222

Рассматриваются гидрофизические, гидрохимические, гидробиологические характеристики оз. Се­лигер. Для трех выделенных основных участков озера показаны особенности формирования каче­ства вод, развития фито и зоопланктона, загрязнения тяжелыми металлами. Оз. Селигер - часть Верхневолжской водной системы, ресурсы которой используются для пи­тьевого и промышленного водоснабжения, судо­ходства, энергетики. Развитие хозяйственной дея­тельности в бассейне водоема привело к значи­тельным изменениям характеристик озера. Так, результаты изучения бентоса, высшей водной растительности, фитопланктона, протистофауны и анализа ряда гидрохимических и гидрофизических характеристик свидетельст­вуют о существенных изменениях в экосистеме озера, происшедших в 1927-1975 гг. и приведших, в частности, к обеднению флоры, увеличению до­ли зеленых и синезеленых водорослей в составе фитопланктона.

  Загрязнение водной среды и из­менение гидрохимического режима выразились в увеличении содержания в озерных водах хлори­дов, сульфатов, железа, органических соедине­ний и других веществ. Отмечены также явления стагнации: возросло поглощение кислорода в глубинных слоях водоёма и расширилась область кислородного дефицита, появились сероводород, аммиак и другие восстановленные соединения, увеличилось содержание соединений N и Р. Все это свидетельствовало о тенденциях роста евтрофирования озера. Однако этот процесс развивался неравномерно в различных плесах озера, что связано как с физико-географически­ми особенностями водоема, так и с различием антропогенной нагрузки (ее объема и характера). Наиболее ярко признаки евтрофирования про­явились в западной части Городского (Осташков­ского) плеса, подверженной влиянию сбросных вод предприятий г. Осташкова. Менее подвер­женными евтрофированию оказались Кравотынский, Березовский и Сосницкий плесы (рис. 1).

Наблюдения и отбор проб по вертикали про­водились на 35 станциях в 1990, 1991 гг. ИВЛ РАН (рис. 1). Измерялись: температура воды , удельная электропроводность воды к, концентра­ция растворенного в воде О2, Р общ, содержание тя­желых металлов (ТМ) в воде, донных отложениях (ДО) и высшей водной растительности, БПК5, ХПК, рН и мутность, характеристики фито- и зо­опланктона.

Отбор проб и определение быстро изменяющихся параметров выполнялись в пределах каж­дого плеса в течение дня. Содержание ТМ в воде, ДО и растительности исследовалось с использова­нием атомно-эмиссионной спектрометрии с индук­ционной плазмой. Планктонные пробы анализи­ровались по стандартной методике гидробиологи­ческих исследований, сочетающих определение сетного и осадочного планктонов натуральных и фиксированных раствором Люголя пробах.

При анализе полученных данных были выде­лены три участка, центральные зоны которых включали в себя Городской, Березовский и Со­сницкий плесы (рис. 1). При изучении загрязне­ния озера ТМ основное внимание было уделено Городскому плесу, поскольку этот район испы­тывает наибольшую антропогенную нагрузку.

Данные наблюдений (июль 1991 г.) свидетель­ствуют о значительной пространственной измен­чивости характеристик воды по акватории и глу­бине (табл. 1). Наиболее сильно варьировали тем­пература воды и концентрация растворенного в воде О2. Гидрометеорологические условия летом 1991 г. способствовали формированию больших перепадов температуры в термоклине, вследст­вие чего отмечалась резкая неоднородность гид­рохимических характеристик по глубине в раз­личных плесах озера. Различия таких характери­стик по глубине в ряде случаев превышали таковые по акватории плесов.

Для придонной температуры воды вариабель­ность Р/М, где Р - вариационный размах колеба­ний, М - среднее значение характеристики, на рассматриваемых участках I-Ш (I - Осташков­ский и Селижаровский, II — Березовский, Елец­кий и Троицкий, Ш - Сосницкий, Кравотынский и Полновский плесы) соответственно составляла 0.56, 0.90, 0.62, а для концентраций О2 в придон­ном слое - 2.34, 1.79, 0.91. Существенно меньше по сравнению с придонной изменялась средняя по вертикали температура воды (0.28, 0.51, 0.20 со­ответственно).

        Самая низкая изменчивость характерна для t и к в поверхностном слое. Для t на участках 1-111 Р/М = 0.05, 0.09 и 0.05, а для к Р/М = 0.12, 0.03, 0.03 соответственно. В придонных слоях измене­ния к были более значительными, чем в поверх­ностных (Р/М = 0.2, 0.21 и 0.14).

        Изменение концентраций растворенного в во­де О2 по глубине в различных плесах летом доста­точно разнообразно, поскольку кроме общих фи­зико-географических факторов на распределе­ние O2 значительно влияет морфометрия водоема, толщина гипо и эпилимниона, первич­ная продукция фитопланктона. Тип распределе­ния О2 по глубине близок к распределению О2, ха­рактерному для  неглубоких (15-20 м) озер с умеренной продуктивностью. Промежуточные максимумы на вертикальных профилях O2 отсутствуют, что свидетельствует о достаточно равномерном распределении фито­планктона по глубине (рис. 2).

      Содержание O2 в поверхностных слоях воды по сравнению с возможными концентрациями на­сыщения при данной температуре воды на рассматриваемых участках озера менялось от не­большого недонасыщения (3—4%) до незначи­тельного пересыщения (3-12%). При этом недонасыщение 2-5% наблюдалось в речной час­ти (р. Селижаровка) и в Березовском плесе и бы­ло вызвано погодными условиями. Пересыщение отмечалось в Осташковском плесе. В Сосницком плесе пересыщение вод по O2 достигало 11%. При этом толщина пересыщенного слоя была наибо­лее высокой и составляла 6-7 м.

В гиполимнионе на всех станциях глубинами 12-17 м наблюдался дефицит О2. При этом наибо­лее низкое его содержание в придонных слоях от­мечалось в водах Городского плеса. Резкое сни­жение концентраций О2 в придонном слое до 0.5-1.2 мг/л (5-11% насыщения), на ст. 2,3,5,14, было связано с влиянием распространения сбросных вод г. Осташкова в Городской плес и в район ис­тока р. Селижаровки. Низкое содержание О2 (1.8-4.3 мг/л, 16-18% насыщения) в придонном слое отмечалось и в Березовском плесе. Более высокие концентрации О2 в придонном слое Со­сницкого плеса по сравнению с Осташковским и Березовским (32-41%) насыщения) свидетельст­вуют о более благополучном состоянии этого плеса в июле 1991 г. (табл. 2).

Таблица 1.

Средние значения и вариационный размах некоторых гидрофизических характеристик вод участков 1-Ш оз. Селигер (числитель — поверхность, знаменатель — дно; п —число членов ряда; Р — размах колебаний вели­чин; М - средние значения; Р/М - вариабельность; s - прозрачность вод, см; к - удельная электропроводность воды, приведенная к температуре 18°С, мСм/см; t - температура воды, °С; O2 - концентрации растворенного в воде кислорода, мг О2/л)

Таблица

2. Относительные толщины слоев воды на участках I-III оз. Селигер с дефицитом O2 и содержа­ние О2, мг/л, в придонном слое (прочерк - отсутствие дефицита О2)

Рис.

2. Вертикальное распределение температуры воды t, растворенного в воде O2, концентрации насыщения O2 при данной температуре воды O2(t)  и удельной электропроводности к в Осташковском (а, в) и Сосницком (б, г) плесах в июле 1991 г. на ст. 11, 12,26, 27 (а-г соответственно).

         Формирование дефицита O2 в придонном слое тесно связано с образованием термоклина, кото­рый оказывает существенное влияние на процес­сы обмена в водной толще. Известно, что коэф­фициенты диффузии О2 в термоклине малы (их значения могут на 1-2 порядка отличаться от от­меченных в эпи- и гиполимнионе). В результате поток растворенного в воде O2 через термоклин может уменьшаться до пренебрежимо малых зна­чений .

     Глубина залегания слоя температурного скачка составляла от 6 м в Осташковском плесе до 13 м в Сосницком. Максимальное значение градиента температуры в слое скачка равнялось 5.0°С/м.

    Наиболее значительная толщина слоя с дефи­цитом О2 характерна для глубоководных станций Осташковского плеса (участок I), относительные значения h/Н достигали здесь 0.57-0.62, на участке II - 0.51-0.53, а на участке Ш - 0.07-0.14 (табл. 2).

    Низкое содержание 02 в гиполимнионе на глу­боководных вертикалях относительно его норма­тивного значения для водоемов рыбохозяйственного назначения способствует созданию неблаго­приятных условий для развития гидробионтов. Такие условия могут наблюдаться летом при штилевых ситуациях, высокой первичной про­дукции планктона и слабом вертикальном обме­не. Заморные условия в Городском плесе, наблю­давшиеся в 1964 г., по-видимому, были связаны с формированием такой ситуации. Существенное ухудшение кислородного режима озера отмечалось зимой. Согласно исследованиям, проведен­ным в 1972,1973 гг. Е.И. Федоровой и Н.Я. Миро­новой, в области глубокой впадины западной час­ти Городского плеса (Н = 16 м) O2 к концу зимы поглощался полностью, а для остальной части озера было характерно более высокое его содер­жание (4.8.9 мг О2/л, т.е. 53% насыщения).

  Летом 1990, 1991 гг. в водах оз. Селигер отме­чалось высокое содержание органического веще­ства (0В). При этом наблюдалась его значитель­ная пространственная изменчивость.

  0В, содержащееся в водах озера, имеет при­родное и антропогенное происхождение. Для оз. Селигер характерно высокое содержание в реч­ных и озерных водах растворенных органических соединений природного происхождения вследст­вие вымывания гумусовых веществ почвенного покрова.

   В районе маслосырзавода значения БПК.5 и ХПК составляли 8.5 и 15.8, в Кравотынском пле­се и в районе Заплавья - 1.6 и 24.0, в Сосницком плесе - 1.9 и 26.0 и в Березовском - 2.5 и 28.0 мг О2/л соответственно, т.е. они были ниже ПДК для вод питьевого назначения, составляющих 5 и 30 мг 02/л соответственно.

   Электропроводность, отражающая общее ко­личество растворенных солей (показатель отно­сительного "плодородия" озерных вод), возраста­ла от Березовского и Сосницкого плесов озера к Городскому плесу (рис. 2).

        Приведенные к темпе­ратуре 18°С значения к в поверхностном и в при­донном слоях Городского плеса составляли 16.0-18.0 и 16.8-20.4, в Березовском плесе - 13.4-13.8 и 13.6-15.6, а в Сосницком - 12.2-12.6 и 12.2-13.9 мСм/см соответственно. Рост к в Городском плесе был вызван влиянием сбросных вод г. Ос­ташкова, а также тем, что этот плес замыкаю­щий. Средние по вертикали значения к составля­ли для Сосницкого, Березовского и Городского плесов 12.60 ± 0.24, 14.16 ± 0.20, 17.58 ± 0.35 соот­ветственно (табл.3).

Таблица

3. Изменение средних по вертикали значений электропроводности воды, мСм/см, на участках I-III оз. Селигер летом 1991 г.