Ecologycal and geochemical assessment of Lake sapsho (national park «smolensk lakeland»)

Popova E.A. (SPSU, Saint Petersburg),

Opekunov A.Y., Prof., Dr. of Sc. (SPSU, Saint Petersburg)

Объектом исследования является озеро Сапшо, относящееся к центральной группе озёр национального парка (НП) «Смоленское Поозерье» (Демидовский район Смоленской области). Данное озеро - крупнейший водный объект в НП, названный Н. М. Пржевальским «Байкалом в миниатюре». Это озеро термокарстового происхождения, его площадь – 3,04 км², длина - 2,5 км, ширина - 1,25 км, максимальная глубина – 12,8 м, есть 6 небольших островов. В нём встречаются 19 видов рыб, в том числе включённые в Красную книгу России. На северном берегу находится крупнейший населённый пункт НП – пос. Пржевальское, там же – популярный санаторий Смоленской области.

Целью исследования являлась эколого-геохимическая оценка состояния озера на основе изучения в первую очередь донных отложений. В процессе работы были выполнены следующие задачи: полевое обследование озера, отбор проб донных осадков (15 проб) при помощи ковша-дночерпателя и последующий анализ как валового содержания, так и концентраций подвижных форм тяжёлых металлов в донных осадках, изучение гранулометрического состава отложений, определение количества органических веществ. Кроме того, было проведено изучение состояния воды на основе литературных данных, построение карт-схем распределений всех параметров, выявление зависимостей распределения тяжёлых металлов в осадках и выявление наличия и масштабов антропогенного влияния на данный объект. Для определения концентрации подвижных форм тяжёлых металлов (Fe, Ni, Cr, Cu, Zn, Pb, Cd, Co, Mn) использовалась вытяжка ацетатно-аммонийным буфером с pH 4,8. Анализ содержания элементов проводился с помощью атомно-абсорбционного спектрометра с пламенной атомизацией образцов. Для определения валового содержания элементов (включая V, Ba, As) пробы были разложены смесью кислот (HNO₃, HClO₄ и HF) и проанализированы с использованием метода ICP-ES. Помимо химического, был изучен гранулометрический состав донных осадков ситовым (фракция 0,25 – 0,1 мм) и пипеточным (фракции 0,25-0,05 мм, 0,05-0,01 мм, 0,01-0,005 мм, 0,005-0,001 мм и <0,001 мм) методами. Количество органического углерода определялось методом Тюрина. Полученные данные обработаны в программах Statistica 10 и Microsoft Excel, построены карты-схемы в ArcGIS 10.3.1.

Изучение гранулометрического состава позволило выделить 6 типов осадков: алевритовые пелиты, песчано-алевритовые пелиты, песчано-пелитовые алевриты, алевритовые пески, пелитовые пески и пески мелкозернистые. В среднем по озеру заметно преобладание мелкообломочных бигранулярных осадков, изредка миктитов. Для графического отображения гранулометрического состава осадков были построены кумулятивные кривые, с их помощью был определен средний размер частиц (по 50 перцентили).

Количество органического углерода достаточно велико, что говорит об эвтрофированности озера. Осадки в центральной (глубокой) части озера наиболее богаты органикой (до 14%), что приводит к закреплению и накоплению тяжёлых металлов в них. Большая часть металлов в подвижных формах и их валовое содержание положительно коррелирует с содержанием С_орг. Корреляция же со средним размером частиц отрицательна для всех элементов, кроме Cu, которая накапливается в более крупных осадках.

Изучение пространственного распределения доли подвижных форм металлов в валовом содержании показало, что в северной части озера, примыкающей к пос. Пржевальское, для некоторых элементов (Pb, Ni) установлены большие концентрации, чем в глубоководной части, что свидетельствует о наличии антропогенного влияния на объект. Аналогичная ситуация наблюдается при рассмотрении распределения валовых содержаний. Например, заметно увеличение количества Cr и Ni на северо-западе, около места туристической стоянки, такой же объект на юго-западе может быть источником Fe, содержание которого уменьшается вглубь озера, несмотря на более мелкий размер частиц. Для сравнения степени загрязнения разных участков дна озера для каждой пробы был рассчитан показатель суммарного загрязнения (Z_c), при этом за фоновые значения были взяты средние арифметические концентраций, за исключением превышавших сумму среднего и удвоенного стандартного отклонения ряда значений. Во всех точках выявлена низкая степень загрязнения (Z_c<10). Максимальные значения (8 и 6) обнаружены в двух точках, одна из них находится около места туристической стоянки, другая – у устья р. Сапшанка, чем можно и объяснить увеличение показателя.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Опекунова М.Г., Арестова И.Ю., Елсукова Е.Ю. Методы физико-химического анализа почв и растений СПб: Изд-во СПбГУ, 2002.

2. Опекунов А. Ю. Экологическая седиментология. Учебное пособие. СПб: Изд-во СПбГУ, 2012.

3. Хохряков В. Р. Экологическая характеристика водоёмов национального парка «Смоленское Поозерье» и их рациональное использование // Диссертация на соискание степени кандидата биологических наук: 03.00.10. Смоленск, 2001.

4. Национальный парк «Смоленское Поозерье» www.poozerie.ru // Официальный сайт национального парка «Смоленское Поозерье»

5. Национальный парк «Смоленское Поозерье» Справочно-информационное издание, Смоленск 2006