Оценка водных объектов парка

        Техногенное воздействие промышленных предприятий, транспорта, коммунальных объектов на природную среду наиболее сильно проявляется в условиях роста современных городов, промышленной зоны, которые становятся экологически опасными территориями. Москва в этом плане не является исключением [1]. В связи с этим, улучшение качества городской среды приобретает особое значение.

Важную роль в решении этой проблемы играет сохранение и улучшение состояния уникальных природных экосистем, в том числе природных лесопарков и природно – исторических парков.

Парки выполняют различные функции: сохранение и охрану природной среды городских ландшафтов, создание условий для отдыха и сохранения рекреационных ресурсов [2]. К таким паркам относится парк «Покровское – Стрешнево», имеющий с 1998 года региональное значение, как особо охраняемая природная территория, площадью 238 гектаров [3]. Расположенный на северо – западе г. Москвы в двух округах – Северо – Западном и Северном, на территории которых находятся крупнейшая в столице ТЭЦ – 21, химический завод им П.Л. Волкова, заводы ЖБИ и другие предприятия, а также перегруженные автотранспортом городские магистрали, являющиеся источниками высокого и среднего уровня воздействия на городскую среду, в том числе парка.

Территория парка представляет собой совокупность участков, занятых разными экосистемами – лесными, луговыми, древесно – кустарниковыми, водными.

Пруды парка являются древнейшими историко – культурными элементами, созданными еще в конце XVII века [3]. Водные экосистемы —  наиболее чувствительное звено природной среды при негативном антропогенном воздействии.

Цель настоящей работы – дать комплексную оценку состояния водных объектов парка.

В задачи исследования входило изучение органолептических свойств и гидрохимических показателей качества воды и на их основе определить уровень антропогенного воздействия. 

Объектами исследования служили водные экосистемы парка: реки Химка и Чернушка, родник «Царевна — Лебедь» и каскад из семи прудов (Рис. 1).

Рисунок 1. Схема водных объектов парка «Покровское — Стрешнево» (1 – каскад Иваньковских прудов; 2 – река Химка; 3 – Химкинское водохранилище; 4 – родник «Царевна — Лебедь»).

Река Химка – левый приток реки Москвы, начинается к югу от города Химки. Часть стока ее зарегулирована большой плотиной Химкинского водохранилища, часть проходит в трубе под шлюзами канала им. Москвы и под частью Волоколамского шоссе. В районе парка она подпитывается системой родников.

Река Чернушка, относящаяся к подземным объектам города, берет начало в болоте на пересечении Ленинградского шоссе и Никольского тупика. Открыто протекает по территории парка между 1 и 2, 6 и 7 Иваньковскими прудами, образует озеро «Грязное» площадью 30м².

Родник «Царевна — Лебедь» под названием «Елизаветинский источник» фигурировал в литературе с 1924 года. Расход воды был 1,2 – 1,4 литров в секунду, вода сильножелезистая (содержание общего железа 9,64 г/л). Воде родника приписывались целебные свойства, считалось, что она исцеляла раны и язвы различного происхождения, язвенную болезнь желудка и омолаживает организм.

Каскад из семи прудов занимает площадь в 14 гектаров. Западные и северо – западные берега прудов лесистые, растительность противоположных берегов представлена луговыми травами, кустарниками и группами деревьев [4].

Первый или Верхний пруд, окруженный лесом со всех сторон, занимает площадь 0,7 гектара. Пруд имеет треугольную форму, вытянут в южном направлении. Он принимает воды Покровско – Стрешневского ручья, загрязненные объектами городской застройки.

Второй пруд имеет площадь 0,5 гектара, вытянут в юго – западном направлении.

Третий пруд занимает площадь около 2,5 гектар, имеет овальную форму.

Четвертый пруд неправильной формы, вытянутый в юго – западном направлении, площадью 3,6 гектара, используется как зона отдыха населения.

Пятый пруд – треугольной формы, вытянутый в юго – западном направлении, площадью 3,6 гектара, используется как зона отдыха.

Шестой пруд – округлой формы, площадью 0,8 гектара, сильно заросший кубышкой (лат.  Núphar), которая образует плотные заросли.

Седьмой пруд, площадь которого 0,7 гектара, зарастает водными и болотными растениями – ряской трехдольной (лат. Lemna trisulca), пузырчаткой обыкновенной (лат. Utriculária vulgáris), осокой (лат. Cárex) и злаками.  

Методы исследования. Отбор проб воды из всех объектов проводился в соответствии с ГОСТом 17.1.05-85 «Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков» ежегодно (2012 – 2014 гг.) пятого числа в мае, июле и октябре месяцах в пяти повторностях на каждом объекте.

Образцы анализировались в аккредитованных лабораториях Главного контрольно – испытательного центра питьевой воды (ЗАО «ГИЦ ПВ»), ООО «Экотех – Москва» и экологическом классе Московского Авиационного Института (Национальный исследовательский университет) по ГОСТовским методикам.

Комплексная оценка качества воды рассчитывалась на основании результатов проб по индексу загрязнения воды (ИЗВ) по формуле:

где C_i – среднее значение определяемого показателя за время наблюдений;

ПДК – предельно допустимая концентрация данного загрязняющего вещества;

n – количество показателей, берущихся для расчета [5].

Результаты и обсуждение.

Качество воды в изучаемых водных источниках различалось как по органолептическим свойствам, так и по гидрохимическим показателям в зависимости от вида водоема.

Наиболее устойчивыми были показатели в родниковой воде. Все пробы, взятые в 2012 – 2014 гг., имели показатели не превышающие нормативные и соответствовали качеству питьевой воды (Табл. 1). Вместе с тем следует отметить, что в воде родника «Царевна – Лебедь» количество ионов водорода снизилось в 2013 и 2014 гг. по сравнению с 2012 г., что может быть связано с наличием карбонатов кальция и магния.

При автотрофных условиях, при большом объеме биомассы фитопланктона, в прудах с пятого по седьмой происходит связывание растворенного в воде кислорода, создаются анаэробные условия, приводящие к образованию ядовитых соединений сероводорода, метана и др. При этом может усиливаться негативное действие NH₄⁺ и NO₂^—.

Изучение содержания минеральных форм азота (ионов аммония, нитратов и нитритов), относящихся к числу биогенных веществ, проводилось во все годы исследований, т.к. по их содержанию можно судить как о системе загрязнения воды в водоеме, так и о протекании процессов её самоочищения.

Средняя по всем объектам концентрация аммония составляла 0,89 мг/дм³ (при ПДК 2,0 мг/дм³). Наибольшее количество NH₄⁺ наблюдалось в водах реки Чернушки и во втором пруду.

Концентрация нитрат – иона в среднем по всем объектам превышала содержание в них аммония. Наибольшая концентрация NO₃^— наблюдалась в прудах (18,0 – 18,9 мг/дм³). Вместе с тем, при средней концентрации 18,4 мг/дм³, не отмечено сильных изменений биологических процессов в водоемах, хотя содержание нитрат – иона превышало в 1,3 раза его количество в родниковой воде.

Увеличение количества NO₃^—, возможно, связано с усилением процесса нитрификации аммонийного азота, а также с некоторой эвтрофикацией  прудов.

По мнению О.А. Соколова (1990), нитратный фонд в эвтрофной зоне водоемов формируется за счет увеличения размеров азотфиксации, а также перемещения нитратов из более глубоких слоев в ходе турбулентного перемещения [6].

Содержание нитрат – иона во всех поверхностных водах было примерно одинаковым и колебалось от 0,03 до 0,07 мг/дм³ (при ПДК 0,08 мг/дм³). Нитритный азот – промежуточный продукт процесса нитрификации. Увеличение концентрации до 0,07 мг/дм³ свидетельствует об активном восстановлении NO₃^— до NO₂^—, что приводит к загрязнению воды в водоемах.

Мониторинг концентрации соединений азота в воде выявил сезонную динамику изменений их в водоемах парка (Рисунок 2).

Высокая концентрация аммония наблюдалась независимо от места отбора проб в начале октября и превышала показатели мая месяца в среднем в 1,8 раза. Вероятно, в это время созданы благоприятные условия для разложения органических соединений, содержащихся в воде.

Динамика изменения количества нитратов была иной. Наибольшая концентрация количества нитрат – иона наблюдалась в июле, а затем снижалась к осени. В октябре содержание нитратов оказалось в среднем на 51% меньшим, по сравнению с июлем, что связано с относительно низкими температурами для нитрифицирующих бактерий, принимающих участие в процессах окисления NH₃⁺ до NO₃^—.

Загрязнение воды нитрит – ионом происходило в основном весной и осенью, когда были наиболее благоприятные условия для восстановления NO₃^— до NO₂^—.

Важной характеристикой антропогенных, эрозионных и аккумулятивных процессов, происходящих в ландшафтах парка, служат показатели накопления тяжелых металлов в водных объектах (Таблица 3).