ДИНАМИКА БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ДВУХ КОНТРОЛЬНЫХ УЧАСТКАХ РЕКИ ЖАЙЫК

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрена динамика биогенных элементов и катионно-анионного состава воды на двух контрольных участках реки Жайык - в районе села Кушум и поста Январцево. Исследования проводились с целью оценки качества воды и выявления возможных изменений, связанных с природными и антропогенными факторами. Пробы воды отбирались в соответствии с установленными методиками и анализировались спектрофотометрическим и ионным методами для определения основных химических показателей, включая показатели кислотно-щелочного баланса и содержание минеральных форм азота и фосфора.

Полученные результаты позволяют судить о текущем состоянии водного объекта, дают представление о распределении биогенных элементов и служат основой для дальнейшего мониторинга и экологического управления водными ресурсами реки Жайык.

ABSTRACT

The article examines the dynamics of biogenic elements and the cation-anion composition of water at two monitoring sites of the Zhaiyk River - near the village of Kushum and the Yanvartsevo station. The study was conducted to assess water quality and identify possible changes related to natural and anthropogenic factors. Water samples were collected following established methodologies and analyzed using spectrophotometric and ion chromatographic methods to determine key chemical parameters, including acid-base balance indicators and the content of mineral forms of nitrogen and phosphorus.

The obtained results provide insight into the current state of the water body, reveal the distribution of biogenic elements, and serve as a basis for ongoing monitoring and ecological management of the water resources of the Zhayyk River.

Ключевые слова: биогенные элементы, река Жайык, Кушум, Январцево.

Keywords: biogenic elements, Zhaiyk River, Kushum, Yanvartsevo.

Река Жайык представляет собой крупный трансграничный водный объект, впадающий в Каспийское море и являющийся одной из ключевых составляющих речного бассейна региона. В последние годы для данного водотока характерна выраженная тенденция к сокращению биологических ресурсов, что свидетельствует о нарушении устойчивости экосистемы и ослаблении её восстановительного потенциала.

Введение.

Гидрохимический режим р. Жайык является фундаментальным фактором, определяющим условия существования и воспроизводства гидробионтов. Изменения химического состава воды способны оказывать прямое воздействие на физиологическое состояние водных организмов, а также инициировать процессы вторичного загрязнения, включая ремобилизацию токсичных соединений, осевших в донных отложениях. В этой связи оценка гидрохимических параметров приобретает особую значимость для понимания современного экологического состояния водоёма и разработки научно обоснованных мер по его восстановлению [1].

В бассейне р. Жайык функционирует сложившийся многоотраслевой водохозяйственный комплекс, основные участники следующие: водоснабжение всех категорий (промышленное, включая тепловые электростанции, коммунально‐бытовое и сельско‐хозяйственное), орошаемое земледелие, прудовое рыбное хозяйство (в начальный период). Структура водопотребления в российской и казахстанской частях бассейна существенно различалась как в советский период, так и в настоящее время. Так как в пределах российской части бассейна сформированы крупные индустриальные центры, то основная доля водных ресурсов используется на производственные нужды. В казахстанской части более 80% воды используется на регулярное и лиманное орошение, а также на рыбное хозяйство [2; 3].

Наблюдаемые колебания химического состава окружающей среды имеют существенное значение в жизни гидробионтов, у которых абсорбция минеральных веществ непосредственно из воды занимает важное значение в общем балансе [4].

Биогенные элементы представляют собой вещества, постоянно присутствующие в организме живых существ и участвующие в обеспечении ключевых биологических функций. Их роль в функционировании природных экосистем, включая водные, исключительно велика, поскольку именно биогенные элементы определяют интенсивность метаболических процессов и продукционную активность сообществ гидробионтов.

К основным биогенным компонентам, характерным для природных вод, относятся соединения азота и фосфора. Эти элементы являются неотъемлемыми продуктами метаболизма водных организмов и в естественных условиях присутствуют в водоёмах в определённых, относительно стабильных концентрациях. Однако их избыточное поступление в экосистему, приводящее к превышению нормативных значений, служит индикатором нарушений экологического равновесия. Повышенные концентрации азотсодержащих и фосфатных соединений, как правило, обусловлены внешними антропогенными источниками, а не естественными процессами разложения органического вещества. Такое накопление биогенных элементов способствует эвтрофикации водоёмов, ускорению роста фитопланктона и последующему ухудшению кислородного режима, что в конечном итоге приводит к деградации экосистемных структур и снижению биологического разнообразия [5].

Материалы и методы.

В настоящем исследовании наименования мониторинговых участков «Кушум» и «Январцево» использовались в качестве условных обозначений конкретных створов наблюдений, что обеспечивало единообразие интерпретации пространственного распределения гидрохимических показателей. Отбор и анализ проб проводились в соответствии с общепринятыми методическими требованиями. Лабораторные исследования выполнялись спектрофотометрическим методом, отличающимся высокой чувствительностью и воспроизводимостью, что обеспечивало точность и достоверность полученных результатов.

Результаты и их обсуждение. 

По результатам отбора проб воды 03.06.2025 г. на двух контрольных участках реки Жайык - в районе села Кушум и поста Январцево – проведён анализ катионно-анионного состава и показателей кислотно-щелочного баланса (табл.1). Значения pH на обоих участках находились в пределах нормативных значений и составили 7,74 и 7,95 соответственно, что соответствует слабощелочной реакции воды.

Таблица 1.

Результаты химического анализа воды реки Жайык

Концентрация аммоний-ионов (NH₄⁺) была значительно ниже предельно допустимой концентрации (ПДК < 2,0 мг/дм³) и варьировала от 0,22 мг/дм³ на участке Кушум до 0,35 мг/дм³ на Январцево. Гидрокарбонаты (HCO₃⁻) существенно различались между участками - максимальное значение зафиксировано в районе Кушум (193,5 мг/дм³), тогда как на Январцево концентрация была ниже (67,5 мг/дм³).

Нитраты (NO₃⁻) на участке Январцево превышали предельно допустимую концентрацию (67,9 мг/дм³ при ПДК <45 мг/дм³), что может указывать на усиленный приток сельскохозяйственных или бытовых стоков. На участке Кушум содержание нитратов оставалось в пределах нормы (12,1 мг/дм³), так же как и концентрации нитритов (NO₂⁻), которые не превышали ПДК (<3,3 мг/дм³) на обоих участках. Концентрации фосфатов (PO₄³⁻) также соответствовали нормативным значениям (<3,5 мг/дм³), составив 0,581 мг/дм³ на Кушуме и 0,661 мг/дм³ на Январцево.

Заключение.

Таким образом, анализируемые показатели свидетельствуют о стабильном состоянии водного объекта с преобладанием нормированных значений биогенных элементов. Различия в составе и концентрациях ионов отражают влияние локальных природных и антропогенных факторов и могут служить основой для дальнейших экологических исследований и мониторинга качества воды реки Жайык.

Список литературы:

1. Тулемисова Г.Б., Абдинов Р.Ш., Кабдрахимова Г.Ж., Жанетов Т.Б. Экологическое состояние реки Урал // Chem. Bull. Kazakh Natl. Univ. – 2017. – Т. 85, № 2. – С. 18–24.
2. Сивохип Ж.Т., Павлейчик В.М., Чибилёв А.А., Падалко Ю.А. Проблемы устойчивого водопользования в трансграничном бассейне реки Урал // Водные ресурсы. – 2017. – Т. 44, № 4. – С. 504–516.
3. Магрицкий Д.В., Ефимова Л.Е., Гончаров А.В., Кенжебаева А.Ж. Особенности современного водопользования в нижнем течении р. Урал, его проблемы и гидроэкологические последствия // Вопросы степеведения. – 2022. – № 1. – С. 28–49.   
4. Курмангалиев Р. М. Экологические проблемы трансграничного водотока реки Урал и пути их решения // Ғылым және білім. – 2008. – №3. – С. 91-97.
5. Петухова, Е. О. Причины эвтрофикации водоёмов / Е. О. Петухова // Научно-практический электронный журнал «Аллея науки». – 2017. – № 14. – Режим доступа: Alley-science.ru.