Фосфаты в воде малых рек юга Хабаровского края

Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, ул. Дикопольцева 65, г. Хабаровск, 680000, e-mail: ,

Фосфор – биогенный элемент, имеет важное значение для развития жизни в водных объектах. Соединения фосфора встречаются во всех живых организмах, регулируют энергетические процессы клеточного обмена. При его отсутствии в воде развитие водных растений прекращается, а избыток приводит к негативным последствиям, вызывает эвтрофирование водного объекта и ухудшение качества воды. Соединения фосфора попадают в речную сеть в результате процессов жизнедеятельности и распада водных организмов, растворения пород, обмена с донными осадками, поступления с водосбора, а также с бытовыми и промышленными сточными водами. Загрязнение вод вызвано широким применением фосфорных удобрений, полифосфатов в моющих средствах. В незагрязненных водах содержание фосфора составляет сотые и тысячные доли мг Р/дм3. Предельно допустимое содержание фосфора в воде водных объектов рыбохозяйственного значения составляет для олиготрофных вод 0,05 мг/дм3; мезотрофных – 0,15 мг/дм3; эвтрофных – 0,20 мг/дм3 [1].

Гидрохимическая изученность малых рек Хабаровского края низкая. Росгидромет с 1975 г. осуществляет в период открытого русла мониторинг рр. Березовая, Черная и Сита. Эпизодические

наблюдения в 1997–2001 гг. проводил ИВЭП ДВО РАН [2, 3, 9, 10]. Максимальное значение (5,1 мг/ дм3) из-за сброса сточных вод жилищно-коммунального хозяйства отмечалось в воде р. Березовой. Опубликованные ранее материалы о содержании фосфора [2, 3, 9] в 2019–2026 гг. были дополнены новыми данными, которые позволяют получить более полную картину их содержания. Поэтому основной целью работы является изучение пространственно-временной изменчивости содержания фосфора в воде малых рек юга Хабаровского края.

Наблюдения проводили на малых реках края эпизодически в период открытого русла в 1999– 2025 гг., лишь на отдельных реках восточного макросклона Сихотэ-Алиня (Солончаковый, Гыджу и др.) пробы воды брали зимой. В г. Хабаровске пробы отбирали в зимнюю и летнюю межень. В бассейне р. Анюй после пожаров 1998 г. наблюдения проводили на рр. Куптурку, Мал. Эртукули и др. в 1999–2011 гг. 4–6 раз в год, в 2012, 2016– 2023 гг. раз в год. Пробы воды фильтровали через мембранные фильтры (0,45 мкм), анализировали в ЦКП при ИВЭП ДВО РАН. Содержание фосфатов определяли после фильтрации фотометрическим методом по [6].

Содержание фосфатов в воде многих малых таежных рек изменяется от <0,01 до 0,03 мг Р/дм3 [3, 8], часто находится ниже предела обнаружения (табл.). Низкое их содержание обусловлено слабой растворимостью основных минералов (фосфатов железа, алюминия и кальция), а также активным поглощением фосфора растительностью [7]. Подобное содержание фосфора наблюдается в воде таежных рек, не подверженных антропогенному воздействию, в западной и восточной частях Южного Сихотэ-Алиня – в среднем до 0,008 и 0,004 мг Р/дм3 соответственно [11]. Данные значения находятся на уровне среднего содержания фосфатов (0,015 мг Р/дм3) в воде малых рек лесных водосборов [7]. Наиболее высокое содержание фосфатов выносится из гумусового горизонта почв, развитых под ильмово-ясеневыми сообществами южного Сихотэ-Алиня [4].

Содержание в воде рек фосфора подвержено значительным сезонным колебаниям и зависит от соотношения интенсивности процессов фотосинтеза и разложения органических веществ. Сезонная динамика содержания фосфора в воде рек исследуемого района имеет свои особенности: в воде большинства рек содержание фосфатов повышается незначительно осенью и зимой. Дополнительным источником фосфора, вероятно,

Таблица

Среднее содержание фосфора в воде малых рек хр. Большой Хехцир и г. Хабаровска в 2017–2021 гг., мг P/л

Table

Average phosphate content in the water of small rivers of the Bolshoy Khekhtsir Ridge and Khabarovsk in 2017–2021, mg P/l

№ Водоток Фаза водного режима Зимняя межень Весеннее половодье Летняя межень хр. Большой Хехцир 1. Быкова < 0,01 < 0,01 < 0,01 2. Половинка 0,01 < 0,01 0,02 3. Осиновая 0,01 < 0,01 < 0,01 г. Хабаровск 1. Красная речка 0,29 0,31 0,10 2. Полежаевка 0,05 1,76 0,11 3. Матрениха 0,75 0,40 0,12 4. Безымянная 2,34 2,10 2,71 5. Черная 3,49 1,22 1,43 6. Березовая 1,27 0,21 0,09 7. Плюснинка 0,03 0,20 < 0,01 8. Чердымовка 0,14 0,14 < 0,01 9. Лесопилка 0,51 0,31 0,17 являются продукты разложения органического вещества, которые поступают в речную сеть после выпадения атмосферных осадков.

Повышенные концентрации фосфатов наблюдаются в воде рр. Мухен, Альчи, Пунчи и др., дренирующих верхне-олигоценово-миоценовые базальты в районе Мухенского месторождения углекислых минеральных вод. В воде источника содержание фосфора достигает 0,112 мг Р/дм3, в воде малых рек – до 0,049 мг Р/дм3 [9].

Наибольшее содержание фосфатов наблюдается в воде рек, дренирующих вулканогенные породы (андезиты, базальты, андезито-базальты и др.), в составе которых содержание фосфора в среднем составляет 0,13% [5]. Данные породы встречаются на западном склоне северного Сихотэ-Алиня локально, на восточном склоне – повсеместно. Согласно карте водоносных горизонтов, комплексов и зон трещинноватости Вос-точно-Сихотэ-Алиньского вулканогенного пояса и смежных с ним геоструктур на северном Сихотэ-Алине широкое распространение получили водоносные комплексы вулканогенных образований с пластово-поровыми, пластово-трещинными и трещинно-жильными, в основном напорными водами [1]. В январе 2009 г. содержание фосфора в воде термального источника на берегу р. Ботчи составляло 0,04 мг/дм3. Выше было его содержание (до 0,07 мг Р/дм3) в воде родника в бассейне р. Гыджу. Поэтому в воде малых таежных рек (Солончаковый, Мульпа и др.) Ботчинского заповедника содержание фосфатов изменяется от 0,03 до 0,12 мг Р/дм3 [8]. Максимальные значения отмечаются зимой, в половодье и паводки они значительно снижаются. В более узких пределах изменяется содержание фосфатов в воде притоков р. Тумнин (Аукамха, Людю и др.) – 0,003‒0,014 мг Р/дм3 и расположенных на побережье Татарского пролива рек Тумнинского государственного заказника (Гыму, Быки, Аукан и др.) ‒ 0,008‒0,015 мг Р/дм3 [8].

Повышенное содержание фосфора отмечается в воде рек, водосборы которых были пройдены лесными пожарами [3, 8, 12]. В условиях полного выгорания растительного и почвенного покрова до коренных пород основным источником обогащения водных потоков фосфором являются зола и обуглившиеся растительные остатки. В бассейне р. Анюй в воде малых рек (Забытый, Завальный и др.), водосборы которых были пройдены катастрофическими пожарами, содержание фосфора в среднем в 2 раза было выше, чем в воде рек (Куптурку и Малый Эртукули и др.), на во- досборах которых лес не горел. В последние годы отмечается сглаживание различий в содержании фосфора из-за зарастания гарей. Максимальное содержание фосфатов в воде этих рек достигало 0,025 мг Р/л [8]. Концентрации фосфатов снижались до фоновых значений лишь на 10–12-й постпожарный год.

Многие реки северного Сихотэ-Алиня являются нерестовыми для тихоокеанских лососей, поэтому после их гибели речные воды могут существенно обогащаться фосфором. В воде р. Гыджу в июне-сентябре 2024 г. после нереста большого количества горбуши (в реку зашло до 200 тыс. особей) содержание фосфатов возросло до 0,31 мг Р/дм3.

Урбанизация является мощнейшим фактором ухудшения качества вод малых рек, загрязнение которых определяется сбросами хозяйственно-бытовых сточных вод в речную сеть, а также вод поверхностного стока с территорий поселков с талыми снеговыми водами и ливневыми осадками. Так в р. Улченок в районе ГОК «Многовершинный» содержание фосфатов достигало 1,83 мг/дм3 [2].

Малые водотоки окраин Хабаровска (Ма-трениха, Березовая, Черная и др.), дренирующие частный сектор, из-за питания подземными водами аллювиальных отложений и сточными водами жилищно-коммунального хозяйства выделяются повышенным содержанием фосфатов (табл.). Максимальное содержание фосфатов наблюдается в течение всего года в воде рр. Черная и Безымянная (табл.), питающихся неочищенными сточными водами жилищно-коммунального хозяйства [9]. Зимой содержание фосфора в воде этих рек достигает 5,7 и 5,5 мг Р/дм3 соответственно, весной значения снижаются до 1,4 и 2,2 мг Р/дм3 также соответственно.

Водотоки центральной части Хабаровска (Плюснинка, Чердымовка, Лесопилка), питающиеся подземными водами и водами изношенных систем водоснабжения и водоотведения, характеризуются широким варьированием концентраций фосфатов (табл.). Максимум наблюдается в воде р. Лесопилка, дренирующей территорию с малоэтажной застройкой. В течение зимы содержание фосфатов в воде рр. Лесопилка и Чердымовка постепенно снижается, а р. Плюснинка возрастает. В половодье поступление фосфатов с водосбора с первыми порциями талых вод обуславливает резкое увеличение их содержание, достигающее за год максимальных значений. Весной на спаде половодья содержание фосфатов снижается, при- чем в р. Лесопилка достигает наименьшего за год значения.

Таким образом, малые реки юга Хабаровского края значительно различаются по содержанию фосфатов. Наименьшими концентрациями фосфатов в основном характеризуются реки таежных районов, дренирующих осадочные отложения. Более высокое содержание отмечается в воде рек, дренирующих вулканогенные породы и гари, образованные в результате катастрофических пожаров. Наибольшие концентрации фосфатов наблюдаются в воде малых рек г. Хабаровска, которые питаются неочищенными сточными водами, а также после нереста большого количества лососей. Реки центральной части г. Хабаровска отличаются наибольшим загрязнением фосфатами в период весеннего половодья вследствие питания талыми водами.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования России «Состояние природных и природно-хозяйственных систем умеренной зоны Западной Пацифики» (проект № 126031118637-5).

Исследования проведены с использованием ресурсов Центра коллективного пользования «Центр исследования минерального сырья» ХФИЦ ДВО РАН, финансируемого Российской Федерацией в лице Минобрнауки России по соглашению № 075-15-2025-621».