CC BY
29
УДК 504.45.058 DOI: 10.24412/1816-1863-2022-2-13-21
о
МИГРАЦИОННЫЕ ПОТОКИ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ о В ГЕОСИСТЕМЕ «ВОДОСБОР — ВОДНЫЙ ОБЪЕКТ» §
В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ Я
Е. А. Минакова, к. г. н, доцент, Казанский (Приволжский) федеральный университет (КФУ), еко1о£уке1@ mail.ru, Казань, Россия,
A. П. Шлычков, к. г. н., старший научный сотрудник, Институт проблем экологии и недропользования АН РТ (ИПЭН), anatoliy.shlychkov@yandex.ru, Казань, Россия, С. А. Кондратьев, д. физ.-мат. н., главный научный сотрудник,
Институт озероведения Российской академии наук — обособленное структурное подразделение ФГБУН «Санкт-Петербургский федеральный исследовательский центр Российской академии наук», kondratyev@limno.org.ru, Санкт-Петербург, Россия,
B. З. Латыпова, д. хим. н., профессор, Казанский (Приволжский) федеральный университет (КФУ), ecoanrt@yandex.ru, Казань, Россия
Количественно оценены механизмы формирования внешней биогенной нагрузки равнинных водохранилищ Европейской части России на примере частных водосборов Куйбышевского и Нижнекамского водохранилищ в границах Республики Татарстан в условиях антропогенного воздействия. Рассчитаны основные показатели миграционных потоков биогенных элементов: рассредоточенная внешняя биогенная нагрузка, точечная (антропогенная) нагрузка, удержание биогенных элементов, потенциальный вынос биогенных элементов с водосбора, суммарное поступление биогенных элементов в поверхностные воды водохранилищ. Установлено, что потенциальный вынос биогенных элементов с исследуемой территории составляет 43,6 тыс. т Ж/год и 5,3 тыс. т Р/год. Показано, что диффузное загрязнение является основным источником формирования внешней биогенной нагрузки со стороны водосбора и обусловливает 93 % N и 92 % Р от суммарного поступления биогенных элементов в поверхностные воды. Установлено, что внешняя биогенная нагрузка на поверхностные воды водохранилищ с территории Республики Татарстан составляет 47,5 тыс. т N/год и 5,9 тыс. т Р/год.
The external biogenic load formation mechanisms of plain reservoirs on the European part of Russia under anthropogenic impact are quantitatively estimated on an example of private watersheds of Kuibyshev and Nizhnekamsk reservoirs within the boundaries of the Republic of Tatarstan. The basic indicators of biogenic elements migration flows were calculated: disseminated external biogenic load, point (anthropogenic) load, biogenic elements retention, potential biogenic elements removal from the watershed, total biogenic elements inflow into the surface waters of the reservoir. It was found that the potential removal of biogenic elements from the study area is 43.6 thousand tons N/year and 5.3 thousand tons P/year. It is shown that diffuse pollution is the main source of formation of external biogenic load from the watershed and accounts for 93 % of N and 92 % of Р of the total intake of biogenic elements into surface waters. Under conditions of average water content the external biogenic load on surface waters from the territory of the Republic of Tatarstan is 47,5 thousand tons N/year and 5,9 thousand tons P/year.
Ключевые слова: водосбор, биогенные элементы, миграционные потоки, внешняя биогенная нагрузка, вклад диффузной и организованной нагрузки.
Keywords: catchment area, nutrient elements, migration flows, external nutrient load, contribution of diffuse and organized load.
Введение
Процесс антропогенного эвтрофиро-вания, охвативший водные объекты мира и вызвавший ухудшение качества поверхностных вод, можно отнести к числу глобальных процессов, резкое возрастание скорости которых под воздействием антропогенных факторов отмечено в последние десятилетия. В связи с этим значительный интерес представляют подходы к исследованию миграции биогенных элементов в системе «водосбор — водный
объект» и количественной оценке биогенной нагрузки на водный объект для подготовки мер по ее минимизации [1].
Целью данной работы является выявление факторов формирования и количественная оценка составляющих внешней биогенной нагрузки на водный объект на примере Куйбышевского и Нижнекамского водохранилищ в границах Республики Татарстан (РТ).
Статья является продолжением предшествующих работ авторов по миграции
13
IK
О ^
m О ш
14
биогенных элементов в системе «водосбор — водный объект» [2—9].
Материалы и методы
В качестве исходной информации для выполнения исследований использованы обобщенные по водным объектам и муниципальным районам данные о сбросе в водные объекты РТ соединений азота и фосфора в пересчете на общий азот (N) и фосфор (P), содержащиеся в форме статистической отчетности № 2ТП (водхоз) «Сведения об использовании воды» за 2008—2018 гг. Оценка атмосферных выпадений N и P на водосбор проводилась по материалам Государственной службы наблюдений за состоянием окружающей среды Росгидромета. Исследование диффузного стока выполнено по материалам о внесении минеральных и органических удобрений Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Татарстан, а также на основе собственных данных об удельном стоке N и P с различных типов ландшафтов. Оценка структуры подстилающей поверхности исследуемого водосбора проведена с использованием результатов интерпретации спутниковых снимков Landsat-8 Геологической службы США для летних и осенних месяцев 2017 года [10]. Для получения сопоставимой информации обработка исходных данных проводилась на основе нормативно-методических документов Росгидромета и методов физико-статистического анализа, приведенных в [11, 12].
В работе использована модель ILLM — Institute of Limnology Load Model (Свидетельство о государственной регистрации № 2014612519 от 27.02.2014), разработанная в Институте озероведения РАН на основе отечественного и зарубежного опыта моделирования выноса биогенных веществ с водосборных территорий, а также рекомендаций ХЕЛКОМ по оценке нагрузки на водные объекты [13].
Объектом исследования является частный водосбор Куйбышевского и Нижнекамского водохранилищ в границах РТ. Качество вод водохранилищ формируется под влиянием транзитного переноса загрязняющих веществ с вышележащих субъектов Российской Федерации, а также за счет сбросов очищенных и недостаточно очищенных сточных вод промыш-
ленных, сельскохозяйственных, коммунальных предприятий, и поверхностного стока с урбанизированной территории. Кроме того, существенный вклад в загрязнение водных объектов вносит геологическая среда и аэротехногенное загрязнение [14]. И это д алеко не полный перечень наиболее значимых факторов, которые обусловливают загрязнение и эвтрофиро-вание водных ресурсов изучаемых водных объектов [15, 16].
Концептуальная схема формирования биогенной нагрузки в геосистеме «водосбор — водный объект» приведена на рис. 1. При составлении схемы использована м еждународная и отечественная классификация внешней нагрузки и ее составляющих [17, 18].
Суммарная нагрузка биогенных элементов на водный объект формируются из двух составляющих: внутренняя биогенная нагрузка (автохтонная) и внешняя биогенная нагрузка (алохтонная), сформированная на водосборе.
Внутренняя биогенная нагрузка водного объекта в основном обусловлена поступлением минеральных форм биогенных элементов из донных отложений [19].
Внешняя биогенная нагрузка на водный объект формируется в результате воздействия природных и антропогенных факторов на водосборной площади за счет выноса биогенных элементов с водосбора и является постоянно действующим фактором, определяющим качество воды в водоеме и влияющим на химический состав донных отложений и гидробиологические процессы [4]. Водосборная площадь является геохимическим барьером на пути миграции ряда биогенных элементов в водный объект. Поступившие на водосборную площадь водного объекта биогенные элементы претерпевают процессы трансформации и нейтрализации. Часть биогенных элементов не достигает замыкающих створов крупных водных объектов, так как удерживается водосборной площадью за счет воздействия различных факторов [20]. Согласно [17, 18] внешняя нагрузка на водный объект по отношению к источникам формирования разделяется на точечную и неточечную (рассредоточенную). В зависимости от происхождения источника рассредоточенная нагрузка подразделяется на природную (фоновую, естественную) и диффузную (антропогенную).
В рекомендациях ХЕЛКОМ [13] определены шесть основных путей диффузного поступления биогенных элементов в водные объекты: поверхностный сток, эрозия, подземные воды, дренажные воды, атмосферные воды и сток с городских территорий. Диффузная (антропогенная) биогенная нагрузка рассчитывалась согласно [4, 10, 21, 22], с учетом выпадений биогенных элементов из атмосферы и эмиссии с водосбора с урбанизированных территорий, не оборудованных канализацией [23—26]. Синонимом диффузной антропогенной нагрузки является термин
диффузное загрязнение, которое определяется как ухудшение качества воды, вы- е званное источниками, загрязняющие ве- э щества от которых минуют централизован- о ные очистные сооружения и/или очистка о для которых не предусмотрена, не приме- я нима или не может их полностью охватить [27].
Как правило, значительная часть биогенных элементов, поступающих на водосбор от различных источников, не достигает замыкающих створов крупных рек. Для понимания причинно-следственных связей формирования антропогенного
Точечная (антропогенная) нагрузка
Рис. 1. Механизмы формирования биогенной нагрузки геосистемы «водосбор — водный объект»
15
о
^
т
о
ш
эвтрофирования пресноводных экосистем необходима количественная оценка основных этапов миграционных потоков биогенных элементов (поступление, удержание и вынос) геосистемы «водосбор — водный объект». Для оценки миграционных потоков необходимо количественно оценить следующие показатели:
— рассредоточенная внешняя биогенная нагрузка на водосборе;
— удержание биогенных элементов на водосборе;
— потенциальный вынос биогенных элементов с водосбора, обусловленных рассредоточенной нагрузкой;
— точечная (антропогенная) нагрузка на поверхностные воды;
— суммарное поступление биогенных элементов в поверхностные воды водного объекта.
Анализ причинно-следственных связей возникновения антропогенного эвтро-фирования водных объектов, вызванного внешней биогенной нагрузкой, способствуют более глубокому пониманию процессов трансформации биогенных элементов, происходящих на водосборе, дает количественную оценку миграционных потоков рассредоточенной внешней биогенной нагрузки на водосборе водного объекта, участвующих в эвтрофировании пресноводных экосистем и отражает их направленность.
Результаты и обсуждение
С применением описанных выше методов математического моделирования рассчитана внешняя биогенная нагрузка на водосбор, а также потенциальный вынос биогенных элементов с частного водосбора Куйбышевского и Нижнекамско-
го водохранилищ в границах РТ за период 2008—2018 гг.
Для решения поставленной задачи была проведена апробация модели и калибровка расчетной методики с учетом региональных особенностей территории: определены типы подстилающей поверхности по данным спутниковой съемки, рассчитаны коэффициенты выноса биогенных элементов с различных типов подстилающей поверхности в условиях современной антропогенной нагрузки, методика верифицирована на примере тестовых водосборов [28]. Основные результаты оценки миграционных потоков внешней биогенной нагрузки приведены в табл. 1.
Количественная оценка основных составляющих миграционных потоков биогенных элементов на территории РТ показала, что природная (фоновая) внешняя биогенная нагрузка на водосборе составила 16,3 тыс. т Л/год и 0,1 тыс. т Р/год. Диффузная (антропогенная) биогенная нагрузка на водосборе составила 92,8 тыс. т Л/год и 18,7 тыс. т Р/год. Точечная (антропогенная) нагрузка на поверхностные воды исследуемого водохранилища составила 3,9 тыс. т Л/год и 0,7 тыс. т Р/год.
Анализ результатов расчетов показал, что диффузная (антропогенная) внешняя биогенная нагрузка является определяющей в формировании рассредоточенной биогенной нагрузки на территории РТ и составляет 85 % N и 99,5 % Р. Рассчитанные данные сопоставимы с аналогичными показателями по бассейну р. Волги в целом, варьирующими по отдельным регионам в пределах 30—80 % [29], а также с данными зарубежных источников [30]. Доля фоновой (природной) внешней биогенной нагрузки составляет 15 % Ли
Таблица 1
Результаты оценки основных составляющих миграционных потоков внешней биогенной нагрузки на территории РТ
Основные составляющие миграционных потоков на территории РТ N тыс. т/год Р, тыс. т/год
Нагрузка на водосбор
Диффузная (антропогенная) рассредоточенная биогенная нагрузка 92,8 18,7
Природная (фоновая) рассредоточенная нагрузка 16,3 0,1
Рассредоточенная внешняя нагрузка 109,1 18,8
Удержание рассредоточенной биогенной нагрузки на водосборе 65,5 13,5
Потенциальный вынос биогенных элементов с водосбора 43,6 5,3
Организованная нагрузка на поверхностные воды
Точечная (антропогенная) нагрузка 3,9 0,7
Суммарное поступление биогенных элементов в поверхностные воды! 47,5 5,9
16
0,5 % Р. Вклад организованных сбросов в биогенную нагрузку составляет 7 % N и 8 % Р. Полученные расчеты подтверждают сделанные нами ранее выводы о значительном вкладе диффузной составляющей биогенной нагрузки на примере ряда водных объектов РТ [3, 31—33].
Удержание рассредоточенной биогенной нагрузки на изучаемых водосборах в границах РТ составило 65,5 тыс. т ^год и 13,5 тыс. т Р/год. Показатель удержания рассредоточенной биогенной нагрузки на водосборе является косвенной характеристикой экологической емкости геосистемы водосбора как геохимического барьера, отражающего способность водосбора трансформировать биогенные элементы, тем самым снижая массу выноса биогенных элементов, поступающих в водный объект. Установлено, что на территории РТ удерживается 60 % N и 72 % Р от рассредоточенной биогенной нагрузки на территории РТ.
Потенциальный вынос биогенных элементов с территории РТ составил 43,6 тыс. т ^год и 5,3 тыс. т Р/год, что соответствует 40% Nи 28% Рот всей массы рассредоточенной внешней нагрузки, сформированной на водосборе.
Суммарное поступление биогенных элементов в поверхностные воды Куйбышевского и Нижнекамского водохранилищ в границах РТ составило 47,5 тыс. т ^год и 5,9 тыс. т Р/год.
В целом, изучение процессов формирования внешней биогенной нагрузки направлено на понимание механизмов миграционных потоков биогенных элементов в современных условиях под воздействием совокупного влияния внешних при-родно-антропогенных факторов и позволяет выявлять направленность потоков биогенных элементов на водосборе; количественно оценивать их роль в формировании внешней биогенной нагрузки на водные объекты. Полученные результаты будут полезны для подготовки нормативно-правовых документов, составления кадастров рассредоточенных (диффузных) биогенных источников; разработки программ мониторинга на качественно новом уровне и подготовки научно-обоснованных управленческих решений по нормированию и регулированию внешней биогенной нагрузки на водосбор.
Выводы
1. Используемая в настоящей работе методология расчета позволила выявить и количественно оценить основные составляющие миграционных потоков внешней биогенной нагрузки системы «водосбор — водный объект» в современных условиях антропогенного эвтрофирования водных объектов.
2. Выполнена количественная оценка современного уровня внешней биогенной нагрузки на территории РТ. В условиях средней водности величина фоновой (природной) рассредоточенной внешней биогенной нагрузки составляет 16,3 тыс. т ^год и 0,1 тыс. т Р/год; диффузной (антропогенной) биогенной нагрузки 92,8 тыс. т ^год и 18,7 тыс. т Р/год. Величина точечной (антропогенной) нагрузки составляет 3,9 тыс. т ^год и 0,7 тыс. т Р/год. В ц елом внешняя биогенная нагрузка составляет 109,1 тыс. т ^год и 18,8 тыс. т Р/год.
3. Установлено, что диффузное загрязнение является основным источником формирования внешней биогенной нагрузки со стороны водосбора и обусловливает 93 % N и 92 % Р от суммарной внешней биогенной нагрузки на поверхностные воды частных водосборов Куйбышевского и Нижнекамского водохранилищ в границах РТ. Вклад внешней биогенной нагрузки от организованных источников составляет 7 % N и 8 % Р.
4. Показано, что на исследуемой территории удерживается 60 % N и 72 % Р от всей массы рассредоточенной внешней биогенной нагрузки, поступившей на водосбор. В количественном выражении величина удержания составляет 65,5 тыс. т ^год и 13,5 тыс. т Р/год.
5. Рассчитана величина потенциального выноса биогенных элементов с территории РТ, составляющая 43,6 тыс. т ^год и 5,3 тыс. т Р/год. В водные объекты поступает 40 % N и 28 % Р от всей массы рассредоточенной внешней нагрузки, сформированной на водосборе изучаемых водохранилищ в границах РТ.
5. Суммарное поступление биогенных элементов в поверхностные воды Куйбышевского и Нижнекамского водохранилищ с территории РТ составило 47,5 тыс. т ^год и 5,9 тыс. т Р/год.
а>
о ^
о
О -1
17
S
О ^
m О ш
18
Литература
1. Хендерсон-Селлерс Б., Маркленд Х. Р. Умирающие озера. Причины и контроль антропогенного эвтрофирования. — Л.: «Гидрометеоиздат», 1990 г. — 278 с.
2. Минакова Е. А., Латыпова В. З., Переведенцев Ю. П. Подходы к региональному нормированию нагрузки фосфор- и азотсодержащих минеральных удобрений на водосборную площадь реки // Безопасность жизнедеятельности. — № 12. — 2003. — С. 36—41.
3. Минакова Е. А., Латыпова В. З., Степанова Н. Ю. Экологическое нормирование антропогенных нагрузок на водные экосистемы // Экологический консалтинг. — 2004. — № 4 (16). — С. 3—10.
4. Кондратьев С. А. Формирование внешней нагрузки на водоемы: проблемы моделирования. — СПб.: Наука, 2007. — 253 с.
5. Шлычков А. П., Латыпова В. З., Минакова Е. А., Давыдов Р. Н., Ильясова А. Р. Формирование качества поверхностных вод малых рек в различных физико-географическх районах Республики Татарстан // Проблемы региональной экологии. — 2012. — № 5. — С. 7—13.
6. Шлычков А. П., Минакова Е. А., Латыпова В. З., Давыдов Р. Н. Влияние метеорологических величин на поверхностный сток биогенных элементов // Вестник Татарстанского отделения Российской экологической академии (Журнал экологии и промышленной безопасности). — 2012. — № 3—4. — С. 132—134.
7. Математическое моделирование массопереноса в системе «водосбор — водоток — водоем» / под ред. Кондратьева С. А., Шмаковой М. В. — СПб.: Нестор-История, 2019. — 248 с.
8. Minakova E. A., Shlichkov A. P., Arinina A. V. Approaches to Management of Anthropogenic Eutroph-ication Caused by Loading from Mineral Fertilizers // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. — 2019. — Т. 272. — 032006 с.
9. Kondratyev S. A., Ignatyeva N. V., Shmakova M. V., Ershova A. A., Minakova E. A., Terekhov A. V. Model-Based Assessment of Nutrient Load into Water Bodies from Different Landscape Types. — Landscape Modelling and Decision Support «Innovations in Landscape Research» Cham, Switzerland: Springer Int. Publ. AG, 2020. — С. 299—310.
10. Поздняков Ш. Р., Брюханов А. Ю., Кондратьев С. А., Игнатьева Н. В., Шмакова М. В., Минакова Е. А., Расулова А. М., Обломкова Н. С., Васильев Э. В., Терехов А. В. Перспективы сокращения выноса биогенных элементов с речных водосборов за счет внедрения наилучших доступных технологий (НДТ) сельскохозяйственного производства (по результатам моделирования) // Водные ресурсы. — 2020. — Том 47. — № 5. — С. 588—602.
11. Кобзарь А. И. Прикладная математическая статистика. — М.: Физматлит, 2006. — 816 с.
12. Кобышева Н. В., Гольберг М. А. Методические указания по статистической обработке метеорологических рядов. — Л.: Гидрометеоиздат, 1990. — 85 с.
13. Guidelines for the annual and periodical compilation and reporting of waterborne pollution inputs to the Baltic Sea (PLC-Water). — HELCOM Publ., Helsinki, Finland, 2015. — 143 p.
14. Валетдинов А. Р., Валетдинов Р. К., Валетдинов Ф. Р., Горшкова А. Т., Фридланд С. В., Шлыч-ков А. П. Нормирование интенсивности загрязнения снежного покрова химическими элементами (на примере Республики Татарстан и ее крупных промышленных центров) // Безопасность жизнедеятельности. — 2008. — № 10. — С. 17—20.
15. Даценко Ю. С. Эвтрофирование водохранилищ: гидролого-гидрохимические аспекты. — М.: ГЕОС, 2007. — 232 с.
16. Селезнева А. В., Беспалова К. В., Селезнев В. А. Методология оценки диффузного загрязнения водохранилищ Волжско-Камского каскада: материалы междунар. конф., приуроч. к 35-летию Ин-та экологии Волж. бассейна РАН и 65-летию Куйбышев. биостанции «Экологические проблемы бассейнов крупных рек — 6». — Тольятти, 2018. — С. 276—278.
17. Методические указания по расчету платы за неорганизованный сброс загрязняющих веществ в водные объекты, утв. Госкомэкологией РФ 29.12.1998. — URL: https://normativ.kontur.ru/ document?moduleId=1&documentId=32655, дата обращения: 02.02.2022.
18. Диффузное загрязнение водных объектов: проблемы и решения: коллективная монография под рук. В. И. Данилова — Данильяна. — М.: РАН, 2020. — 512 с.
19. Даценко Ю. С. Методы оценки внутренней биогенной нагрузки водоемов // Труды КарНЦ РАН Лимнология и океанология. — 2019. — № 9. — С. 116—124.
20. Перельман А. И. Геохимия природных вод. — М.: Наука, 1982. — 150 с.
21. Методические указания по расчету поступления биогенных элементов в водоемы от рассредоточенных нагрузок и установлению водоохранных мероприятий. Утверждены НТС Госагропро-ма РСФСР 17.02.88. Всесоюзное проектно-изыскательское и научно-исследовательское объединение «СОЮЗВОДПРОЕКТ». — URL: https://normativ.kontur.ru/document?moduleId= 1&documentId=43514, дата обращения: 02.02.2022.
22. Брюханов А. Ю., Кондратьев С. А., Обломкова Н. С., Оглуздин А. С., Субботин И. А. Методика определения биогенной нагрузки сельскохозяйственного производства на водные объекты // АгроЭкоИнженерия. — 2016. — № 89. — С. 175—182.
23. Кондратьев С. А., Казмина М. В., Шмакова М. В., Маркова Е. Г. Метод расчета биогенной нагрузки на водные объекты // Региональная экология. — 2011. — № 3—4. — С. 50—59. е
24. Минакова Е. А., Шлычков А. П. Выпадения биогенных веществ с атмосферными осадками в бас- О сейне Средней и Нижней Волги // Проблемы региональной экологии. — 2018. — № 6. — С. 92—97. о
25. Минакова Е. А., Шлычков А. П., Поздняков Ш. Р., Кондратьев С. А. Оценка величины выпадений биогенных веществ из атмосферы на частный водосбор Куйбышевского водохранилища в Г пределах Республики Татарстан // Проблемы региональной экологии. — 2019. — № 1. — С. 34—38. я
26. Инструктивный документ «Источники диффузного загрязнения: типизация, признаки, факторы воздействия на водные объекты». — М.: Институт водных проблем РАН, 2018. — 26 с.
27. Концепция снижения диффузного загрязнения реки Волги / В. О. Полянин, Т. Б. Фащевская, Н. В. Кирпичникова; Российская академия наук, Институт водных проблем (ИВП). — М.: Ин-т водных проблем Российской академии наук, 2020. — 117 с.
28. Поздняков Ш. Р., Кондратьев С. А., Брюханов А. Ю., Минакова Е. А., Игнатьева Н. В., Шмакова М. В., Иванова Е. В., Обломкова Н. С., Терехов А. В. Оценка биогенной нагрузки на Куйбышевское водохранилище со стороны водосбора // География и природные ресурсы. — 2019. — № 3. — С. 67—76.
29. Фащевская Т. Б., Полянин В. О., Н. В. Кирпичникова. Диффузное загрязнение водных объектов: источники, мониторинг, водоохранные мероприятия: учебное пособие. — М.: МИНОБР РФ, Институт водных проблем Российской академии наук, 2020. — 171 с.
30. Environmental Programme for the Danube River Basin, Danube Integrated Environmental Study. — Report Phase 1. Commission of the European Communities, 1994.
31. Минакова Е. А. Влияние факторов окружающей среды на формирование качества воды реки Казанка: всероссийский конгресс работников водного хозяйства. Тезисы докладов, Москва, 2003. — С. 285—286.
32. Минакова Е. А. Учет метеорологических факторов в управлении качеством поверхностных вод (на примере рек Казанка, Свияга, Степной Зай): дисс. к. г. н.: 25.00.36. — Геоэкология. — СПб, 2004. — 147 с.
33. Мухаметшин Ф. Ф., Минакова Е. А., Латыпова В. З., Мухаметшина Е. Г., Шлычков А. П. Оценка изменения качества поверхностных вод Куйбышевского водохранилища: сборник трудов VIII Международного конгресса «Чистая вода. Казань». — Казань: ООО «Новое Знание», 2017. — С. 189—193.
MIGRATION FLOWS OF NUTRIENT ELEMENTS IN THE GEOSYSTEM "CATCHMENT AREA — WATER BODY" IN MODERN CONDITIONS
E. A. Minakova, Ph. D. (Geography), Associate Professor, Kazan Federal University (KFU), ekologyhel@ mail.ru, Kazan, Russia,
A. P. Shlychkov, Ph. D. (Geography), Senior Researcher, Institute of Ecology and Subsoil Use of the Academy of Sciences of the Republic of Tatarstan (IPEN), anatoliy.shlychkov@yandex.ru, Kazan, Russia,
S. A. Kondratyev, Dr. Habil. (Physics and mathematics), Lead Researcher, Institute of Limnology Russian Academy of Sciences (INOZ RAS — FRC RAS), kondratyev@limno.org.ru, St. Petersburg, Russia,
V. Z. Latypova, Dr. Habil. (Chemistry), Professor Department of Applied Ecology, Kazan (Volga Region) Federal University (KFU), ecoanrt@yandex.ru, Kazan, Russia
References
1. Henderson-Sellers B., Markland H. R. Umirayushchiye ozera. Prichiny i kontrol' antropogennogo evtrofi-rovaniya [Dying lakes. Causes and control of anthropogenic eutrophication]. — L: "Gydrometeoizdat", 1990. 278 p. [in Russian].
2. Minakova E. A. Latypova V. Z., Perevedentsev Yu. P. Podkhody k regional'nomu normirovaniyu nagruzki fosfor- i azotsoderzhashchikh mineralnykh udobreniy na vodosbornuyuploshchad reki [Approaches to the regional regulation of the load of phosphorus- and nitrogen-containing mineral fertilizers on the catchment area of the river]. Life safety. 2003. No. 12. P. 36—41 [in Russian].
3. Minakova E. A. Latypova V. Z., Stepanova N. Yu. Ekologicheskoye normirovaniye antropogennykh na-gruzok na vodnyye ekosistemy [Ecological regulation of anthropogenic loads on aquatic ecosystems]. No. 4 (16), 2004. P. 3—10 [in Russian].
19
IK
O ^
m O CD
9.
10.
20
4. Kondratev S. A. Formirovaniye vneshney nagruzki na vodoyemy: problemy modelirovaniya [Formation of external load on water bodies: modeling problems]. Ecology consulting. 2007. 253 p. [in Russian].
5. Minakova E. A. Shlychkov A. P., Latypova V. Z., Davydov R. N., Ilyasova A. R. Formirovaniye kachestva poverkhnostnykh vod malykh rek v razlichnykh flziko-geograficheskkh rayonakh Respubliki Tatarstan [Formation of the quality of surface waters of small rivers in various physical and geographical regions of the Republic of Tatarstan]. Problems of regional ecology. 2012. No. 5. P. 7—13 [in Russian].
6. Minakova E. A. Shlychkov A. P., Latypova V. Z., Davydov R. N. Vliyaniye meteorologicheskikh velichin na poverkhnostnyy stok biogennykh elementov [Influence of Meteorological Values on the Surface Runoff of Nutrients]. Bulletin of the Tatarstan Branch of the Russian Ecological Academy (Journal of Ecology and Industrial Safety). 2012. No. 3—4. P. 132—134 [in Russian].
7. Kondratev S. A., Shmakova M. V. Matematicheskoye modelirovaniye massoperenosa v sisteme vodosbor — vodotok — vodoyem [Mathematical Modeling of Mass Transfer in the System Catchment — Watercourse — Reservoir] St. Peterburg: Nestor — Istoria. 2019. 248 p. [in Russian].
8. Minakova E .A. Approaches to Management of Anthropogenic Eutrophication Caused by Loading from Mineral Fertilizers / E A Minakova, A P Shlichkov, A V Arinina // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019. 272. 032006.
Kondratyev S. A., Ignatyeva N. V., Shmakova M. V., Ershova A. A., Minakova E. A., Terekhov A. V. Model-Based Assessment of Nutrient Load into Water Bodies from Different Landscape Types. Landscape Modelling and Decision Support "Innovations in Landscape Research" CHAM, Switzerland, 2020. P. 299—310.
Pozdnyakov Sh. R., Bryuhanov A. Yu., Kondratev S. A., Ignateva N. V., Shmakova M. V., Minako-va E. A., Rasulova A. M., Oblomkova N. S., Vasiliev E. V., Terekhov A. V. Perspektivy sokrashcheniya vynosa biogennykh elementov s rechnykh vodosborov za schet vnedreniya nailuchshikh dostupnykh tekhnologiy (NDT) selskokhozyaystvennogo proizvodstva (po rezultatam modelirovaniya) [Prospects for reducing the removal of nutrients from river catchments through the introduction of the best available technologies (BAT) for agricultural production (based on modeling results)]. Water resources. 2020, vol. 47, No. 5. P. 588—602 [in Russian].
11. Kobzar A. I. Prikladnaya matematicheskaya statistika [Applied mathematical statistics]. М.: Fizmalit. 2006. 816 p. [in Russian].
12. Kobysheva N. V., Golberg M. A. Metodicheskiye ukazaniya po statisticheskoy obrabotke meteorologicheskikh ryadov [Guidelines for statistical processing of meteorological series]. M.: Gydrometeoizdat. 1990. 85 p. [in Russian].
13. Guidelines for the annual and periodical compilation and reporting of waterborne pollution inputs to the Baltic Sea (PLC-Water): HELCOM Publ., Helsinki, Finland. 2015. 143 p.
14. Valetdinov A. R., Valetdinov R. K., Valetdinov F. R., Gorshkova A. T., Fridland S. V., Shlychkov A. P. Normirovaniye intensivnosti zagryazneniya snezhnogo pokrova khimicheskimi elementami (na primere Respubliki Tatarstan i yeye krupnykh promyshlennykh tsentrov) [Rationing the intensity of snow cover pollution by chemical elements (on the example of the Republic of Tatarstan and its large industrial centers)]. Life safety. 2008. No. 10. P. 17—20 [in Russian].
15. Datsenko Yu. S. Evtrofirovaniye vodokhranilishch: gidrologo-gidrokhimicheskiye aspekty [Eutrophication of reservoirs: hydrological and hydrochemical aspects]. М., GEOS. 2007. 232 p. [in Russian].
16. Selezneva A. V., Bespalova K. V., Seleznev V. A. Metodologiya otsenki diffuznogo zagryazneniya vodokhranilishch Volzhsko-Kamskogo kaskada [Methodology for assessing diffuse pollution of the reservoirs of the Volga-Kama cascade]: mat. of the int. conf.dedicated to the 35th anniversary of the Volga Ecology Institute, the basin of the Russian Academy of Sciences and the 65th anniversary of Kuibyshev biostations "Ecological problems of large river basins — 6". — Togliatti, 2018. P. 276—278 [in Russian].
17. Metodicheskiye ukazaniya po raschetu platy za neorganizovannyy sbros zagryaznyayushchikh veshchestv v vodnyye obyekty [Guidelines for calculating fees for unorganized discharge of pollutants into water bodies]. 1998. — URL: https://normativ.kontur.ru/document?moduleId=1&documentId=32655, access data: 02.02.2022 [in Russian].
18. Danilov—Danilyan V. I. Diffuznoye zagryazneniye vodnykh ob'yektov: problemy i resheniya [Diffuse pollution of water bodies: problems and solutions]. M.: RAN. 2020. 512 p. [in Russian].
19. Datsenko Yu. S. Metody otsenki vnutrenney biogennoy nagruzki vodoyemov [Methods for assessing the internal biogenic load of water bodies]. Proceedings of KarSC RAS Limnology and Oceanology. 2019. No. 9, P. 116—124 [in Russian].
20. Perelman A. I. Geokhimiya prirodnykh vod [Geochemistry of natural waters]. M.: Nauka. 1982. 150 p. [in Russian].
21. Metodicheskiye ukazaniya po raschetu postupleniya biogennykh elementov v vodoyemy ot rassredotochennykh nagruzok i ustanovleniyu vodookhrannykh meropriyatiy [Guidelines for calculating the supply of biogenic elements to water bodies from dispersed loads and the establishment of water protection measures]. Approved NTS Gosagroprom RSFSR 17.02.88. All-Union Design and survey and Research Association "SOYUZVODPROEKT". 1988. URL: https://normativ.kontur.ru/document?moduleId=1&documen-tId=43514, access data: 02.02.2022 [in Russian].
22. Bryukhanov A. Yu., Kondratiev S. A., Oblomkova N. S., Ogluzdin A. S., Subbotin I. A. Metodika opre-deleniya biogennoy nagruzki sel'skokhozyaystvennogo proizvodstva na vodnyye obieyekty [Methodology for e determining the biogenic load of agricultural production on water bodies]. AgroEcoIngeniiring. 2016. O No. 89. P. 175-182 [in Russian]. o
23. Kondratiev S. A., Kazmina M. V., Shmakova M. V., Markova E. G. Metod rascheta biogennoy nagruzki § na vodnyye obieyekty [Method for calculating the nutrient load on water bodies]. Regional ecology. 2011. r No. 4. P. 50-59 [in Russian]. i
24. Minakova E. A., Shlychkov A. P. Vypadeniya biogennykh veshchestv s atmosfernymi osadkami v basseyne Sredney i Nizhney Volgi [Fallout of nutrients with atmospheric precipitation in the basin of the Middle and Lower Volga] // Problems of regional ecology. 2018. No. 6. P. 92—97 [in Russian].
25. Minakova E. A., Shlychkov A. P., Pozdnyakov Sh. R., Kondratiev S. A. Ocenka velichiny vypadenij bio-gennyh veshchestv iz atmosfery na chastnyj vodosbor Kujbyshevskogo vodohranilishcha v predelah Respubliki Tatarstan [Estimation of the amount of precipitation of biogenic substances from the atmosphere to the private catchment of the Kuibyshev reservoir within the Republic of Tatarstan]. Problems of regional ecology. 2019. No. 1. P. 34—38 [in Russian].
26. Instruktivnyj dokument "Istochniki diffuznogo zagryazneniya: tipizaciya, priznaki, faktory vozdejstviya na vodnye ob'ekty" [Instructional document "Sources of diffuse pollution: typification, signs, factors of impact on water bodies"]. M.: Institute of Water Problems of the Russian Academy of Sciences, 2018. 26 p. [in Russian].
27. Polyanin V. O., Faschevskaya T. B., Kirpichnikova N. V. Koncepciya snizheniya diffuznogo zagryazneniya reki Volgi: uchebnoeposobie [The concept of reducing diffuse pollution of the Volga River: textbook]. Moscow: Institute of Water Problems of the Russian Academy of Sciences, 2020. 117 p. [in Russian].
28. Pozdnyakov Sh. R., Kondratiev S. A., Bryukhanov A. Yu., Minakova E. A., Ignatieva N. V., Shmakova M. V., Ivanova E. V., Oblomkova N. S., Terekhov A. V. Ocenka biogennoj nagruzki na Kujbyshevskoe vodohranilishche so storony vodosbora [Assessment of biogenic load on the Kuibyshev reservoir from the catchment area]. Journal Geography and Natural Resources. 2019. No. 3. — P. 67—76 [in Russian].
29. Faschevskaya T. B., Polyanin V. O., Kirpichnikova N. V. Diffuznoe zagryaznenie vodnyh ob'ektov: istochniki, monitoring, vodoohrannye meropriyatiya: uchebnoe posobie [Diffuse pollution of water bodies: sources, monitoring, water protection measures: textbook]. M: Ministry of Education of the Russian Federation, Institute of Water Problems of the Russian Academy of Sciences, 2020. 171 p. [in Russian].
30. Environmental Programme for the Danube River Basin, Danube Integrated Environmental Study. — Report Phase 1. Commission of the European Communities, 1994.
31. Minakova E. A. Vliyanie faktorov okruzhayushchej sredy na formirovanie kachestva vody reki Kazanka: vse-rossijskij kongress rabotnikov vodnogo hozyajstva [The influence of environmental factors on the formation of the water quality of the Kazanka River: All-Russian Congress of Water workers]. Abstracts of reports, Moscow.2003. P. 285—286 [in Russian].
32. Minakova E. A. Uchet meteorologicheskih faktorov v upravlenii kachestvom poverhnostnyh vod (na primere rek Kazanka, Sviyaga, Stepnoj Zaj) [Consideration of meteorological factors in the management of surface water quality (on the example of the Kazanka, Sviyaga, Steppe Zai rivers): diss. Ph. D.: 25.00.36. — Ge-oecology. St. Petersburg, 2004. 147 p. [in Russian].
33. Mukhametshin F. F., Minakova E. A., Latypova V. Z., Mukhametshina E. G., Shlychkov A. P. Ocenka izmeneniya kachestva poverhnostnyh vod Kujbyshevskogo vodohranilishcha: sbornik trudov VIII Mezhdunar-odnogo kongressa "CHistaya voda. Kazan'" [Assessment of changes in the quality of surface waters of the Kuibyshev reservoir: proceedings of the VIII International Congress "Clean Water. Kazan"]. Kazan: LLC "New Knowledge", 2017. P. 189—193 [in Russian].
21
