sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S2587556624040086RPLLONsergeogr-2797Research ArticleПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ И ГЕОЭКОЛОГИЯNATURAL RESOURCE USE AND GEOECOLOGYОценка химического загрязнения и качества вод рек юго-восточной части Калининградской областиAssessment of Chemical Pollution and Water Quality of Rivers in the Southeastern Part of Kaliningrad OblastЗотовС. И.ZotovS. I.

Калининград

Kaliningrad

СпиринЮ. А.SpirinYu. A.

Москва

Moscow

spirin.yuriy@rambler.ruТаранВ. С.TaranV. S.

Калининград

Kaliningrad

Балтийский федеральный университет имени Иммануила КантаРоссияImmanuel Kant Baltic Federal UniversityRussian FederationИнститут географии Российской академии наукРоссияInstitute of Geography, Russian Academy of SciencesRussian Federation202409032025884554567Copyright © Зотов С.И., Спирин Ю.А., Таран В.С., 20252025Зотов С.И., Спирин Ю.А., Таран В.С.Zotov S.I., Spirin Y.A., Taran V.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/2797

В статье рассмотрены результаты исследований химического загрязнения и качества вод рр. Анграпы, Писсы, Красной и Русской, относящихся к бассейну р. Преголи и формирующих основу речной сети юго-востока Калининградской области. Спланирован и осуществлен мониторинг этих водотоков по 16 пунктам в разрезе гидрологических сезонов 2022–2023 гг. Гидрологические измерения и отбор проб для последующих химических анализов проведены 15.10.2022, 15.01.2023, 23.04.2023, 19.07.2023 гг. Выявлены основные загрязняющие вещества в реках: нефтепродукты, железо, сульфаты, аммоний, нитриты, фосфаты и несоответствие нормам ПДК по показателям биологического и химического потребления кислорода, а также растворенного кислорода. Рассчитаны и картографически отображены удельный комбинаторный индекс загрязнения вод и индекс загрязнения вод. Пространственная дифференциация качества вод в исследуемых реках отображает закономерное ухудшение от верховьев к устьевым частям в связи с увеличением аккумуляции реками стоков с сельскохозяйственных угодий, населенных пунктов и индивидуальных домохозяйств. В период исследований отмечены следующие фазы водного режима: осенняя межень, зимние паводки, весеннее половодье и отсутствие летней межени. Наряду с антропогенными воздействиями этот фактор оказал существенное влияние на качество вод, которое варьирует от загрязненных до чрезвычайно грязных. Можно констатировать неблагополучное экологическое состояние как самих исследуемых водотоков, так и их речных бассейнов.

The article discusses the results of researches on chemical pollution and water quality of the Angrapa, Pissa, Krasnaya and Russkaya rivers, which belong to the Pregolya River basin and form the basis of the river network of the southeastern part of Kaliningrad oblast. Monitoring of these watercourses was planned and carried out at 16 sites during the 2022–2023 hydrological seasons. Hydrological measurements and sampling for subsequent chemical analysis were carried out on October 15, 2022, January 15, 2023, April 23, 2023, and July 19, 2023. The main pollutants in the rivers were identified: petroleum products, iron, sulfates, ammonium, nitrites, phosphates and non-compliance with MPC standards in terms of BOD, COD and dissolved oxygen. The specific combinatorial index of water pollution and the water pollution index were calculated and presented cartographically. The spatial differentiation of water quality in the studied rivers reflects a natural deterioration from the headwaters to the estuaries due to the increased accumulation of river runoff from agricultural lands, settlements and individual households. During the study period, the following phases of the water regime were observed: autumn low water, winter floods, spring high water, and the absence of summer low water. This factor, together with anthropogenic impacts, has a significant impact on the water quality, which varies from polluted to extremely polluted. It can be said that the ecological state of the studied watercourses and their river basins is unfavorable.

здинамика загрязнения водотоковбассейн р. Анграпыгидрохимический анализкачество водкартографирование загрязнения рексравнительный анализ загрязненийантропогенные воздействияdynamics of watercourse pollutionAngrapa River basinhydrochemical analysiswater qualitymapping of river pollutioncomparative analysis of pollutionanthropogenic impactsКартографирование и работа с ГИС выполнены в Институте географии РАН в рамках государственного задания № FMWS-2024-0007.Mapping and GIS work were carried out in the IGRAS within the framework of the state assignment no. FMWS-2024-0007.ReferencesАхмедова Н.Р., Наумов В.А. Динамика модуля годового стока в бассейне реки Писса // Вестн. ИШ ДВФУ. 2022. № 2 (51). С. 105–111. https://doi.org/10.24866/2227-6858/2022-2/105-111Akhmedova N.R., Naumov V.A. Dynamics of the annual runoff module in the Pissa River basin. Vestn. ISH DVFU, 2022, no. 2, pp. 105–111. (In Russ.). https://doi.org/10.24866/2227-6858/2022-2/105-111Балдаков Н.А., Кудишин А.В. Автоматизация расчета характеристик водосборного бассейна для решения задач моделирования поверхностного стока // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2019. Т. 4. № 1. С. 83–89. https://doi.org/10.33764/2618–981X-2019-4-1-83-89Baldakov N.A., Kudishin A.V. Automation of calculation of watershed characteristics for solving surface runoff modeling problems. Interekspo Geo-Sibir’, 2019, vol. 4, no. 1, pp. 83–89. (In Russ.). https://doi.org/10.33764/2618-981X-2019-4-1-83-89Баринова Г.М. Калининградская область. Климат. Калининград: Изд-во Янтарный сказ, 2002. 196 с.Barinova G.M. Kaliningradskaya oblast’. Klimat [Kaliningrad Region. Climate.]. Kaliningrad: Yantarny Skaz Publ., 2002. 196 p.Белякова А.М., Зуева Н.В. Оценка качества воды городской реки по гидрохимическим индексам (река Охта, Санкт-Петербург) // Тр. Карельского научного центра РАН. 2021. № 9. С. 72–84. https://doi.org/10.17076/lim1458Belyakova A.M., Zueva N.V. Assessment of the water quality of an urban river by hydrochemical indices (Okhta River, St. Petersburg). Tr. Karel. Nauch. Tsentra RAN, 2021, no. 9, pp. 72–84. (In Russ.). https://doi.org/10.17076/lim1458Берникова Т.А., Тылик К.В., Цветкова Н.Н. Физико-географическая характеристика реки Красной– памятника природы гидрологического профиля Калининградской области // Изв. КГТУ. 2019. № 52. С. 11–23.Bernikova T.A., Tylik K.V., Tsvetkova N.N. Physiographic characteristics of the Krasnaya River – a natural monument of hydrological profile of the Kaliningrad region. Izv. KGTU, 2019, no. 52, pp. 11–23. (In Russ.).Валиев В.С., Иванов Д.В., Шагидуллин Р.Р. и др. Оценка вклада загрязняющих веществ в формирование класса загрязненности поверхностных вод // Рос. журн. прикладной экологии. 2018. № 3 (15). С. 57–64.Chumachenko A.N., Khvorostukhin D.P., Morozova V.A. Construction of a hydrologically correct digital relief model (using the example of the Saratov region). Izv. Saratov. Univ. Nov. Ser.: Nauki Zemle, 2018, vol. 18, no. 2, pp. 104–109. (In Russ.). https://doi.org/10.18500/1819-7663-2018-18-2-104-109Глущенко А.И. Экологическое состояние и качество подземных вод Калининградского скважинного водозабора // Вестн. Балтийского федерального ун-та им. И. Канта. Серия: Естественные и медицинские науки. 2008. № 1. 28 с.Dvoeglazova N.V. The current state of the climate system of the Kaliningrad region against the background of global warming. Vestn. Balt. Fed. Univ Kanta. Ser.: Estest. Med. Nauki, 2019, no. 1, pp. 35–45. (In Russ.).Двоеглазова Н.В. Современное состояние климатической системы Калининградской области на фоне глобального потепления // Вестн. Балтийского федерального ун-та им. И. Канта. Серия: Естественные и медицинские науки. 2019. № 1. С. 35–45.Dzhamalov R.G., Mironenko A.A., Myagkova K.G., et al. Space–time analysis of hydrochemical composition and pollution of water in the Northern Dvina basin. Water Resour., 2019, vol. 46, pp. 188–198. https://doi.org/10.1134/S0097807819020040Джамалов Р.Г., Мироненко А.А., Мягкова К.Г. и др. Пространственно-временной анализ гидрохимического состава и загрязнения вод в бассейне Северной Двины // Водные ресурсы. 2019. Т. 46. № 2. С. 149–160. https://doi.org/10.31857/S0321–0596462149–160Ermolaev O.P., Maltsev K.A., Mukharamova S.S., et al. Cartographic model of basin geosystems of small rivers in the Lena River catchment. Uchen. Zapis. Kazan. Univ. Ser.: Estest. Nauki, 2018, vol. 160, no. 1, pp. 126–144. (In Russ.).Ермолаев О.П., Мальцев К.А., Мухарамова С.С. и др. Картографическая модель бассейновых геосистем малых рек водосбора реки Лены // Ученые записки Казанского ун-та. Серия: Естественные науки. 2018. Т. 160. № 1. С. 126–144.Glushchenko A.I. Ecological state and quality of groundwater in the Kaliningrad borehole water intake. Vestn. Balt. Fed. Univ. Kanta. Ser.: Estest. Med. Nauki, 2008, no. 1, pp. 25–31. (In Russ.).Зотов С.И. Моделирование состояния геосистем. Калининград: Изд-во Калининград. гос. ун-та, 2001. 237 с.Kireicheva L.V., Lentyaeva E.A. The influence of agricultural production on water pollution. Prirodoobustr., 2020, no. 5, pp. 18–26. (In Russ.). https://doi.org/10.26897/1997-6011/2020-5-18-27Зотов С.И. Бассейново-ландшафтная концепция природопользования // Изв. РАН. Сер. геогр. 1992. № 6. С. 55–56.Kirpichnikova N.V., Polyanin V.O., Kurbatova I.E., Chernenko Yu.D. Criteria for assessing the ecological state of small river catchments and the removal of nutrients into the Ivankovo Reservoir. Vodn. Khoz. Ross.: Probl., Tekhnol., Upravl., 2021, no. 6, pp. 81–105. (In Russ.). https://doi.org/10.35567/1999-4508-2021-6-5Зотов С.И., Спирин Ю.А., Таран В.С., Королева Ю.В. Гидрологические особенности и геоэкологическое состояние малых водотоков польдерных территорий Калининградской области // Географический вестн. 2021. № 3 (58). С. 92–106. https://doi.org/10.17072/2079-7877-2022-3-137-152Lämmchen M., Klasmeier J., Hernandez-Leal L., Berlekamp J. Spatial modeling of micro-pollutants in a strongly regulated cross-border lowland catchment. Environ. Proc., 2021, vol. 8, pp. 973–992.Кирейчева Л.В., Лентяева Е.А. Влияние сельскохозяйственного производства на загрязнение водных объектов // Природообустройство. 2020. № 5. С. 18–26. https://doi.org/10.26897/1997-6011/2020-5-18-27Lata l. Catchment delineation for Vjosa River WEAP Model, using QGIS software. J. Int. Environ. Appl. Sci., 2020, vol. 15, no. 4, pp. 203–215.Кирпичникова Н.В., Полянин В.О., Курбатова И.Е., Черненко Ю.Д. Критерии оценки экологического состояния водосборов малых рек и выноса биогенных веществ в Иваньковское водохранилище // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2021. № 6. С. 81–105. https://doi.org/10.35567/1999-4508-2021-6-5Lazareva N.N. Soil Map. In Geograficheskii atlas Kaliningradskoi oblasti [Geographical Atlas of the Kaliningrad Region]. Orlov V.V., Ed. Kaliningrad: KSU Publ.; TsNIT, 2002, pp. 56–57. (In Russ.).Лазарева Н.Н. Почвенная карта // Географический атлас Калининградской области / гл. ред. В.В. Орленок. Калининград: Изд-во КГУ; ЦНИТ, 2002. С. 56–57.Litvin V.M. Relief and Geomorphological Zoning. In Kaliningradskaya oblast’. Ocherki prirody [Kaliningrad Region. Essays on Nature]. Litvin V.M., Ed. Kaliningrad: Yantarny Skaz Publ., 1999, pp. 36–53. (In Russ.).Литвин В.М. Рельеф и геоморфологическое районирование // Калининградская область. Очерки природы / сост. Д.Я. Беренбейм; науч. ред. В.М. Литвин. Калининград: Янтарный сказ, 1999. С. 36–53.Nagornova N.N. Geoecological assessment of the state of small watercourses in the Kaliningrad region. Cand. Sci. (Geogr) Dissertation. Kaliningrad: Kaliningrad. Gos. Tekh. Univ., 2012. 203 p.Нагорнова Н.Н. Геоэкологическая оценка состояния малых водотоков Калининградской области. Дис. … канд. геогр. наук. Калининград, 2012. С. 8–19.Nagornova N.N., Bernikova T.A., Tsupikova N.A. Hydrogeochemical characteristics of small rivers of the Kaliningrad region. Vestn. Balt. Fed. Univ. Kanta, 2011, no. 7, pp. 160–166. (In Russ.).Нагорнова Н.Н., Берникова Т.А., Цупикова Н.А. Гидрогеохимическая характеристика малых рек Калининградской области // Вестн. Балтийского федерального ун-та им. И. Канта. 2011. № 7. С. 160–166.Naumov V.A. Intra-annual distribution of river flow in the Kaliningrad region in 2020. Vestn. Nauki Obrazov. Severo-Zapada Ross., 2022, vol. 8, no. 3, pp. 35–44. (In Russ.).Наумов В.А. Внутригодовое распределение стока рек Калининградской области в 2020 году // Вестн. науки и образования Северо-Запада России. 2022. Т. 8. № 3. С. 35–44.Naumov V.A., Akhmedova N.R. Inzhenernye izyskaniya v basseine reki Pregoli [Engineering Surveys in the Pregolya River Basin]. Kaliningrad: Izd-vo Kaliningrad. Gos. Tekh. Univ., 2017. 183 p.Наумов В.А., Ахмедова Н.Р. Инженерные изыскания в бассейне реки Преголи. Калининград: Изд-во Калининград. гос. технический ун-т, 2017. 183 с.Polukhin A.A., Zagovenkova A.D., Khlebopashev P.V., et al. Hydrochemical composition of the runoff of Abkhazian rivers and the distinctive features of its transformation in the coastal zone. Oceanology, 2021, vol. 61, pp. 15–24. https://doi.org/10.1134/S0001437020060090Полухин А.А., Заговенкова А.Д., Хлебопашев П.В. и др. Гидрохимический состав стока рек Абхазии и особенности его трансформации в прибрежной зоне // Океанология. 2021. Т. 61. № 1. С. 21–31. https://doi.org/10.31857/S0030157420060118Shamonina T.V., Nelyubina E.A. Analysis of water use of the Pissa River basin. Vestn. Nauki Obrazov. Severo- Zapada Ross., 2017, no. 2, pp. 1–8. (In Russ.).Спирин Ю.А. Гидрологические характеристики речного стока в геоэкологических исследованиях поверхностных вод Славского района Калининградской области // Вестн. Удмуртского ун-та. Сер. Биология. Науки о Земле. 2021. Т. 31. № 2. С. 185–197. https://doi.org/10.35634/2412-9518-2021-31-2-185-197Spirin Yu.A. Analysis of the intra-annual distribution of river flow in the Slavsky district of the Kaliningrad region. Reg. Geosist., 2020, vol. 44, no. 2, pp. 231–242. (In Russ.). https://doi.org/10.18413/2712-7443-2020-44-2-231-242Спирин Ю.А. Анализ внутригодового распределения стока рек Славского района Калининградской области // Региональные геосистемы. 2020. Т. 44. № 2. С. 231–242. https://doi.org/10.18413/2712-7443-2020-44-2-231-242Spirin Yu.A. Hydrological characteristics of river flow in geoecological studies of surface waters of the Slavsky district of the Kaliningrad region. Vestn. Udmurt. Univ. Ser.: Biol. Nauki Zemle, 2021, vol. 31, no. 2, pp. 185–197. (In Russ.). https://doi.org/10.35634/2412-9518-2021-31-2-185-197Сухова А.А. Растительность // Географический атлас Калининградской области / гл. ред. В.В. Орленок. Калининград: Изд-во КГУ; ЦНИТ, 2002. С. 58–59.Sukhova A.A. Vegetation. In Geograficheskii atlas Kaliningradskoi oblasti [Geographical Atlas of the Kaliningrad Region]. Eaglet V.V., Ed. Kaliningrad: KSU Publ.; CNIT, 2002, pp. 58–59. (In Russ.).Сухова А.А., Козлович И.И. Ландшафтная карта // Географический атлас Калининградской области / гл. ред. В.В. Орленок. Калининград: Изд-во КГУ; ЦНИТ, 2002. С. 62–63.Sukhova A.A., Kozlovich I.I. Landscape Map. In Geograficheskii atlas Kaliningradskoi oblasti [Geographical Atlas of the Kaliningrad Region]. Eaglet V.V., Ed. Kaliningrad: KSU Publ.; CNIT, 2002, pp. 62–63. (In Russ.).Тылик К.В. Гидроэкологические особенности реки Красной – памятника природы гидрологического профиля Калининградской области // Изв. КГТУ. 2021. № 61. С. 39–50. https://doi.org/10.46845/1997-3071-2021-61-39-50Tylik K.V. Hydroecological features of the Krasnaya River – a natural monument of the hydrological profile of the Kaliningrad region. Izv. KGTU, 2021, no. 61, pp. 39–50. (In Russ.). https://doi.org/10.46845/1997-3071-2021-61-39-50Чумаченко А.Н., Хворостухин Д.П., Морозова В.А. Построение гидрологически-корректной цифровой модели рельефа (на примере Саратовской области) // Изв. Саратовского ун-та. Новая серия. Серия: Науки о Земле. 2018. Т. 18. № 2. С. 104–109. https://doi.org/10.18500/1819-7663-2018-18-2-104-109Valiev V.S., Ivanov D.V., Shagidullin R.R., et al. Assessment of the contribution of pollutants to the formation of the pollution class of surface waters. Ros. Zh. Priklad. Ekol., 2018, no. 3, pp. 57–64. (In Russ.).Шамонина Т.В., Нелюбина Е.А. Анализ водного использования бассейна реки Писсы // Вестн. науки и образования Северо-Запада России. 2017. № 2. С. 1–8.Zotov S.I. Basin-landscape concept of environmental management. Izv. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 1992, no. 6, pp. 55–56. (In Russ.).Lämmchen М., Klasmeier J., Hernandez-Leal L., Berlekamp J. Spatial Modelling of Micro-pollutants in a Strongly Regulated Cross-border Lowland Catchment // Environmental Processes. 2021. Vol. 8. P. 973–992.Zotov S.I. Modelirovanie sostoyaniya geosystem [Modeling the State of Geosystems]. Kaliningrad: Izd-vo Kaliningrad. Gos. Univ., 2001. 237 p.Lata l. Catchment Delineation for Vjosa River WEAP Model, using QGIS Software // J. of Int. Environ. Application and Science. 2020. Vol. 15 (4). P. 203–215.Zotov S.I., Spirin Yu.A., Taran V.S., Koroleva Yu.V. Hydrological features and geoecological state of small watercourses in polder territories of the Kaliningrad region. Geogr. Vestn., 2021, no. 3, pp. 92–106. (In Russ.). https://doi.org/10.17072/2079-7877-2022-3-137-152

The authors declare that there are no conflicts of interest present.