Результаты мониторинга химического состава природных вод Большехехцирского заповедника (Приамурье)

Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, ул. Дикопольцева 56, г. Хабаровск, 680000, e-mail: ,

Государственный природный заповедник Большехехцирский (БХЗ) находится в непосредственной близости от г. Хабаровска – крупного промышленного центра Приамурья – и границы с КНР.

Полученные сведения об общем химическом составе природных вод позволяют оценить экологическое состояние водных объектов.

Объекты и методы исследования – природные поверхностные воды на территории заповедника.

Цель работы – исследование химического состава природных вод, оценка их экологического состояния.

Состав работ – отбор проб поверхностных вод бассейна р. Уссури, определение их химического состава.

Пробы природных поверхностных вод отобраны в соответствии с ГОСТ Р 59024-2020 с поверхностного горизонта (0,5 м) в период открытого русла (межень): 05.06.24 г. и 08.10.24 г. на шести станциях: р. Уссури – пр. Амурская, с. Казакевиче-во (N 48°16.244ʹ E 134°43.418ʹ) (ст. 1), р. Чирки,

устье (N 48°10.982′ E 134°40.799′) (ст. 2), р. Уссури, скальный выступ, правый берег (N 48°11.638′ E 134°40.499′) (ст. 3), руч. Соснинский, устье (N 48°16.741′ E 134°45.512′) (ст. 4), руч. Соснин-ский, Визит-центр (N 48°16.459 E 134°45.643′) (ст. 5), р. Быкова (N 48°17.468′ E 134°48.867′) (ст. 6) (рис. 1).

В отобранных пробах определены следующие гидрохимические показатели: величина рН, удельная электропроводность (УЭП), главные ионы (Ca2+, Mg2+, HCO3-, Cl-, SO42-), биогенные (NH4+, NO2-, NO3-, HPO42-, SiO2, Feр., Feобщ.) и органические легко окисляемые вещества (по перманганатной окисляемости – ПО) по стандартизованным методам (РД, ПНД Ф). Водородный показатель (рН), удельную электропроводность воды измеряли на комбинированным приборе – pH-метр/кондуктометр S47 (Mettler Toledo, Швейцария). Главные ионы: Са2+ и Мg2+ определялись комплексонометрически, Са2+ – титриметрическим методом, НСО3- – методом обратного титрования, Сl- – меркурометрическим методом, SO42- – турбидиметрически. Биогенные вещества: NH4+,

Рис. 1. Схема отбора проб поверхностных вод Большехецирского заповедника, июнь, октябрь 2024 г.

NO3-, NO2-, HPO42-, SiO2-, Feр., Feобщ. –на фотометре фотоэлектрическом (КФК-3-01- «ЗОМЗ»); ПО – титриметрически. Методы и методики подробно приведены в работе [2]. Рассчитана величина минерализации (М) по ГОСТ 17407-72 как сумма всех определенных при анализе минеральных веществ. Проведена статистическая обработка полученных результатов [1]. Определены коэффициенты парной корреляции (r) между компонентами химического состава природных вод БХЗ с помощью программы Excel (Office 15).

Физико-химические показатели вод БХЗ сравнивались с предельно допустимыми концентрациями вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения (ПДКв.р.) [3], ПО – с ПДК для питьевых вод (СанПиН 2.1.3684-21) [4]. Результаты гидрохимического анализа природных поверхностных вод представлены в табл. 1, 2.

По величине рН природные воды в основном нейтральные (рН от 6,5 до 7,5), что характеризовало наличие в водах гидрокарбонатов кальция и магния. Максимальные значения рН отмечены для станций: 4–6 в июне и 1, 5 – в октябре. Для

ст. 2. (октябрь 2023 г.) по рН воды (6,4) – слабокислые за счет присутствия гумусовых кислот в почве и болотных водах (воды лесной зоны).

По величине минерализации воды – ультра-пресные (минерализация меньше 200 мг/дм3).

Максимальные показатели удельной электропроводности и минерализации обнаружены в водах на станции 1, минимальные – на станции 6 (июнь). В июне минерализация поверхностных вод в основном выше 30 мг/дм3 (исключение ст. 6), в октябре выше 40 мг/дм3 (ст. 1–3) и менее 30 мг/ дм3 (ст. 4-6). Средние величины минерализации и удельной электропроводности природных вод заповедника осенью выше по сравнению с летом в 1,1 раз (табл. 1). К осени среднее содержание биогенных веществ в водах возросло: HPO42-(Р) – в 6,4, NH4+ – в 3, NO2 – в 1,6, SiO2 – в 1,5, Fe (III)р. – в 1,4, NO3- – в 1,2 раз; Mg2+ и HCO3- в 1,6 и 1,3 раз соответственно.

Превышение ПДК для питьевых вод по ПО (5,0 мг О/дм3) [4] отмечено лишь для ст. 2: в июне – в 1,3, в октябре – в 1,1 раз, что объяснялось факторами формирования вод бассейна р. Чирки,

Химический состав поверхностных вод БХЗ, 05.06.2024 г. (n=6), мг/дм3

Table 1

Chemical analysis of surface waters in the Bolshekhekhtsir Reserve, 05.06.2024, (n=6), mg/dm³

№ ст.	рН	УЭП	Ca2+	Mg2+	NO2-	NH 4+	HCO3-	HPO 4 2-(Р)	SO 4 2-	Cl-	NO3-	SiO2 (Si)	Fe (III) р.	М	ПО	Feобщ.
1	6,76	51,0	5,1	0,5	0,014	0,12	11,2	0,018	12,5	1,6	0,48	3,21	0,026	34,8	3,2	0,038
2	6,86	42,4	4,0	0,6	0,012	0,22	9,3	0,043	12,4	1,8	0,05	1,64	0,053	30,1	6,4	0,480
3	6,90	50,5	3,9	1,1	0,024	0,20	10,6	0,018	13,5	1,2	0,54	2,82	0,026	33,9	3,9	0,263
4	7,03	28,6	1,5	0,7	0,007	0,08	5,0	0,009	15,8	0,8	0,83	5,70	0,022	30,4	1,6	0,036
5	6,93	50,0	3,4	1,5	0,016	0,17	10,4	0,013	14,7	1,3	0,55	3,54	0,026	35,6	2,6	0,134
6	6,98	27,9	1,3	0,9	0,009	0,08	5,4	0,025	12,5	0,7	1,02	5,15	0,024	27,1	2,1	0,028
*	6,85	44,7	3,2	0,9	0,014	0,15	8,7	0,021	13,6	1,2	0,58	3,69	0,050	32,0	3,3	0,163

Примечание: УЭП, мкСм/см; ПО, мг O/дм ³ , жирным шрифтом здесь и далее выделены значения больше ПДК [3], Fe(III)_р. – железо растворенное, Fe_общ. – железо общее, * – среднее значение

Таблица 2

Химический состав поверхностных вод БХЗ, 08.10.2024 г., мг/дм3

Table 2

Chemical analysis of surface waters in the Bolshekhekhtsir Nature Reserve, 10.08.2024, mg/dm³

№ ст. рН УЭП Ca2+ Mg2+ NO2- NH4+ HCO3- HPO42-(Р) SO42- Cl- NO3- SiO2 (Si) FeIII р. М ПО Feобщ. 1 6,90 74,0 4,4 2,5 0,020 0,54 15,6 0,287 11,6 2,1 0,28 4,27 0,029 41,6 2,9 0,055 2 6,61 56,7 4,9 1,4 0,046 0,91 16,0 0,288 11,6 1,6 0,20 5,28 0,203 42,4 5,4 0,271 3 6,70 61,6 5,0 1,4 0,031 0,85 15,5 0,190 13,6 1,7 0,27 4,72 0,110 43,4 4,9 0,057 4 6,83 31,9 1,5 1,2 0,016 0,12 6,2 0,020 11,5 0,9 0,93 6,20 0,026 28,6 1,6 0,112 5 7,06 30,7 2,0 0,8 0,010 0,13 6,1 0,013 11,6 0,8 1,22 6,07 0,022 28,8 1,5 0,024 6 6,69 31,0 1,9 1,0 0,01 0,12 5,7 0,006 10,7 0,7 1,12 5,62 0,028 26,9 2,1 0,052 * 6,80 47,7 3,3 1,4 0,022 0,45 10,9 0,134 11,8 1,3 0,67 5,36 0,070 35,3 3,1 0,095 особенностями ее водосбора. В 2023 г. наблюдалось до 2,3 ПДК по ПО в октябре в водах БХЗ. В природных водах заповедника отмечалось превышение ПДКв.р. [3] по ионам: растворенного железа в октябре (ст. 1, 2) в 2,0, 1,1 раз, аммония – в 1,1–1,8 раз (ст. 1, 2, 3), что согласовалось с полученными результатами в 2023 г.

На рис. 2 приведены рассчитанные показатели жесткости вод (мг-экв/дм3) для периода наблюдений. Поверхностные воды по классификации жесткости относятся к мягким. В октябре жесткость повысилась по сравнению с июнем максимально до 1,4 раз (станции 1, 2), в среднем в 1,2 раз, как и в прошлом году, из-за особенностей питания природных вод: уменьшения доли атмосферных осадков, исключение – данные для станции 5 (рис. 2).

Рассчитанные значения коэффициентов парной корреляции (r) позволили оценить связь между компонентами состава поверхностных вод

Рис. 2. Жесткость природных вод Большехецирского заповедника, июнь, октябрь 2024 г., мг-экв/дм3

Fig. 2. Stiffness of natural waters of the Bolshekhekhtsir Nature Reserve, June, October 2024, mg-eq/dm³

Значения коэффициентов парной корреляции (r) при вероятности (P)=0,95, n=12

заповедника (табл. 3). Предварительно проверялась статистическая значимость отличия найденного коэффициента корреляции от нуля. Для этого его сопоставляли со значением r (P. f), взятым из табл. [1], при степенях свободы f=n - 2. Связь имеет место, если | r | > r (P, f).

В результате проведенного мониторинга химического состава природных вод на территории Большехехцирского заповедника можно заключить следующее: состояние природных вод в целом охарактеризуется как удовлетворительное. В химическом составе поверхностных вод отмечены превышения ПДК максимально: по ионам железа – до 2 раз, ионам аммония до 1,8 раз, по перманганатной окисляемости – до 1,3 раз.

При сравнении показателей химического состава природных вод периода наблюдений с данными прошлого года существенных различий не выявлено.

Автор выражает благодарность сотрудникам ФГБУ «Заповедное Приамурье». Работа выполнена в ФГБУН ХФИЦ ДВО РАН (ИВЭП ДВО РАН) по теме «Состояние природных и природно-хозяйственных систем умеренной зоны Западной Пацифики» (№ регистрации 126031118637-5) в Центре коллективного пользования «Центр исследования минерального сырья» ХФИЦ ДВО РАН, финансируемом Российской Федерацией в лице Минобрнауки России по cоглашению № 075-15-2025-621.