Пространственно-временные закономерности трансформации химического состава и качества речных вод европейской части России

Диссертационная работа посвящена актуальной теме – исследованию пространственно-временных закономерностей трансформации химического состава и качества речных вод различных природных зон европейской части России, функционирующих в условиях антропогенного воздействия и климатических изменений. Информационной основной исследования послужила многолетняя (1985-2017 гг.) гидрохимическая и гидробиологическая информация государственной наблюдательной сети на большом количестве речных участков, расположенных в различных физико-географических провинциях и природных зонах, а также данные экспедиционных обследований рек степной зоны ЕЧР (2014-2016 гг.). Научная новизна работы заключается в масштабном исследовании закономерностей трансформации химического состава и качества речных вод ЕЧР. Впервые обосновано нарушение гидрохимической зональности за счет формирования «гидрохимических аномалий», определены статистически значимые тенденции изменчивости химического состава воды и выявлена пространственно-временная неоднородность степени загрязненности речных вод ЕЧР за многолетний период. В работе обоснован основной принцип гидрохимической зональности химического состава речных вод и показано, что его нарушение происходит за счет формирования положительных гидрохимических аномалий. Наибольшее количество аномальных значений выявлено в зонах тайги и смешанных и широколиственных лесов ЕЧР. Выявлена разнонаправленность тенденций изменчивости концентраций химических веществ в воде рек ЕЧР по большинству показателей и пространственно-временная неоднородность качества речных вод в различных природных зонах. За многолетний период медианные концентрации превышают установленные нормативы по содержанию в воде органических веществ, соединений железа и меди во всех рассмотренных природных зонах. Большинство исследуемых речных участков ЕЧР по степени загрязненности воды характеризуются как стабильно «загрязненные» и «очень загрязненные» (3-й класс качества воды). Во временном аспекте проявляется разнонаправленность тенденций изменчивости концентраций химических веществ в воде рек ЕЧР по большинству показателей: меньше всего трендов сформировалось в изменчивости концентраций ионов магния, кальция и гидрокарбонатов, больше всего – для органических веществ и соединений марганца, железа и нефтепродуктов. Большинство выявленных тенденций убывающие, что может привести к улучшению качества речных вод ЕЧР в будущем. Сформулированы научно-методические подходы к комплексной оценке качества речных вод и состояния участков рек на основе анализа существующих методических подходов. Предложен алгоритм комплексной оценки на основе геохимических и экотоксикологических данных, который разработан для оценки влияния объектов угольной промышленности на речные системы степной зоны ЕЧР (в пределах Ростовской области). Результаты диссертационного исследования могут быть использованы при совершенствовании системы мониторинга водных объектов, планировании природоохранной деятельности в пределах водосборов рек ЕЧР и разработке экологически обоснованных водоохранных мероприятий.