The research of small water bodies water ecosystems in St Petersburg and the Leningrad Region based on the construction of consolidated water quality indicators

Abstract

Целью данной работы является изучение водных экосистем малых водоёмов Санкт-Петербурга и Ленинградской области на основе построения сводных показателей качества воды. Работа является актуальной, так как малые водные объекты играют большую рекреационную роль и находятся в непосредственном контакте с человеком. Следовательно, состояние данных водоемов должно соответствовать не только санитарно-гигиеническим нормативам, но и обеспечивать эстетические функции. В работе наряду с общепринятыми способами оценки состояния водных объектов (гидрологические, гидрохимические, гидробиологические показатели, оценка пространственно-временной динамики показателей) были рассмотрены новые показатели, такие как окрашенное растворенное органическое вещество (ОРОВ). В исследовании применены современные способы изучения состояния водных объектов (построение квалиметрических шкал гидроэкологического состояния рассматриваемых объектов, получение сводных показателей для классов состояния водных объектов, проведение имитационного моделирования возможных климатических и антропогенных нагрузок на экосистемы). В качестве объектов исследования были выбраны 36 водных объектов в Санкт-Петербурге и Ленинградской области. В результате статистической обработки было выяснено, что ОРОВ можно использовать в качестве одной из составляющих сводного показателя состояния водных объектов, так как было подтверждено наличие взаимосвязи с биогенными элементами на качественном уровне. Получена квалиметрическая шкала сводного показателя состояния водных объектов, разделяющая исследованные водоемы на 4 класса, для которых были даны рекомендации для улучшения и поддержания состояния водоемов. Проведение имитационного моделирования показало возможность использования разработанной квалиметрической шкалы для прогноза изменений состояния водных объектов при различных сценариях нагрузок.

The purpose of this work was to estimate the ecosystems of small water objects of St. Petersburg and the Leningrad region using the integral index of water quality. Small water objects play a large recreational role in the city. In this study, both common parameters (hydrological, hydrochemical, hydrobiological parameters) and modern indicators such as coloured dissolved organic matter (CDOM), quality metric scale, integral index and simulation modeling were researched in 36 water samples from Saint-Petersburg and the Leningrad region. As a result of statistical processing, it was found out that there is a connection between CDOM and biogenic elements. Therefore, CDOM can be used for estimating of ecosystem state. The quality metric scale shows 4 classes of water objects with different ecosystem state. The recommendations for improving and maintaining the condition of water bodies were written. Moreover, the process of simulation modeling showed the possibility of using the quality metric scale to predict changes in the state of water bodies when various factors change.