Качеств воды в Суздальских озерах

Клименко Николай школа № 150 Монастыренко Михаил школа № 623 Суздальские озера находятся в черте города Санкт - Петербурга и являются излюбленным местом отдыха горожан, в связи с чем к качеству воды в этих озерах предъявляются повышенные требования. Нами было проведено исследование воды этих озер на содержание в ней соединений азота в виде нитратов, нитритов и аммонийных солей.

Химический анализ воды проводили в аккредитованной экоаналитической лаборатории СПГТУ РП. Результаты показали, что в первом и втором озерах содержание азота во всех трех формах невелико и не достигает предельно допустимых концентраций ( ПДК ). В третьем озере наблюдается значительное превышение ПДК по нитритам и аммонийным солям.

Содержание азота нитритов достигает 0.44 мг/л при ПДК равном 0.08 мг/л, а содержание аммонийного азота составляет 0.38 мг/л при ПДК 0.50 мг/л.

Одновременно был проведен анализ снежного покрова озер, загрязнение которого вместе со стоками от жилой застройки на берегу озер вносят свой отрицательный вклад в состояние воды.

Результаты исследования имеют практическое значение : данные анализов внесены в банк данных об экологическом состоянии водоемов Ленинградской области.

Вступление Есть в Санкт-Петербурге озера , носящие название Суздальских . Это чистейшие ключевые озера всегда манили к себе петербуржцев . Здесь строили дачи и летние дворцы , купались летом и катались на санях зимой . Здесь водилась рыба и гнездились птицы Но времена изменились.

Вблизи озер на месте вырубленных лесов вырос огромный жилой район, появилась большая промышленная зона ' Парнас '. Были проложены шоссейные и железные дороги, по ним двинулись потоки машин и тяжелые железнодорожные составы. Птицы стали покидать привычные гнездовья , звери уходили подальше от человека , в загрязненных водоемах погибала рыба . И хотя Суздальские Озера лишь крохотный уголок нашего общего дома, их судьба не может не волновать. В своей работе мы попытаемся хотя бы разобраться в причинах загрязнения этих озер . Зимой 1996 года нами были взяты пробы воды и снега, анализ которых был проведен в лаборатории аналитической химии Санкт-Петербургского государственного технологического университета растительных полимеров под руководством сотрудников лаборатории Круговорот азота Азот является элементом исключительно важным для органической жизни. Около 16 - 17 % его входят в состав всех белковых веществ, служащих основой всех живых организмов. В природе рассматриваемый элемент непрерывно проходит определенный цикл весьма многообразных превращений. Малая устойчивость азотистых соединений в условиях высоких температур и избытка водяного пара заставляет предполагать, что при образовании земной коры и ее в дальнейшем охлаждении большая часть азота атмосферы сохранилась в свободном состоянии. Такие азтотсодержащие минералы, как нитриды, если и возникали в значительных количествах, то должны были быть погребены в глубоких слоях Земли, изолированных от ее поверхности громадными массивами более летучих и легких пород.

Необходимые для развития более высокоорганизованной материи - живого вещества - соединения связанного азота могли образоваться на поверхности земной коры лишь после достаточного ее остывания.

Необыкновенно частые и мощные электрические разряды в теплой и очень влажной атмосфере отдаленных геологических эпох обуславливали частичную диссоциацию водяного пара на элементы и энергичное связывание атмосферного азота в NO . Окись азота переходила затем в NO2 и азотную кислоту, которая вместе с дождем попадала в почву и взаимодействовала с имевшимися в последней солями. Т. о. первичным образованием соединений связанного азота Земля, повидимому, обязана грозам ( 1 ). С развитием на ней органической жизни соли азотной кислоты послужили важнейшим материалом для выработки растениями основы их тканей - белковых веществ. Из растений белки частично переходят в организм животных, экскременты животных и их трупы, а также останки самих растений возвращают почве взятый из нее связанный азот. Под воздействием особых видов бактерий упомянутые останки “гниют”, т. е. претерпевают ряд сложных биохимических изменений, причем в конечном счете содержавшийся в них связанный азот переходит в аммиак и соли аммония ( 2 ) ( 3 ) . Эти конечные продукты вновь усваиваются растениями, частично подвергаются дальнейшей переработке в соли азотной кислоты ( 4 ) ( 5 ). HNO3 и нитраты 1 2 5 6 N2 белок 4 7 3 NH3 и соли аммония 2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O + 172 ккал ( 5 ) 2HNO2 + O2 = 2HNO3 + 26 ккал ( 5 ) 5C + 4KNO3 = 2K2CO3 + 2CO2 + 2N2 + 360 ккал ( 6 ) 2N2 + 6H2O + 3C + 83 ккал = 4NH3 + 3CO2 ( 7 ) NH3 + HNO3- NH4NO3 ( 5 ) 2NaNO3 - 2NaNO2 + O2 ( 5 ) Нитриты Нитриты появляются в воде главным образом в результате биохимического окисления аммиака или восстановления нитратов. В поверхностных водах в присутствии достаточных количеств кислорода при высоких значениях окислительно-восстановительного потенциала доминируют процессы биохимического окисления.

Восстановление нитратов с образованием нитритов протекает в условиях дефицита кислорода в придонных слоях воды и в донных отложениях. В совокупности с другими ингредиентами концентрация нитратов и ее динамика и распределение в водоеме могут служить важными показателями названных выше процессов.

Присутствие в повышенных концентрациях нитритов может свидетельствовать о загрязнении водоема.

Нитраты Нитраты являются конечным продуктом биохимического окисления аммиака, образующегося главным образом в результате распада белковых веществ. В поверхностных водах нитраты обычно присутствуют в заметных количествах за исключением периода интенсивного развития фитопланктона в водоемах, когда содержание нитратов может падать до исчезающе малых величин.

Повышенная концентрация нитратов может свидетельствовать об имевшем место в предшествующий период фекальными загрязнении водоема.

Сведения об изменениях в концентрации нитратов и соотношений между концентрациями остальных форм азота могут быть использованы для характеристики интенсивности процессов самоочищения и самоочищающей способности водоемов.

Аммонийный азот В поверхностных водах аммонийный азот находится главным образом в виде ионов аммония и недиссоциированных молекул NH4OH. Присутствие в незагрязненных поверхностных водах ионов аммония связано с процессами деградации белковых веществ, дезаминирования аминокислот, разложением мочевины.

Увеличение концентрации ионов аммония наблюдается поэтому в периоды отмирания водных организмов, особенно в зонах их скопления: в придонном сливе водоема, в слоях повышенной плотности фито - и бактериопланктона. Ионы аммония могут образовываться в результате анаэробных процессов восстановления нитратов и нитритов.

Значительное количество ионов аммония поступает в природные воды с атмосферными осадками.

Высокие концентрации ионов аммония характерны для поступающих в водоемы сточных вод и промстоков предприятий пищевой, коксохимической, лесохимической и химической промышленности.

Повышенное содержание ионов аммония указывает на ухудшение санитарного состояния водоема.

Методика проведения анализов Нитраты определялись на приборе ЭКОТЕСТ - 01 с помощью специальных электродов.

Нитриты - на фотоколориметре с реактивом Грисса по интенсивности окраски раствора. Азот аммонийный - тем же методом ( по интенсивности окраски ) с фенолом и гипохлоритом.

Результаты представлены в таблице, из которой следует, что содержание нитратов во всех озерах очень высокое и достигает 34 мг/л при ПДК 40 мг/л.

Содержание нитритов в 1-м и 2-м озерах не выше 0.04 мг/л, но в 3-м озере их показатель в 5 раз превышает ПДК. Наименьшее содержание ионов аммония в 1-м и 2- озерах, а в 3-м озере оно превышает ПДК. Это связано как с тем, что у берегов находятся заросли камыша, а также с тем, что у края воды стоят жилые постройки, стоки из которых попадая в озер, загрязняют его.

Однако, загрязнение озер происходит не только из-за сбросов грязных вод, но и из-за загрязнения атмосферы.

Анализ снежного покрова, сделанный в пробе снега 4 апреля 1996 года, показал, что в атмосферных осадках присутствуют нитраты, нитриты и аммонийный азот, которые вносят свой вклад в общее содержание азота в воды озер.

Результаты анализов проб снега и воды, взятых на Суздальских Озерах.