В.С. Байдак, ГБОУ Лицей №281
Х.О. Барххуев, ВШТЭ СПбГУПТД
А.Е. Ципушкина, СПб ГБПУ «Петровский колледж»
В статье показаны результаты наблюдений за состоянием воды в Щучьем озере. Исследование провели участники 77-й проектно-исследовательской Биос-школы – экологического лагеря для студентов и школьников, которая проходила в поселке Молодежное в марте 2023 года. Особое внимание было уделено содержанию нитратов и уровню pH воды, т.е. ее кислотности или щелочности. Сравнив данные текущего года с прошлогодними, мы смогли оценить, улучшилось ли состояние озера или ухудшилось. На основе этих данных мы также попытались предсказать, как будет меняться качество воды в будущем.
Выводы, сделанные на основе исследования, подчеркивают важность принятия мер для улучшения состояния озера. Это может включать в себя разработку и реализацию стратегий по защите и восстановлению экосистемы водоема. Такие действия не только помогут сохранить озеро для будущих поколений, но и обеспечат устойчивое использование его ресурсов. Эти исследования играют ключевую роль в охране окружающей среды, помогая формировать научно обоснованный подход к управлению природными ресурсами и предотвращению экологических кризисов.
В работе мы взялись за задачу оценить экологическое состояние Щучьего озера, которое является частью Государственного природного заказника регионального значения в Курортном районе Санкт-Петербурга. Это красивое место, находящееся между Комарово и Зеленогорском, известно своими уникальными природными условиями, включая камовые холмы и термокарстовые котловины.
Щучье озеро, ключевой объект заказника, обладает множеством рыбных видов и служит весной местом нереста для серых жаб и травяных лягушек, особенно у его северного берега. Также здесь растут редкие виды растений, делая его еще более ценным для экологического разнообразия региона.
В рамках исследования было взято семь проб воды из различных точек озера, указанных на рис. 1. Отбор проб проводился с поверхности воды в соответствии с действующими стандартами и требованиями ГОСТа. Пробы были аккуратно упакованы в пластиковые бутылки с плотно закрывающимися крышками и хранились в прохладном темном месте для предотвращения взаимодействия с кислородом, что могло бы изменить их состав.
Эти данные станут основой для дальнейшего анализа и позволят сформулировать предложения по сохранению и улучшению экологической обстановки озера, что в свою очередь способствует поддержанию биоразнообразия и красоты этой уникальной природной зоны.
Исследование экологического состояния Щучьего озера включало использование современных технологий и методик. Одним из ключевых инструментов был лабораторный иономер И-160МИ, который позволил провести точные потенциометрические измерения pH воды и активности различных ионов. Это важно, потому что pH воды может сильно повлиять на здоровье и жизнеспособность водных организмов, т. к. большинство из них чувствительны к изменениям кислотности или щелочности среды. Кроме того, был применен специализированный метод для определения концентрации нитратов в воде согласно РД 52.24.367-2010. Это особенно значимо, поскольку нитраты часто становятся причиной экологических проблем в водоемах, таких как эвтрофикация (обогащение воды питательными веществами, что ведет к избыточному разрастанию водорослей и ухудшению качества воды).
Использование ГИС (геоинформационных систем) помогло визуализировать и анализировать собранные данные. С помощью ГИС можно создавать карты, отражающие различные экологические параметры озера, такие как распределение нитратов, pH воды и другие важные показатели. Это делает результаты исследования наглядными и доступными для анализа, облегчая понимание того, как различные факторы влияют на состояние водоема.
Таким образом, исследование предоставляет ценные данные, которые могут быть использованы для разработки стратегий по улучшению и сохранению экологического состояния Щучьего озера, что важно как для поддержания биоразнообразия, так и для обеспечения безопасности и качества воды для будущих поколений.
Результаты исследований. В результате исследований были получены результаты, представленные в табл. 1.
Исследование экологического состояния Щучьего озера принесло обнадеживающие результаты. Содержание нитратов в воде оказалось значительно ниже предельно допустимых значений: средний уровень нитратов составил 5,4 мг/дм³, что в восемь раз меньше максимально разрешенного уровня (40 мг/дм³ для водоемов рыбохозяйственного назначения). Такой низкий уровень свидетельствует о сравнительно благоприятной экологической ситуации в большей части озера.
Однако было выявлено, что распределение нитратов по озеру неравномерно. В некоторых местах, особенно у пляжа, где интенсивное присутствие отдыхающих вносит антропогенное воздействие, концентрация нитратов оказалась выше среднего. Это указывает на потенциальные зоны риска, требующие особого внимания и, возможно, дополнительных мер по охране водной среды. Что касается pH воды, все пробы также находятся в пределах допустимых значений, что говорит о поддержании стабильной кислотно-щелочной среды воды, необходимой для здоровья водных организмов и общего состояния экосистемы озера.
Данные были сопоставлены с результатами предыдущего года, полученными в ходе сезонных экологических Биос-школ. Визуализация сравнительного анализа на рис. 2 позволяет наглядно увидеть динамику изменений в качестве воды озера. Это сравнение может служить важным инструментом для планирования дальнейших действий по сохранению и улучшению экологической ситуации в Щучьем озере.
Таким образом, результаты этого исследования предоставляют ценную информацию для научного сообщества и местных властей, необходимую для принятия обоснованных решений по управлению природными ресурсами и защите окружающей среды.
Наблюдаемая тенденция к увеличению концентрации нитратов в определенных частях Щучьего озера требует особого внимания со стороны экологов и управляющих органов. Повышенные уровни нитратов, особенно у парковки в южной части озера, в центральной зоне и в северной части водоема, могут указывать на антропогенное воздействие, такое как стоки от дорожных поверхностей, сельскохозяйственные удобрения или деятельность рекреационных зон. Результаты анализа были обработаны в геоинформационных системах (рис. 3).
Рисунок 3. Распределение концентрации нитратов в воде Щучьего озера за март 2019 года, май 2021 года и март 2023 года
Увеличение нитратов до уровня, близкого к предельно допустимым нормам, может привести к серьезным экологическим последствиям, таким как эвтрофикация – процесс, при котором избыток питательных веществ, таких как нитраты, стимулирует чрезмерный рост водорослей и водных растений. Это может привести к уменьшению уровня кислорода в воде, что затрудняет выживание рыб и других водных организмов и может даже вызвать массовую гибель водной фауны. Кроме того, ухудшение визуального качества воды и образование вредных для здоровья человека водорослевых цветений может негативно сказаться на рекреационной ценности озера.
Для противодействия этим изменениям необходимо провести дополнительные исследования для определения источников нитратов и разработать стратегии по уменьшению их проникновения в водоем. Меры могут включать улучшение управления сточными водами, контроль за использованием удобрений в прилегающих аграрных и жилых зонах, а также создание защитных буферных зон вокруг озера, чтобы снизить поверхностный сток.
Также целесообразно рассмотреть возможность установления более строгих нормативов и контроля за их соблюдением для предотвращения дальнейшего ухудшения качества воды. Эти меры помогут не только предотвратить потенциальную угрозу эвтрофикации, но и обеспечить сохранение биоразнообразия и природной красоты Щучьего озера для будущих поколений. Также по результатам прогнозирования составлена карта-схема изменения состояния водоема на август 2024 года (рис. 4).
Исследования Щучьего озера подтвердили важность систематического мониторинга экосистемы водоема. Регулярные оценки качества воды, ее химического состава, а также биологического разнообразия имеют решающее значение для поддержания экологического равновесия и предотвращения деградации водного объекта.
Высокое содержание нитратов в воде может оказывать отрицательное влияние на водную фауну, ограничивая разнообразие видов, способных выживать в таких условиях. Это особенно критично для особо охраняемых территорий, каковым является Щучье озеро, где каждое изменение в экосистеме может привести к необратимым последствиям для местного биоразнообразия.
Для обеспечения долгосрочной защиты и улучшения состояния озера могут быть предприняты следующие меры:
• Разработка и внедрение программы регулярного мониторинга. Необходимо установить четкий график для сбора и анализа данных о состоянии воды, включая уровни нитратов, pH, содержание кислорода и другие ключевые показатели. Это позволит своевременно выявлять тренды и принимать меры по предотвращению ухудшения условий.
• Установление ограничений на источники загрязнения. Особое внимание следует уделить контролю за аграрными отходами, сточными водами и другими потенциальными источниками нитратов. Возможно, потребуется пересмотреть и ужесточить существующие нормативы по использованию удобрений в прилегающих к озеру землях.
• Образовательные программы для местного населения. Повышение осведомленности общественности о важности сохранения экосистемы озера и о последствиях загрязнения может способствовать более ответственному поведению и помочь в снижении антропогенного воздействия.
Исследование и восстановление биоразнообразия. Важно не только контролировать уровни загрязняющих веществ, но и активно работать над восстановлением и поддержкой биологического разнообразия озера. Это может включать программы восстановления видов и создание условий для их естественного размножения.
Таким образом, систематическое наблюдение и целенаправленные управленческие меры могут обеспечить устойчивое будущее для Щучьего озера, сохраняя его как важный биологический и экологический ресурс.
