Комплексные исследования реки Радомля

Рисунок 1 Точки отбора проб воды и донных отложений
8-9 июня и 14 июля 2022 года в рамках комплексных исследований реки Радомля (Солнечногорский район, Московская область), проводимых некоммерческим фондом «Без рек как без рук» по заказу фонда развития социальных и экологических инициатив "ЭкоЛайн-Будущее". Река Радомля представляет собой малый водоток длиной 12 км и площадью водосбора 59,3 км2. Река протекает преимущественно с северо-востока на юго-запад, впадая в верховья Клязьмы примерно в 20 км ниже ее истока. Сток реки зарегулирован несколькими прудами. Для оценки экологического состояния реки по всей ее длине были измерены гидрохимические показатели, отобраны пробы воды и донных отложений, произведена оценка гидробиологической обстановки. Пробы воды отобраны в 16 точках (рисунок 1), в точках 5, 11 и 16 также были отобраны пробы донных
отложений для проведения дальнейшего анализа их загрязненности.
АНАЛИЗИРУЕМЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Проводился анализ воды и донных отложений на следующие показатели:

1 Гидрохимические показатели воды:
• Температура воды в поверхностном слое – базовая характеристика воды, влияющая на ее электропроводность, pH, максимальное содержание растворенных газов и пр.
• Величина pH, характеризующая содержание ионов водорода (кислотность среды). Обнаружение в воде pH, выходящего за пределы нормы (значения показателя должны лежать в диапазоне от 6 до 9), говорит о наличии серьёзного загрязнения или дисбаланса катионов и анионов. В таком случае требуются дополнительные исследования состава растворенных веществ.
• Электропроводность – способность раствора проводить электрический ток, что позволяет рассчитать содержание в воде растворенных веществ.

2 Биогенные вещества в воде:
• Химическое потребление кислорода (ХПК) – интегральный показатель содержания в воде органических веществ, широко применяемый при контроле качества природных вод и выявления антропогенного загрязнения. ХПК определяется через количество кислорода, необходимого для окисления всей содержащейся в пробе органики.
• Аммонийный азот (NH +4 ) – одна из форм азота. Повышение концентрации иона аммония свидетельствует о недавнем поступлении в воду загрязняющих веществ.
• Нитриты (NО -2 ) – одна из форм содержания растворенного азота. Повышение концентрации нитритов также свидетельствует об произошедшем загрязнении воды.
• Фосфат-ионы (PO 3-4) – показатель, являющийся, наряду с азотом, важным биогенным элементом, высокое содержание которого приводит к эвтрофикации водных объектов. Концентрации фосфатов растут при попадании сточных вод, содержащих фосфорсодержащие минеральных удобрений, моющие средства. Главным образом, фосфаты токсичны для рыб, в особенности, в сочетании с нитратами, присутствующими в речной воде.

3 Содержание органических загрязнителей в воде:
• Токсичные ароматические углеводороды образуют одну из главных фракций органических загрязнений водной среды, к ним относятся непредельные циклические соединения ряда бензола и их производные, полициклические ароматические углеводороды
• Летучие ароматические углеводороды (легкие фракции нефти) – толуол, ксилол, бензол, нафталин и др., обладающие повышенной токсичностью для живых организмов, легко разрушаются и удаляются из воды и почвы.
• Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) чрезвычайно устойчивы в любой среде и трудно поддаются разрушению. Бензол и его гомологи оказывают более быстрое токсическое действие на организм, чем полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Последние действуют медленнее, но более длительное время, являясь хроническими токсикантами и обладая в том числе канцерогенным эффектом.

4 Растворенные химические элементы в воде и донных отложениях:
В пробах будут определяться концентрации около 70 растворенных химических элементов, а также тяжелых металлов.
РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ПРОБ ВОДЫ
Радомля характеризуется типичным для заболоченных территорий химическим составом воды, о чем свидетельствует тносительно повышенное содержание органических веществ, невысокая минерализацией, повышенные концентрации железа и марганца. В районе истока уровень минерализации воды в реке низкий в точках мониторинга 1-11.
Значения возрастают ниже Поварово и к устью становятся вдвое выше. Несмотря на то, что река берет свой исток в болоте, в Радомле наблюдаются благоприятные кислородные условия на всем протяжении реки, т.к. содержание растворенного кислорода лежит в допустимых пределах (более 4 мг/л). Снижение концентрации растворенного кислорода
до 4.8 мг/л от 7-9 мг/л выше по течению и понижение pH до 6.9 происходит ниже ТБО в точке 6
Рисунок 2 Данные гидрохимических измерений в точках отбора проб воды р.Радомля
Река Радомля характеризуется высокими значениями химического потребления кислорода (ХПК) - интегрального показателя содержания в воде органических веществ. В верхней части исследованного участка на точках 1-5 значения ХПК изменяются в диапазоне 33-39 мгО/л. Подобные величины также обусловлены болотным происхождением реки. Так по данным исследований р. Москвы, берущей свое начало в Старьковском болоте, также отмечаются значения ХПК на уровне 100-200 мгО/л (Соколови др., 2020). При этом начиная с точки 6 происходит величина ХПК в Радомле возрастает до уровня 40-50 мгО/л, достигая максимума в точке 10 В нижнем течении ХПК снижается до уровня менее 20 мгО/л, что может быть связано с ростом уклона реки, а также с частичным окислением органических веществ и их седиментацией в донных отложениях.На всем протяжении Радомли не обнаружено превышений допустимых концентраций ионов аммония. При этом содержание нитритов превышено в точках 13 (в 3.6 раза), 9 (в 2.5 раза), 10 (в 2.3 раза), 6 (в 1.1 раз), что свидетельствуют о поступлении загрязнения коммунально-бытового характера, такого как сточные воды.

В отличие от результатов отбора проб воды в 2021 году, в 2022 г. не обнаружено превышений нормативов по содержанию органических загрязнителей. При этом ниже по течению от ТБО происходит увеличение концентраций некоторых металлов. Превышения гигиенических и рыбохозяйственных нормативов выявлено по алюминию, железу, марганцу, молибдену. Максимальные превышения выявлены для железа и марганца Данная особенность является характерной для водотоков Московской области и связана с заболоченностью водосбора. Повышенное содержание других металлов представляется связанным во многом с антропогенным воздействием фильтрата, поступающего с заброшенной свалки ТБО в районе точки 6 При этом ниже по течению поступившие загрязняющие вещества оседают в донных отложениях, их концентрация снижается.
РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ПРОБ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Донные отложения характеризуются загрязненностью по ряду тяжелых металлов, превышающим фоновые значения для Московской области в несколько раз. При этом полученные результаты демонстрируют снижение концентраций токсикантов в донных отложениях в сравнении с 2021 годом. Наибольшие концентрации загрязняющих веществ характерны для пробы донных отложений, отобранной на точке 11 на пруду в Поварово. Сложность получения адекватных оценок уровня загрязненности донных отложений осложняется отсутствием нормативов. В связи с этим используются ПДК и ОДК для почв. Кроме того, ПДК установлены лишь для крайне узкого перечня наиболее широко распространенных в почвах токсикантов. Поэтому дополнительно была проведена оценка не только санитарно-гигиенической опасности донных отложений, но и оценка эколого-геохимической опасности, путем сравнения с фоновыми концентрациями металлов в донных отложениях, определенными для Московского региона. Превышения предельно допустимых концентраций выявлены не были. Региональные фоновые концентрациями металлов в донных отложениях сильнее всего превышены по рубидию (в 4 раза в точке 11), сурьме (в 3 раза в точке 11), литию (в 3 раза в точке 11), в 2.5 раза - по бериллию, кобальту, никелю в 11 точке. Оценка уровня химического загрязнения донных отложений как индикатора неблагоприятного воздействия на здоровье и благополучие экосистемы проводилось с использованием коэффициентов концентрации химического вещества, которое определяется отношением фактического содержания определяемого вещества в донных отложениях к региональному фоновому значению и коэффициентов загрязненности (отношение фактического содержания к ПДК). По результатам проведенных исследований в соответствии с требованиями СП 11 102-97 был рассчитан суммарный показатель химического загрязнения донных отложений Zc, рассчитываемый как сумма кратностей превышения содержания каждого компонента Kc над фоновым значением: Zc=Kc1+...+Kci+...+Kcn-(n-1). В расчете учитываются только те показатели, содержание которых превышает фоновые значения или ПДК. Экологическое состояние считается удовлетворительным при значениях Zc менее 16, умеренно опасным при значениях Zc от 16 до 32, опасным – при Zc от 32 до 128 Были проведены две серии расчетов суммарных показателей загрязнения с использованием региональных фоновых значений, а также с использованием гигиенических ПДК почв. Согласно значениям Zc гигиеническое состояние донных отложений оценивается как умеренно опасное на точке 11 и удовлетворительным в точках 5 и 16 При этом если использовать фоновые концентрации, то получаемые значения комплексного показателя загрязненности более чем 2 раза ниже, а эколого-геохимическое состояние донных отложений оценивается как удовлетворительное.
Таблица 1 Содержание металлов в пробах донных отложений р. Радмоля
Были проведены расчеты коэффициента донной аккумуляции загрязняющих веществ (КДА) по формуле КДА = Сдо /Свода, где С ДО - концентрация загрязняющего вещества в донных отложениях, мкг/кг; С вода - концентрация этого вещества в воде, отобранной одновременно в этом же створе, мкг/л. Полученные результаты свидетельствуют о хроническом загрязнении донных отложений бериллием и цезием. Максимальные коэффициенты донной аккумуляции получены для точки 11 Высокие КДА зафиксированы по висмуту, таллию, ниобию.
ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РАДОМЛИ
Обитатели водоемов оказывают влияние на состав и качество воды. Вместе с тем многие виды гидробионтов в той или иной мере чувствительны к изменению широкого спектра физических и химических характеристик водной среды. Последнее позволяет использовать сведения об их видовом составе и численности при оценке экологического
состояния водных объектов. Живые организмы могут рассматриваться как уникальный «прибор», который реагирует на все вещества, находящиеся в воде, на все их комбинации и сочетания. Вместе с тем нужно отметить, что методам биологического анализа присуща некоторая неопределенность, связанная с тем, что ответные реакции живых организмов
обусловлены не только антропогенными воздействиями, но и природными факторами, отделить которые непросто. Исследование реки было произведено 14 и 21 июля в пяти пунктах («Исток», «Выше свалки», «Выше пруда у газопровода», «Выше Ленинградки», «Ниже Ленинградки»), расположенных по всей длине реки от истока до устья (рисунок 2).
Рисунок 3 Расположение пунктов гидробиологического обследования (1-5)
Анализ гидробиологического состояния показал, что в Радомле значительно различаются верхнее и нижнее течение реки. В верховье донные биоценозы сильно угнетены, а в нижнем течении находятся в относительно хорошем состоянии. Среднее течение является переходной зоной, где происходит самоочищение реки в прудах, через которые она
протекает. Обращает на себя внимание низкое содержание кислорода во всей реке – меньше 6 мг/л (т.е. ниже рыбохозяйственного ПДК). Объяснить это можно тем, что в Радомлю поступает большое количество органического вещества, при разложении которого потребляется кислород. Кроме того, река в значительной степени затемнена, и
фотосинтетическая аэрация воды происходит слабо. На верхних участках кислорода совсем мало - здесь река питается болотными водами, в которых концентрация кислорода обычно мала; в верховье в реке очень много органики.

В таблице 2 представлены основные параметры зообентоса, которые используются для оценки состояния водотока. Видно, что наименьшие значения рассматриваемых показателей наблюдаются на верхних точках. Это говорит о том, что условия
существования донных организмов в верхней части реки неблагоприятны. Это может быть связано с низким содержанием кислорода в болотных водах, приходящих из озера, а также – с загрязнениями, поступающими в реку со свалки и с коммунально-бытовыми стоками.

В нижнем течении реки её состояние значительно улучшается – так, что индексу Вудивисса она может даже считаться «Чистой», что связано с увеличением водности реки, потреблением (разложением) водными организмами и частичным осаждением загрязняющих веществ на дне искусственных водоемов. Индекс видового разнообразия Шеннона при малом числе видов может показать завышенные значения, что мы и наблюдаем на ст.1, где этот показатель, при общем числе видов, равном трём, составил 1.52 (поэтому предлагаем это значение игнорировать).
Таблица 2 Основные показатели зообентоса, используемые для оценки состояния
р.Радомли, июль 2022 г.
Стоки со свалки обуславливают малое биологическое разнообразие в точке №2, расположенной ниже свалки. Затем река проходит по лесному массиву, в ней происходит самоочищение воды. Это приводит к увеличению биомассы, общей численности и числа видов живых организмов в точке №3, по сравнению с вышележащими участками.
Значения индекса ЕРТ отличаются от нуля только на точках №4 и №5, что свидетельствует об их сравнительно лучшем экологическом состоянии. Вместе с тем зафиксированные там значения (4 и 6 соответственно) довольно далеки от величины индекса, свойственного чистым рекам (13-15). Значения олигохетного индекса Гуднайта-Уитли на всех точках
значительно меньше 60%, что говорит о том, что в Радомлю не поступают бытовые стоки с большим количеством легкоразлагаемых органических веществ. По результатам расчёта индекса Вудивисса, реку можно условно разделить на два участка: первый участок (точки №1, №2 и №3) характеризуется низким качеством воды (5); на втором участке (точки №4 и №5) представлены чистые воды (2). Эти результаты согласуются со значениями численности, биомассы и числа видов живых организмов, зафиксированными в точках отбора проб. С полученными значениями индекса Вудивисса также согласуются рассчитанные значения индекса сходства Сьёренсена (табл.13). На их основании можно разделить р.Радомлю на те же участки.

Выводы о гидробиологическом состоянии, основанные на однократном обследовании, следует считать предварительными. Желательно провести дополнительное изучение гидробиологических и гидрохимических характеристик реки в разные cезоны года; нужно дополнительно изучить не только реку, но и озеро, из которого она вытекает
ВЫВОДЫ
Вода реки Радомли характеризуется типичным для заболоченных территорий химическим составом, с относительно повышенным содержанием органических веществ, невысокой минерализацией и незначительным содержанием биогенных элементов. В тоже время здесь выделяются характерные для заболоченных регионов повышенные концентрации определенных металлов, в том числе железа, марганца и алюминия. При этом ниже по течению в реке проявляется эффект высокого загрязнения. Сравнение с результатами 2021 года показало исправление экологического состояния реки, особенно в точках ниже свалки. Значительное снижение концентраций загрязняющих веществ связано с большим разбавлением фильтрата ТБО ниже по течению и с рекультивацией отходов свалки. Другим источником загрязняющих веществ являются коммунально-бытовые стоки из расположенных на берегах Радомли СНТ. Помимо этого, в прудах из-за падения скорости течения наблюдается замедленный водообмен, что благоприятствует жизнедеятельности фитопланктона: за счет фотосинтеза поглощается кислород и происходит эвтрофикация, что в летний период может приводить к «цветению» (повышенной эвтрофикации водоема).

Донные отложения характеризуются загрязненностью по ряду тяжелых металлов, превышающим фоновые значения для Московской области в несколько раз. При этом полученные результаты демонстрируют снижение концентраций токсикантов в донных отложениях в сравнении с 2021 годом. Наибольшие концентрации загрязняющих веществ характерны для пробы донных отложений, отобранной на точке 11 на пруду в Поварово. Создание искусственных водоемов, замедляющее течение реки на данном участке, способствует осаждению и аккумуляции веществ в донных отложениях.

Анализ гидробиологического состояния показал, что в Радомле значительно различаются верхнее и нижнее течение реки. В верховье донные биоценозы сильно угнетены, а в нижнем течении находятся в относительно хорошем состоянии. Причинами угнетения донных обитателей в верховьях реки являются поступление болотных вод с низким содержанием кислорода и большим количеством органического вещества (на разложение которого расходуется кислород) и поступление загрязнений со свалки и населенных пунктов.