятельности, способные нанести ущерб объектам охраны за исключением
отдыха и купания граждан
любительского лова рыбы удочкой и спиннингом
научных исследований.

Вокруг памятника природы выделяется охранная зона площадью 41,8 га, в которой запрещаются:

передача земель другим юридическим и физическим лицам с изменением установленного режима использования земель
приватизация и продажа земел
строительство зданий и сооружений, коммуникация и любых других объектов, не относящихся к функционированию памятника природы
строительство дорог, трубопроводов и других коммуникаций
заготовка и сбор лекарственных и иных растений, другие виды пользования растительным миром
проезд транспортных средств, кроме автомобилей специального назначения
размещение стоянок транспортных средств
мойка и ремонт автомобилей и других машин и механизмов
размещение свалок и полигонов для захоронения и уничтожения различных отходов, а также загрязненного снега, загрязнение и замусоривание территории
вырубка зеленых насаждений, за исключением выборочных санитарных рубок
распашка земель
применение ядохимикатов, минеральных удобрений, химических средств защиты растений и стимуляторов роста
складирование отвалов размываемых грунтов ( строительных материалов и минеральных солей, кроме оборудованных в установленном порядке площадок, обеспечивающих защиту водного объекта от загрязнения
установка сезонных стационарных палаточных городков, размещение дачных и садово-огородных участков и выделение участков под индивидуальное строительство
иные виды деятельности, запрещенные законодательством РФ и принимаемыми в соответствии с ним нормативными правовыми актами

4.3. Географическое положение

Озеро Мещерское расположено в северно-восточной части Канавинского района г. Н. Новгорода, в 0,6-0,8 км южнее реки Волги и в 1,2 км западнее устья реки Оки. Вдоль южного берега озера проходит Мещерский бульвар, а вдоль северного и северо-восточного берега – ул. Сибирская. По южному береговому склону пролегает магистраль с интенсивным движением городского транспорта. Северные береговые склоны застроены многоэтажными зданиями, вплотную подступившими к бетонному барьеру озера. Через озеро перекинуты два пешеходных моста. В западном конце наплавной, в середине озера – мост на опорах.

По происхождению озеро является старицей реки Волги. Его конфигурация имеет типичную для старинных озер серпообразную форму, оно вытянуто параллельно реке Волге.

длина озера – 1100 м
ширина озера: максимальная – 240м, средняя 179 м
длина береговой линии – 2760 м
площадь водосборного бассейна – 3,00 км²
Объем воды – 440,22 тыс. м³
Глубина: максимальная – 4,1 м, средняя – 2,2 м

Глубины, превышающие 3 м, занимают 30,1% площади озера, глубины от 2 до 3 м – 31,8% площади озера. Водоохранная зона расположена на пойме Волги, с плоским рельефом. Северный и южный берега крутые. Высота южного берега 7-8 м, северного – 1-5 м. Западный и восточные берега низкие, заболоченные, но на расстоянии 80-100 м от уреза воды поверхность круто поднимается, образуя песчаные откосы[8].

4.4. Природные условия

Климат водоохранной зоны умеренно-континентальный, с холодной зимой и относительно коротким теплым летом. Для формирования экосистем того или иного типа важное значение имеет теплоэнергетические характеристики (температура) и атмосферное увлажнение. Для исследуемой территории, по данным метеостанции Стригино, характерны: среднегодовая температура воздуха +18⁰С, сумма биологически активных температур 2115⁰С. Считается, что коэффициент увлажнения, т.е. соотношение годовой массы осадков (640 мм) к годовой испаряемости (550 мм) составляет 1,16. Таким образом, исследуемая территория по биоклиматическим условиям относится к природнойподзоне хвойно-широколиственных лесов с дерново-подзолистыми почвами. Однако в настоящее время естественная растительность, как и почвенный покров, полностью изменены антропогенным воздействием. Вдоль северного и южного берега на расстоянии 50-70 м от уреза воды проходят транспортные коммуникации и жилая застройка. В целом же около 65% водоохранной зоны занято жилыми зданиями и хозяйственными объектами.

Остальная территория может быть использована и частично используется для рекреации. В этой зоне почвенно-растительного покрова лишено около 70% территории. Имеющиеся почвы представлены антропогенными насыпными рыхлопесчаными (реже - связнопесчаными) разностями со слабо развитым гумусовым горизонтом. Там, где растительность отсутствует, песок перевивается ветром. На крупных песчаных берегах имеется множество промоин в результате размыва талыми и дождевыми водами.

Растительность прибрежной зоны оз. Мещерского неоднородна. Так южный берег со стороны бульвара Мещерского характеризуется ряовыми посадками тополя бальзамического, клена ясенелистного и древовидных ив. Возраст древесных пород около 30 лет, высота 8 м. Насаждения местами отличаются высокой сомкнутостью, ближе к берегу преобладает луговая растительность, в составе которой доминирует сорные и луговые виды: вейник наземный, горец птичий, клевер луговой и ползучий, полынь обыкновенная, полевица гигантская. На мелководье произрастают камыш лесной, тростник обыкновенный, полевица гигантская. Местами берега замусорены, имеются кострища, вокруг которых травяной покров вытоптан. Древесная растительность северо-западного берега оз. Мещерского характеризуется хаотично разросшимися куртинами ивняков в сочетании с тополем бальзамическим, чередующихся с луговыми фитоценозами. В травяном покрове преобладают: пырей ползучий, вейник наземный, вербейник обыкновенный, горец птичий. С северо-востока в водоохранную зону озера входят пустыри с сорно-луговой растительностью. Юго-восточная оконечность озера заболочена, здесь распространены ивняки, а на мелководье произрастает камыш, рогоз, тростник и осоки. С юга к озеру примыкают большие по площади пустыри, представляющие собой песчаные насыпи, почти полностью лишенные растительности. Древесная растительность на северном берегу озера почти отсутствует и представлена в основном единичными посадками тополя бальзамического, высота которого 5 м. В травянистом покрове преобладают сорно-луговые виды, преимущественно злаки, доминирует вейний наземный, рыхлые пески занимают до 70% площади прибрежной зоны[8].

4.5. Рекреационные ресурсы

Считается, что рекреационная нагрузка (посещаемость территории отдыхающими) составляет: для береговой линии (пляжи) 847 чел/га, что не превышает допустимый уровень рекреационной нагрузки по ГОСТ 17.1.5.02.-8.Степень рекреационной нагрузки можно увидеть в таблице.

Таблица 1. Степень рекреационной нагрузки.

Рекреационные территории	Степень рекреационной нагрузки, чел/га
Рекреационные территории	Фактическая	Максимально допустимая
Береговая зона	847	1250

Для улучшения рекреационных качеств прибрежной зоны озера Мещерского, являющегося одним из немногих мест отдыха для жителей многотысячного микрорайона, необходимо проведение архитектурно-ландшафтных изыскательных работ с последующей реализацией проекта. Для придания большей живописности прибрежному ландшафту озера наиболее перспективно создание гармонических ландшафтных групп из декоративных пород деревьев и кустарников (особенно это актуально для северного берега, лишенного озеленения), обустройство прибрежной зоны, очистка территории от мусора. В первую очередь, необходимо озеленить пустыри, примыкающие к озеру, и благоустроить всю территорию вокруг озера.

4.6. Гидрохимические характеристики

Отбор проб проводился на трез вертикалях створа (рисунок ). Общесанитарные показатели состояния загрязнения озера (содержания растворимого кислорода, углекислого гада, величины рН, прозрачности, цветности) обычны для водоемов нашей географической зоны. Так содержание растворенного кислорода в поверхностном горизонте изменялась в пределах 7,04-12,2 мг/л, в придонном горизонте - от 6,83 до 11,2 мг/л, содержание углекислого газа, соответственно, в пределах 0,0-2,64 и 0,0-4,40 мг/л, величина рН колебалась от 7,36-8,70 мг/л у поверхности и 7,70 и 8, 65 мг/л у дна, прозрачность воды была достаточно высокой в среднем 19-22 см [1].

Для озера характерно достаточно высокое содержание органических веществ: величина БПК₅ стабильно превышает допустимые нормы 1-5,5 ПДК, повышены величины ХПК в среднем 30-35 мгО₂/л, высока цветность воды озера в среднем 95-102⁰, изменяется в пределах 67-143⁰. По величине минерализации вода озера характеризуется как среднеминерализованная от 311-367 мг/л. По соотношению главных ионов вода озера в течение всего года относится к гидрокарбонатному классу, группе кальция. Биогенные вещества представлены соединениями азота, фосфора, кремния, железа. При этом в концентрациях, превышающих допустимые, представлены соединения железа, эпизодическиаммонийные формы азота [2].

Концентрация железа в среднем по поверхности озера составила 2,1 ПДК, в придонном горизонте - 3,4 ПДК. Наиболее высокое загрязнение наблюдалось в восточной части озера (вертикаль 3), где уровень содержания железа изменялся от 2,9 у поверхности до 4,9 ПДК у дна, а максимальное содержание составило 10 ПДК. Загрязнение аммонийным азотом (1,2 ПДК) обнаружено в поверхностном горизонте западной части озера в июне (таблица ). Наиболее характерными для озера загрязняющими веществами являются соединения таких тяжелых металлов как марганец, медь, цинк. Особенно велика загрязненность марганцем, средняя концентрация которого в целом по акватории водоема у поверхности составила 10 ПДК, у дна - 13 ПДК. Распределение концентрации марганца по акватории водоема было практически однородным. Загрязнение медью поверхностного горизонта было на уровне 2, придонного - на уровне 4 ПДК, распределение по акватории водоема однородно. Цинк содержится на уровне 2,5 ПДК у поверхности, на уровне 3,5 ПДК - у дна. Наиболее высока степень загрязнения цинком в западной части озера (вертикаль), где средняя концентрация дна составила 5,2 ПДК, максимальная - 8 ПДК. Никель, свинец, кадмий и хром в воде озера не обнаружены. Среди прочих загрязняющих веществ (НФПР, фенол, СПАВ, формальдегид, лингосульфонаты, метанол) доминировали нефтепродукты, средняя концентрация которых по всей толще воды составила 3 ПДК, максимальная - 10 ПДК. Наиболее высокое содержание нефтепродуктов наблюдалось в восточной части озера. Эпизодически обнаружилось загрязнение формальдегидом, метанолом и лигносульфонатами. Загрязнение метанолом эпизодически имело место по всей акватории озера, наиболее высокое содержание (3 ПДК) обнаружено в поверхностном горизонте в восточной части водоема. Загрязнение формальдегидом также обнаруживалось по всей акватории озера, максимальные концентрации формальдегида составили 2,4 ПДК, наиболее высокие концентрации фиксировались в восточной части озера, где уровень загрязнения у поверхности достиг ПДК. Лигносульфонаты обнаруживались в центральной и восточной частях озера, максимальные концентрации незначительно (в 1,2 раза) превысили допустимые. Фенолы в воде озера не обнаружены, смолистые вещества обнаружились в очень малых концентрациях. Периодически обнаруживались хлорогранические пестициды. Наряду с ними в донных отложениях озера были обнаружены такие металлы как железо, медь, свинец, марганец, цинк, хром в донных отложениях не обнаружен [9].

Среди перечисленных металлов в донных отложениях превалировало железо, среднее содержание которого составило 10573 мг/г с.в., максимальное - 20150 мг/г с.в. Среднее содержание марганца в донных отложениях составило 551 мг/г с.в., никеля - 26 мг/г с.в., цинка - 20 мг/г с.в., меди - 7,8 мг/г с.в., кадмия - 4,3 мг/г с.в., свинца - 0,40 мг/г с.в. Отмечено [9], что наиболее высокое загрязнение железом, никелем, марганцем и цинком характерно для периферийных частей озера (западное и восточное), в донных отложениях центральной части озера содержание перечисленных веществ значительно ниже. Кадмий и свинец достаточно равномерно распределены по дну водоема, загрязнение медью увеличивается с запада на восток. Качество воды озера по комплексу контролируемых показателей в целом за год у поверхности соответствовало классу загрязненных, у дна - классу грязных вод, при этом в различные периоды года вода озера по качеству изменялась от умеренно загрязненной до очень грязной. Более низким качеством воды озеро характеризовалось в осенний период, существенных различий в качестые воды размытых участков водоема не наблюдалось. Приоритетными загрязняющими веществами являются марганец, нефтепродукт, медь, цинк, железо (таблица 2). Антропогенное влияние на водоем выражается в повышенном по сравнению с природным, содержание аммонийного азота в 1,6-2 раза, величин ХПК в 1,5-1,8 раз и БПК₅ 1,3-1,9 раза [9].

Таблица 2. Характеристика качества воды оз. Мещерского по химическим показателям в целом по водоему.

Показатели качества	Горизонт	Значение показателей (в ПДК)		За период наблюдений
Показатели качества	Горизонт	Лето	Осень	За период наблюдений
ИЗВ	Поверхностный	3,3	4,2	3,6
ИЗВ	Придонный	3,9	4,6	4,3
Класс качества воды	Поверхностный	4	5	4
Класс качества воды	Придонный	4	5	5
Характеристика качества воды	Поверхностный	Загрязненная	Грязная	Загрязненная
Характеристика качества воды	Придонный	Загрязненная	Грязная	Грязная
Марганец	Поверхностный	8,5	12,0	10,0
Марганец	Придонный	11,0	13,0	11,0
БПК₅	Поверхностный	4,2	2,1	3,4
БПК₅	Придонный	3,6	1,6	2,8
Цинк	Поверхностный	2,2	2,8	2,4
Цинк	Придонный	2,9	4,4,	3,5
Формальдегид	Поверхностный	2,1	-	-
Формальдегид	Придонный	-	-	-
Медь	Поверхностный	2,0	3,0	2,0
Медь	Придонный	3,0	4,0	4,0
НФПР	Поверхностный	2,0	4,4	3,0
НФПР	Придонный	2,2	4,2	3,0
Железо	Поверхностный	1,8	2,5	2,1
Железо	Придонный	2,7	4,4	3,3

4.7. Гидробиологические характеристики

Гидробиологические характеристики озера Мещерского включают данные качественного и количественного состава фитопланктона, зоопланктона, бактериопланктона и зообентоса, а также результаты сапробиологического анализа, указывающие на степень загрязнения водема органическими веществами. Пробы отбирались на трех вертикалях.

Фитопланктон.

Видовой состав фитопланктона озера Мещерского не богат (106 видов, разновидностей и форм водорослей) сформирован в основном зелеными (55 таксонов) и диатомовыми [7]. Основу флористических видов образуют планктонные формы[10], а среда индикаторов степени органического загрязнения воды – ß- мезосапробы. Основу численности фитопланктона образуют диатомовые и зеленые водоросли, а биомассы-динофитовые и диатомовые. Основные структурные характеристики фитопланктона можем рассмотреть в таблице 3.

Таблица 3. Основные структурные характеристики фитопланктона оз. Мещерского

Показатели	Значение показателей			Среднее за вегетационный период
Показатели	Весна	Лето	Осень	Среднее за вегетационный период
1	2	3	4	5
Численность, млнкл.л(средн./макс.)	3,62/43,22	1,42/1,99	2,32/3,85	2,22/4,22
Биомасса, г/м^3(средн./макс.)	5,89/7,50	5,71/10,18	1,11/2,05	3,92/10,18
1	2	3	4	5
Доминирующие виды	Ceratiumhirudinella, Melosiragranulata, Stephanodiseussp.sp	Ceratiumhirudinella,Glenodiniumquadridens, Stephanodiseussp.sp, Monoraphidiumcontortum	Stephanodiscushantzschii, Melosiragranulata, Stephanodiseussp.sp	Ceratiumhirudinella, Melosiragranulata, Stephanodiseussp.sp
Степень цветения воды	Умеренная-сильная	Умеренная-сильная	Слабая-умеренная	умеренная
Индекс видового разнообразия Шеннона по численности видов(средн./макс.)	Н/О	Н/О	Н/О	Н/О
Индекс видового разнообразия Шеннона по биомассе видов(средн./макс.)	Н/О	Н/О	Н/О	Н/О
Индекс сапробности по численности видов(средн./макс.)	2,22/2,34	1,95/2,12	2,37/2,41	2,17/2,41
1	2	3	4	5
Индекс сапробности по биомассе видов(средн./макс.)	1,61/1,80	1,34/1,49	2,45/2,65	1,84/2,65
Зона сапробности	ß- мезосапробная	ß- мезо-,-олиго-, ß- мезосапробная	ß-а мезосапробная	ß- мезосапробная
Класс качества воды	\|\|\| умеренно-загрязненная	2-3, чистая-умеренно загрязненная	3-4, умеренно загрязненная-грязная	\|\|\| умеренно-загрязненная
Экологическое состояние водоема	Относительно удовлетворит	Относительно удовлетворит	Относительно удовлетворит	Относительно удовлетворит

По количественному развитию фитопланктона и концентрации хлорофилла озеро можно считать мезотрофно-эвтрофным водоемом, степень цветения воды в нем,в основном оценивается как умеренная. Распределение фитопланктона по акватории озера, в основном равномерное. Анализ сапробности водной толщи озера свидетельствует о принадлежности водоема к ß- мезосапробной зоне с колебаниями значение от ß- мезо-,-олигосапробного уровня до ß-а мезосапробного. Максимален уровенсапробностиосенью,что связано с замедлением интенсивности процессов самоочищения при снижении температуры воды.Летом показатели органического загрязнения наименьшие и характеризуют озеро как ß- мезо-,-олигосапробные. Весной сапробностьвыше,чем летом, заметно ниже,чем осенью. Качество воды озера по фитопланктону летом характеризуется 2 и 3 классом( воды чистые-умеренно загрязненные) а весной и осенью 3 классом и (3-4) классом( умеренно-загрязненные—грязные). М.Озеро не утратило способности к самоотчищению, и экологическое его состояние по фитопланктону может быть оценено как относит.удовлетвор.

Зоопланктон.

Видовой состав зоопланктона озера Мещерского представлен типичными видами Европейской часть России. Абсолютное большинство видов принадлежит к группе истинных планктонных. Наибольшее число видов было зарегистрировано среди коловраток. Ветвистоусые ракообразные насчитывали около 8 видов, веслоногие - 5 видов. Список доминирующих видов за вегетационный период представлен в таблице 4.

Таблица 4. Основные структурные характеристики зоопланктона оз. Мещерского

Показатели	Значение показателей			Среднее за вегетационный период
Показатели	Весна	Лето	Осень	Среднее за вегетационный период
1	2	3	4	5
Численность, тыс. экз./м³	82,5	100,7	25,2	66,8
Биомасса, г/м³	0,21	0,21	0,06	0,15
Доминирующие виды	Keratellacochleris, Mesocyclopsoithomoides, Asplanchnapriodonta, Bosminslongiristirs, Brachionuscalycifiorus	Keratellacochleris, Mesocyclopsoithomoides, Asplanchnapriodonta, Bosminslongiristirs, Polyarthra major	Keratellacochleris, Mesocyclopsoithomoides, Asplanchnapriodonta, Polyarthra major, Brachionusangularis	Keratellacochleris, Mesocyclopsoithomoides, Asplanchnapriodonta, Bosminalongirostris, Polyarthra major
Соотношение основные групп, % (численность/биомасса): - коловратки - ветвистоусые - веслоногие	62,5/38,1 6,0/23,8 31,5/38,1	80,7/71,4 2,5/4,8 16,8/23,8	83,3/50,0 1,6/17,0 15,1/33,0	76,7/60,0 3,1/13,3 20,2/26,7
Индекс видового разнообразия Шеннона (чичленность/биомасса)	2,03/2,10	1,69/1,60	2,24/2,20	1,91/1,88
Индексы сапробности (численность/биомасса)	1,79/1,72	1,62/1,57	1,65/1,65	1,67/1,63
Зона сапробности	ß- мезосапробная	ß- мезосапробная	ß- мезосапробная	ß- мезосапробная
Класс качества воды	III, умеренно загрязненная	III, умеренно загрязненная	III, умеренно загрязненная	III, умеренно загрязненная
Экологическое состояние водоема	Относительно удовлетворительное	Относительно удовлетворительное	Относительно удовлетворительное	Относительно удовлетворительное

Максимальная численность зоопланктона была зарегистрирована летом за счет массового развития коловраток. Летняя и осенняя биомасса зоопланктона держалась на одном уровне На большом протяжении вегетационного периода по численности преобладали коловратки, составляющие значительную долю и в биомассе зоопланктона. Величина индексов сапробности, рассчитанных по численности и биомассе индикаторных видов зоопланктона, были сходны. Сапробиологический анализ позволяет оценить озеро Мещерское как ß- мезосапробное. Индексы видового разнообразия Шеннона, рассчитанные по численности и биомассе зоопланктона колебалась от 1,6 до 2,24. Снижение выравненности в летний период повлекло за собой снижение индексов видового разнообразия. Таким образом, в озере Мещерском, естественное развитие зоопланктона, характеризующего низкими значениями биомассы.

Преобладающей группой зоопланктона были коловратки. Вода озера по показателям зоопланктона характеризовалась как "умеренно загрязненная", 3 класса качества. Экологическое состояние водоема может быть оценено как "относительно удовлетворительное" [2].

Зообентос.

Ложе Мещерского озера песчаное с большей или меньшей степенью заиления. В литоральной зоне на значительном протяжении представлены заросли макрофитов. В составе донных биоценозов отмечено 64 вида гидробионтов, среди которых по видовому составу преобладали личинки хирономид (17 видов) и моллюски (13 видов). Довольно разнообразен и состав других групп насекомых: отр. Ephemeroptera (7 видов), отр. Odonata (4 вида), отр. Colioptera (4 вида). Обнаружены также представители сем. Ceratopogonidae, сем. Chaoboridae, сем. Culicidae, отр. Trichoptera, отр. Heteroptera, пиявки, олигахеты, водяные ослики, водные клещи. Среднесезонные показатели количественного развития бентоса характеризуют водоем как мезотрофный. Наличие в составе зообентоса большого количества гетеротопов обуславливает значительные колебания количественных показателей развития донной фауны. В составе бентосных организмов обнаружено 24 вида - индикаторов степени сапробности, среди которых преобладают показатели значительной и сильной степени загрязнения, а также эврибионты. Наиболее напряженная экологическая обстановка на протяжении всего вегетационного периода имела место на акватории 1 вертикали. Показатели состояния донных биоценозов и характер грунта характеризуют экологическую ситуацию в глубоководной части озера как "чрезвычайная". В литорали бентосные сообщества находятся в "относительно удовлетворительном" состоянии. Класс качества воды 5,"грязная". Класс качества воды в придонных слоях глубоких участках озера 4, т.е. вода "загрязненная", локально - "умеренно загрязненная" (3 класс). В прибрежном мелководье вода преимущественно "умеренно загрязненная", 3 класс [4].

4.8. Анализ вод Мещерского озера

4.8.1. Методические особенности

4.8.1.1. Методика выполнения измерений содержания взвешенных веществ в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом

Гравиметрический метод определения взвешенных веществ основан на выделении из пробы фильтрованием воды через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 мкм или бумажный фильтр "синяя лента" и взвешивания осадка при фильтре после высушивании его до постоянной массы.

Определение общего содержания примесей (суммы растворенных и взвешенных веществ) осуществляют выпариваем известного объема нефильтрованной анализируемой воды на водяной бане, высушиванием остатка при 105⁰С до постоянной массы и его взвешиванием.

Описание подготовительных работ, проводимых непосредственно перед выполнением измерений:

подготовка мембранных фильтров

Фильтры кипятят в дистиллированной воде 5-10 мин. Кипячение проводят 3 раза, сливая после каждого раза воду и заменяя ее свежей. Затем фильтры помещают в чашки Петри и сушат в сушильном шкафу при 105⁰С в течение часа. Чистые фильтры хранят в закрытых чашках Петри

Перед использованием фильтр маркируют карандашом с мягким грифелем, с помощью пинцета помещают в маркированный бюкс, сушат при 105⁰С в течение часа, охлаждают в эксикаторе и взвешивают закрытый бюкс фильтром на лабораторных весах с точностью до 0,1 мг.

подготовка бумажных фильтров

Бумажные обеззоленные фильтры "синяя лента" маркируют, складывают, помещают в воронки и промывают 100-150 см³ дистиллированной воды. Затем пинцетом вынимают фильтр из воронки, помещают в сложенном виде в маркированный бюкс и высушивают в сушильном шкафу при 105⁰С в течение часа. Затем охлаждают бюксы с фильтрами в эксикаторе и, закрыв их крышками, взвешивают на лабораторных весах с точностью до 0,1 мг. Повторяют процедуру сушки до тех пор, пока разница между взвешиваниями будет не более 0,5 мг

подготовка тиглей

Фарфоровые тигли с крышками промывают раствором соляной кислоты, затем дистиллированной водой, сушат, прокаливают при 600⁰С в течение 2 ч., охлаждают в эксикаторе и взвешивают с точностью до 0,1 мг. Повторяют прокаливание до тех пор, пока разница между взвешиваниями будет не более 0,5 мг.

30 см³ соляной кислоты смешивают с 170 см³ дистиллированной воды. Раствор хранят в плотно закрытой посуде не более 1 года.

подготовка прибора для вакуумного фильтрования

Подготовку прибора для вакуумного фильтрования осуществляют в соответствии с инструкцией по его эксплуатированию.

Описание подготовки работ по определению взвешенных веществ:

определение взвешенных веществ с использованием мембранного фильтра

Подготовленный и взвешенный мембранный фильтр пинцетом извлекают избюкса, зажимают в ячейке прибора вакуумного фильтрования и пропускают отмеренный объем тщательно перемешанной анализируемой пробы воды. Этот объем зависит от содержания взвешенных веществ в воде и подбирается с таким расчетом, чтобы масса осадка взвешенных веществ на фильтре находилась в пределах 3-200 мг.

После пропускания нужного объема воды приставший к стенкам ячейки для фильтрования осадок смывают на фильтр порцией фильтрата. Фильтр с осадком дважды промывают дистиллированной водой порциями по 10 см³, извлекают пинцетом из устройства для фильтрования, помещают в тот же бюкс, в котором его взвешивали до фильтрования, подсушивают сначала на воздухе, а затем в сушильном шкафу при 105⁰С в течение 1 часа, после чего взвешивают.

Повторяют процедуру сушки до тех пор, пока разница между взвешиваниями будет не более 0,5 мг при массе осадка до 50 мг и 1 мг при массе 50 мг.

определение взвешенных веществ с использованием бумажного фильтра

Взвешенный бумажный фильтр помещают в воронку, смачивают небольшим количеством дистиллированной воды для хорошего прилипания и пропускают отмеренный объем тщательно перемешанной анализируемой пробы воды, подобранной с таким расчетом, что масса осадка взвешенных веществ на фильтре находилась в пределах 3-200 мг.

По окончанию фильтрования дают воде полностью стечь, затем фильтр с осадком трижды промывают дистиллированной водой порциями по 10 см³, осторожно вынимают пинцетом и помещают в тот же бюкс, в котором его взвешивали до фильтрования. Фильтр высушивают 2 ч. при 105⁰С, охлаждают в эксикаторе и, закрыв бюкс крышкой, взвешивают.

Повторяют процедуру сушки, пока разница между взвешивания будет не более 0,5 мг при массе осадка до 50 мг и 1 мг при массе более 50 мг.

определение общего содержания примесей

Выпаренный чашки помещают на водяную баню, в них постепенно приливают тщательно перемешанный отмеренный объем анализируемой пробы воды, содержащей от 10 до 250 мг примесей, и упаривают до объема 5-10 см³. Упаренную пробу количественно переносят с тигель промывая чашки 2-3 раза дистиллированной водой порциями по 4-5 см³. Упаривают пробу в тигле досуха. После выпаривания дно тигля для удаления накипи обтирают фильтровальной бумагой, смоченной раствором соляной кислоты, и ополаскивают дистиллированной водой.

Если необходимо определить содержание только растворенных веществ (сухой остаток), для упаривания берут отфильтрованнную воду. Тигли переносят в сушильный шкаф, сушат при 105⁰С в течение 2 ч., охлаждают в эксикаторе, закрывают крышками и взвешивают.

Повторяют процедуру сушки и взвешивания до тех пор, пока разница между взвешивания не превысит 0,5 мг при массе осадка менее 50 мг и 1 мг при массе более 50 мг.

Обработка результатов измерений.

Содержание взвешенных веществ в анализируемой пробе воды Х, мг/дм³, рассчитывают по формуле:

Х = ((М_фо - М_ф)/V) * 1000, где

М_фо - масса бюкса с мембранным или бумажным фильтром с осадком взвешенных веществ, г

М_ф - масса бюкса с мембранным или бумажным фильтром без осадка, г

V - объем профильтрованной пробы воды, дм³

Общее содержание примесей в анализируемой пробе воды Х, мг/дм³, рассчитывают по формуле:

Х = ((М₁ - М₂)/V) * 1000, где

М₁ - масса тигля, г

М₂ - масса тигля с высушенным остатком, г

V - объем пробы воды, взятый для упаривания, дм³

Расхождение между результатами анализа, полученными в двух лабораториях, не должны превышать предела вопроизводимости. При выполнении этого условия приемлемы оба результата анализа, и в качестве окончательного может быть использовано среднее арифметическое значение. Значения предела воспроизводимости приведены в таблице 5. При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы проверки приемлемости результатов анализа согласно ГОСТ Р ИСО 5725-6 [11].

Таблица 5. Значения предела воспроизводимости при вероятности Р = 0,95

Показатель	Диапазон измерений массовой концентрации взвешенных веществ и общего содержания примесей, мг/дм³	Предел воспроизводимости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами измерений, полученными в данных лабораториях), R, %
Взвешенные вещества	от 3,0 до 10,0 вкл.	42
	св. 10,0 до 50,0 вкл.	28
	св. 50,0	14
Общее содержание примесей	от 10,0 до 30,0 вкл.	34
	св. 30,0 до 100,0 вкл.	28
	св. 100,0	14

4.8.1.2. Методика выполнения измерений рН в водах потенциометрическим методом

Документ устанавливает методику количественного химического анализа проб воды (природных, сточных, подземных и т.д.). Для определения величины рН в диапазоне от 1 до 14 потенциометрическим методом.

Метод определения величины рН проб воды основан на измерение ЭДС электронной системы, состоящей из стеклянного электрода, потенциал которого определяется активностью водородных ионов, и вспомогательного электрода сравнения с известным потенциалом [12].

Выполнение анализа.

Анализируемую пробу объемом 30 см³ помещают в химический стакан вместимостью 50 см³. Электроды промывают дистиллированной водой, обмывают исследуемой водой, погружают в стакан с анализируемой пробой. При этом шарик стеклянного измерительного электрода необходимо полностью погрузить в раствор, а солевой стакан вспомогательного электрода должен быть погружен на глубину 5-6 мм. Одновременно в стакан погружают термокомпенсатор.

Отсчет величины рН по шкале прибора проводят, когда показания прибора не будут изменяться более, чем на 0,2 единицы рН в течение одной минуты, через минуту измерение повторяют, если значение рН отличается не более, чем на 0,2, то за результат анализа принимают среднее арифметическое значение.

После измерений электроды ополаскивают дистиллированной водой и протирают фильтровальной бумагой или мягкой тканью.

Если возникает необходимость обезжирить электрод, то его протирают тканью, смоченной этиловым спиртом и затем несколько раз ополаскивают дистиллированной водой и протирают мягкой тканью.

При необходимости электрод регерируют погружением на 2 часа в 2%-ный раствор соляной кислоты и далее тщательно промывают дистиллированной водой [12].

Обработка результатов измерений.

За результат анализа Х_ср. принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений Х₁и Х₂:

Х_ср. = ((Х₁ + Х₂)/2) * 1000

4.8.1.3. Методика выполнения измерений массой концентрации сухого остатка в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом

Документ устанавливает методику количественного химического анализа (КХС) проприродных и очищенных сточных вод для определения в них гравиметрическим методом сухого остатка при массовой концентрации от 50 до 25000 мг/дм³.

Гравиметрический метод определения массовой концентрации сухого остатка основан на взвешивании высушенного при температуре 105⁰С остатка, полученного при выпаривании аликвотной части отфильтрованной пробы исследуемой воды.

Средства измерений вспомогательные устройства, реактивы и материалы:

1. средства измерений, вспомогательные устройства:

весы лабораторные, 2-го класса точности
сушильный шкаф
мензурки или цилиндры (1 - 50, 1 - 100, 1 - 200, 1 - 250, 1 - 500, 1 - 1000)
баня водяная
чашки выпаривательные
эксикатор
бутылки с притертыми или винтовыми пробками вместимостью 500-1000 см³ для отбора и хранения проб

2. реактивы и материалы

фильтр обеззоленный "белая лента"
силикагель технический
вода дистиллированная

Условия безопасного проведения работ:

при выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами
электробезопасность при работе с электроустановками
организация обучения работающих безопасности труда
помещение лаборатории должно соответствовать пожарной безопасности и иметь средства пожаротушения

Требования к квалификации оператора.

Выполнение измерений может производить химик-аналитик, владеющий техникой гравиметрического метода анализа.

Условия выполнения измерений:

измерений проводятся в условиях, регламентированных ГОСТ 15150 [13]
температура окружающего воздуха 20⁰С
относительная влажность 80%
атмосферное давление 84-105 КПа
частота переменного тока 50 Гц
напряжение в сети 220 В

Отбор проб. Их консервирование и хранение.

Бутыли для отбора и хранения проб воды промывают водопроводной водой, обрабатывают хромной смесью, тщательно промывают водопроводной, затем 3-4 раза дистиллированной водой.

Пробы воды, объемом не менее 500 см³, отбирают в бутыли предварительно ополоснутые отбираемой водой. Пробу воды анализируют в день отбора, не консервируют.

При отборе проб составляют сопроводительный документ, в котором:

цель анализа
место, время отбора
номер пробы
должность, фамилия отбирающего пробу, дату

Подготовка к выполнению измерений.

При подготовке к выполнению измерений проводят следующие работы:

подготовку фарфоровых чашек
пустые пронумерованные чашки выдерживают в сушильном шкафу при температуре 105⁰С до постоянной массы, охлаждают в эксикаторе, взвешивают

Выполнение измерений.

Аликвотную часть (согласно таблице 6.) пробы воды, предварительно профильтрованной через бумажный фильтр "белая лента", отобранную мензуркой или цилиндром, помещают в предварительно взвешенную фарфоровую чашку и выпаривают на водяной бане досуха. Чашку наливают не более чем на 3/4 объема.

Таблица 6. Объем аликтвотной части пробы.

Диапазон массовой концентрации сухого остатка, мг/дм³	Объем аликвотной части пробы, см³
от 50 до 500	100
св. 500 до 1000	50
св. 1000 до 10000	25

После выпаривания внешняя поверхность чашки с сухим остатком тщательно вытирают и помещают в сушильный шкаф, нагретый до 105⁰С, высушивают в течение 3 часов, охлаждают в эксикаторе, взвешивают.

Высушивание, охлаждение в эксикаторе и взвешивание повторяют до достижения постоянной массы.

Обработка результатов данных.

Массовую концентрацию сухого остатка Х, мг/дм³, вычисляют по формуле:

Х = ((М₁ - М₂)/V) * 1000, где

М₁ - масса чашки с высушенным остатком, мг

М₂ - масса пустой чашки, мг

V - аликвотная часть пробы, см³

Для двух параллельных определений получают два значения концентрации Х₁ и Х₂ и рассчитывают среднее арифметическое:

Х_ср. = ((Х₁ + Х₂)/2) * 1000

Если расхождение между параллельными определениями не превышает допускаемого (Х₁- Х₂), то среднее арифметическое значение принимают за среднее найденное значение. В противном случае анализ повторяют использую резервную трубку.

Оперативный контроль вопроизводимости.

Образцами для контроля являются реальные пробы природный и очищенный сточных вод.. Объем отобранной для контроля пробы должен соответствовать удвоенному объему, необходимому для проведения анализа по методике. Отобранный объем делят на две равные части и анализируют в точном соответствии с прописью методики, максимально варьируя условия проведения анализа проведения анализа, т.е. получают два результата анализа в разных лабораториях или в одной, используя при этом разные наборы мерной посуды, разные партии реактивов. Два результата анализа не должны отличаться друг от друга на величину допускаемых расхождений между результатами анализа:

(Х₁ - Х₂) < D, где

Х₁ - результат анализа рабочей пробы

Х₂ - результат анализа той же пробы, полученный в другой лаборатории или в этой же, но другим аналитиком с использованием другого набора мерной посуды и других партий реактивов

D - допускаемые расхождения между результатами анализа одной и той же пробы

Допускаемые расхождения между двумя результатами анализа приведены в таблице. Выбор значения D проводят по значениям:

Х_ср. = ((Х₁ + Х₂)/2) * 1000

При превышении норматива оперативного контроля воспроизводимости эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива D выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля и устраняют их.

4.8.1.4. Методика выполнения измерений массовой концентрации общего железа в природных и сточных водах фотометрическим методом с сульфосалициловой кислотой

Настоящий документ устанавливает фотометрическую методику химического анализа проб природных и очищенных сточных вод для определения в них железа общего при массовой концентрации от 0 до 10,00 мг/дм³.

Если массовая концентрация общего железа в анализируемой пробе превышает верхнюю границу, то допускается разбавление пробы таким образом, чтобы концентрация общего железа соответствовала регламентированному в диапазону.

Если массовая концентрация общего железа в анализируемой пробе ниже минимально определяемого, то допускается концентрирование.

Мешающие влияния, обусловленные присутствием в пробе органических веществ, нитритов, полифосфатов и др. устраняется специальной подготовкой пробы.

При наличии в анализируемой пробе ионов хрома и цинка в количествах, превышающих в 10 раз концентрацию железа; меди и кобальта в концентрациях, превышающих 2,0 мг/дм³ - следует использовать другой метод.

Фотометрический метод определяется массовой концентрации общего железа основан на образовании сульфосалициловой кислотой или ее натриевой солью с солями железа окрашенных комплексных соединений, причем в слабокислой среде сульфосалициловая кислота реагирует только с солями железа (3+) (красное окрашивание), а в слабощелочной среде - с солями железа (2+) и (3+) (желтое окрашивание). Оптическую плотность окрашенного комплекса для железа общего измеряют при длине волны = 425 нм, для железа (3+) при длине волны = 500 нм.

Средства измерений, вспомогательное оборудование, материалы, реактивы:

1. средства измерения, вспомогательное оборудование:

спектрофометр или фотоэлектроколориметр, позволяющий измерять оптическую плотность при длине волны = 425 и 500 нм, кюветы с толщиной поглощающего слоя 10 и 50 мм
весы лабораторные общего назначения 2-го класса точности
плитка электрическая
сушильный шкаф электрический общелабораторного назначения

2. посуда:

колбы мерные 2 (25, 50, 100, 1000)
колбы Ки-1-250 ТС
пипетки мерные: 4(5)-2-1(2)-6(7)-2-5(10)
бутылки из стекла или полиэтилена с притертыми пробками вместимостью 250-500 см³ для отбора и хранения проб

3. реактивы:

аммоний хлористый
кислота соляная
кислота азотная
кислота серная
вода дистиллированная
аммиак водная
натрий хлористый
бумага индикаторная универсальная

Все реактивы, использованные для анализа, должны быть квалификации ч.д.а. или л.ч.

Условия безопасного проведения работ необходимо:

при выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами
электробезопасность при работе с электроустановками
организация обучения работающих безопасного труда
помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности и иметь средства пожаротушения

Требования к квалификации оператора.

Выполнение измерений может производить химик-аналитик, владеющий техникой фотометрического анализа и изучивший инструкцию по эксплуатации спектрофометра или фотоэлектроколориметра.

Условия выполнения измерений:

измерения проводятся в нормальных лабораторных условиях
температура окружающего воздуха 20⁰С
относительная влажность 80%
атмосферное давление 84-106 КПа
частота переменного тока 50 Гц
напряжение в сети 220 В

Отбор и хранение проб воды.

Для правильного отбора и хранения воды нужно:

1. подготовка посуды для отбора проб:

бутылки для отбора и хранения проб воды обезжиривают раствором СИС, промывают водопроводной водой, обрабатывают раствором азотной кислоты (1 : 1), тщательно промывают водопроводной, зачем 3-4 раза дистиллированной водой
пробы воды отбирают в стеклянные или полиэтиленовые бутылки, предварительно ополоснутые отбираемой водой. Объем отбираемой пробы должен быть не менее 250 см³

2. если анализ выполняется в течение суток, пробу отбирают, не консервируя. При невозможности выполнения анализов в указанные сроки пробу обрабатывают одним из следующих способов:

если необходимо определять сумму растворенной и нерастворенной форм железа, к пробе добавляют 2 см³ концентрированной соляной кислоты или 2,5 см³ концентрированной азотной кислоты на каждые 100 см³ пробы
если необходимо определять железо растворенное, то отработанную пробу сразу фильтруют через мембранный фильтр 0, 0-35,40 мкм, поместив в приемную колбу 1 см³ концентрированной соляной кислоты на каждые 100 см³ пробы.

3. при отборе проб составляется сопроводительный документ по утвержденной форме, в котором указывается:

цель анализа, предполагаемые загрязнители
место, время отбора
номер пробы
должность, фамилия отбирающего пробу, дата

Подготовка к выполнению измерений.

При подготовке к выполнению измерений нужно:

1. подготовка прибора

Подготовку спектрофометра или фэтоэлектроколориметра к работе проводят в соответствии с рабочей инструкции по эксплуатации прибора

2. приготовление растворов

приготовление 20%-го раствора сульфосалициловой кислоты

Навеску сульфосалициловой кислоты (20,0 г) помещают в колбу, растворяют в 80 см³ дистиллированной воды.

приготовление раствора аммиака (1 : 1)

Смешивают равные части аммиака концентрированного и воды дистиллированной.

приготовление раствора хлорида аммония

Навеску хлорида аммония (107 г.) помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см³, растворяют в дистиллированной воде и доводят до метки дистиллированной водой. Срок хранений - 1 неделя.

приготовление основного раствора СО с Х содержанием

Раствор готовят в соответствии с прилагаемой к образцу инструкцией. 1 дм³ раствора должен содержать 100 мг железа

срок хранения - 1 неделя

построение градуировочного графика

Для построения градуированного графика необходимо приготовить образцы для градуировки с массовой концентрацией железа от 0,1 до 10,0 мг/дм³.

Состав и количество образцов для построения градуировочных графиков приведены в таблице.

Анализ образцов для градуировки приводятся порядке возрастания их концентрации. Для построения градуировочного графика каждую искусственную смесь необходимо ботометрировать по 3 раза с целью исключения случайных результатов усреднения данных.

Таблица 7. Состав и количество образцов для градуировки при анализе железа.

Массовая концентрация железа в градуированных растворах, мг/дм³ 1	Аликвотная часть растворов см³, помещенных в мерную колбу на см³
	Рабочий раствор с концентрацией 10 мг/дм³ 2	Основной раствор с концентрацией 100 мг/дм³ 3
0,00	0,00	-
0,10	1,00	-
0,25	2,50	-
0,50	5,00	-
0,75	7,50	-
1,00	10,00	-
2,50	-	1,00
5,00	-	2,50
7,50	-	5,00
10,00	-	7,50

Выполнение измерений.

Определение железа общего выполняется следующим образом:

1. определение железа общего (2+) и (3+)

Если в обработке пробы нет необходимости, то к отобранному объекту (100 см³ и менее) добавляют 0,5 см³ азотной кислоты концентрированной и упаривают раствор до 1/3 объема. Полученный раствор, с концентрированной от 0,1 до 10,0 мг/дм³, помешают в мерную колбу на 100 см³, нейтрализуют раствором аммиака до рН = 7-8 по индикаторной бумаге, приливают 2,0 см³ аммония хлористого, 2,0 см³ сульфосалициловой кислоты. Доводят до метки дистиллированной водой. Тщательно перемешивают и оставляют на 5 мин. до полного развития окраски.

Оптическую плотность полученного раствора измеряют при длине волны = 425 нм. В кювете с длиной поглощаемого слоя 50 или 10 нм по холостому раствору, проведенного таким же способом с дистиллированной водой. По калибровочному графику находят содержания железа общего

2. определение железа (3+)

Определение можно проводить только в тех случаях, когда пробу не обработали с целью разрушения органических компонентов, и не кипятили, так как при этом железо (2+) окисляется до железа (3+).

Пробу объемом 80,0 см³ и менее, в зависимости от концентрации, помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³ нейтрализуют раствором аммиака или соляной кислоты до рН 3-5 по индикаторной бумаге, прибавляют 2 см³ сульфосалициловой кислоты, доводят до метки дистиллированной водой. Тщательно перемешивают и оставляют на 5 мин. до полного развития окраски.

Оптическую плотность раствора измеряют при длине волны = 500 нм, в кювете с длиной поглощающего слоя 10 или 50 нм по холостому раствору.

Таким же способом проводят с дистиллированной водой. По калибровочному графику находят содержание железа общего.

Обработка результатов измерений.

Содержание железа рассчитывается по формуле:

Х = (С * 100)/V, где

Х - содержание железа, мг/дм³

С - концентрация железа, найденная по градуировочному графику, мг/дм³

100 - объем, до которого разбавлена проба, см³

V - объем пробы, см³

Для двух параллельных определений получаю 2 значения концентрации Х₁ и Х₂ и рассчитывают среднее арифметическое:

Х_ср. = ((Х₁ + Х₂)/2) * 1000

4.8.2. Результаты

Местами отбора проб был пляж (точка №1), также пробы были взяты за театром "Вера" (точка №2), за школой №176 (точка №3) и у дренажного канала (точка №4). Объектом анализа всех точках, являлась природная вода. Документ регламентирующий отбор проб - ГОСТ 51592-2000 [14]. Результаты анализа точек отбора проб в таблицах 8, 9, 10.

Таблица 8. Результат анализа загрязнения воды в точке №1.

Показатели	Обозначение или название методики	Результат мг/дм³	Погрешность измерения, мг/дм³
рН, ед. рН	ПНД Ф 14.1:2:3:4.127-97	8,45	0,5
Растворенный кислород	ПНД Ф 14.1:2.101-97	9,5	0,9
Аммония - ион	ПНД Ф 14.1.1-95

Просмотров работы: 3001

Код для цитирования:

VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

ВОДНАЯ ЭКОСИСТЕМА ПАМЯТНИКА ПРИРОДЫ МЕЩЕРСКОЕ ОЗЕРО, КАК ЭЛЕМЕНТ СОЗДАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КАРКАСА Г. НИЖНИЙ НОВГОРОД

Студенческий научный форум - 2015
VII Международная студенческая научная конференция