resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)10.31242/2618-9712-2022-27-4-572-591resar-79Research ArticleОбщая биология. ЭкологияGeneral biology. EcologyАнализ гидрохимического режима наиболее крупных озер города ЯкутскаAnalysis of the hydrochemical conditions of the largest lakes in Yakutskhttps://orcid.org/0000-0002-1556-9182ЛегостаеваЯ. Б.LegostaevaY. B.

ЛЕГОСТАЕВА Яна Борисовна, ведущий научный сотрудник

677980, г. Якутск, пр. Ленина, 41

LEGOSTAEVA, Yana Borisovna, Leading Researcher

39 Lenina pr., Yakutsk 677980

ylego@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2216-3866РуфоваА. А.RufovaA. A.

РУФОВА Алена Афанасьевна, младший научный сотрудник

677980, г. Якутск, пр. Ленина, 33

RUFOVA, Alena Afanasievna, Junior Researcher

33 Lenina pr., Yakutsk 677980

alenaruf@inbox.ruИнститут геологии алмаза и благородных металлов СО РАНРоссияDiamond and Precious Metal Geology Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationАкадемия наук РС (Я)РоссияAcademy of Sciences of the Republic of Sakha (Yakutia)Russian Federation202209092022274572591Copyright © Легостаева Я.Б., Руфова А.А., 20222022Легостаева Я.Б., Руфова А.А.Legostaeva Y.B., Rufova A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/79

Проведен ретроспективный анализ гидрохимического режима наиболее крупных озер г. Якутск (Белое, Хатынг-Юрях, Ытык-Кюель, Сергелях, Сайсары) на основе созданной базы данных, охватывающей период с 1985 по 2021 г. Изучаемые озера преимущественно гидрокарбонатно-натриевые с повышенной минерализацией и умеренно-жесткой водой. В суммарный объем катионов основной вклад вносят Na+ и Ca2+, анионов – HCO3 – и Cl– . Прослеживается снижение минерализации с невысокой достоверностью аппроксимации. Вариации значений жесткости воды напрямую зависят от содержания катионов Ca2+ и Mg2+ и гидрокарбонатов. Среднее содержание взвешенных веществ значительно выше существующих ПДКкб, изменение концентраций в каждом озере носит индивидуальный характер, наиболее высокая обнаружена в озерах Белое, Сайсары и Хатынг-Юрях. Наиболее значимыми факторами в формировании гидрохимического режима являются минерализация и жесткость воды. Установленные закономерности характерны в целом для всей выборки, что отражает специфику формирования гидрохимического режима городских озер. Микроэлементный состав характеризуется повышением концентраций Zn и Cu.

A retrospective analysis of the hydrochemical conditions of the largest lakes in Yakutsk (Beloe, Khatyng-Yuryakh, Ytyk-Kuel, Sergelyakh, Saysary) was carried out in accordance with a registered database covering the period from 1985 to 2021. The studied lakes are mainly sodium bicarbonate with increased mineralization and moderately hard water. The main contribution to the total volume of cations is made by Na+ and Ca2+ , HCO3 – and Cl– anions. They also demonstrate a decrease in mineralization with a low value of approximation reliability. The variation of water hardness values directly depends on the content of Ca2+ and Mg2+ cations and hydrocarbonates. The average value of suspended materials in the lakes is significantly higher than the existing Maximum Concentration Limit (MCL). The change in their content in each lake is individual, however the highest was found in Beloe, Saysary and Khatyng-Yuryah lakes. Mineralization and hardness of water are the most significant factors in the formation of the hydrochemical conditions. The established mechanisms are characteristic of the whole sample, which reflects the nature of the formation of the hydrochemical conditions of urban lakes. The trace element composition is characterized by an increase in Zn and Cu concentrations.

антропогенное воздействиеозерные экосистемыгородские озераретроспективный анализanthropogenic impactlake ecosystemsurban lakesretrospective analysisРабота выполнена в рамках Государственного задания АН РС (Я) «Анализ экологической обстановки регионов Якутии, выявление неблагоприятных зон и факторов, отрицательно влияющих на экологическую безопасность» и Государственного задания ИГАБМ СО РАН (FUEM-2019-0003).This study was carried out within the framework of the State Assignment to the Academy of Sciences of the Republic of Sakha (Yakutia) on the project “Analysis of the ecological situation in Yakutia, identification of unfavorable zones and factors negatively affecting environmental safety” and the State Assignment to the Diamond and Precious Metal Geology Institute SB RAS (project number FUEM-2019-0003).ReferencesNoori R. et al. Hyper-Nutrient Enrichment status in the Sabalan Lake. Water. 2021;13:28–44.Noori R. et al. Hyper-Nutrient Enrichment status in the Sabalan Lake. Water. 2021;13:28–44.Mollo V.M. et al. Evaluation of surface water quality using various indices for heavy metals in Sasolburg, South Africa. Water. 2022;14:23–75.Mollo V.M. et al. Evaluation of surface water quality using various indices for heavy metals in Sasolburg, South Africa. Water. 2022;14:23–75.He S. et al. Occurrence, distribution and ecological risk assessment of contaminants in Baiyangdian Lake. Water. 2022;14:33–52.He S. et al. Occurrence, distribution and ecological risk assessment of contaminants in Baiyangdian Lake. Water. 2022;14:33–52.Мэйдмент Д.Р. ГИС для водных ресурсов. М.: Arc Hydro; 2002. 45 с.Maidment D.R. GIS for water resources. М.: Arc Hydro; 2002. 45 p.Lakes. Atlas of Canada. Natural Resources Canada. Archived from the original on. 2. Ottawa: ABC; 2007.Lakes. Atlas of Canada. Natural Resources Canada. Archived from the original on. 2. Ottawa: ABC; 2007.Wang S.M., Du S.M. Lakes in China. Beiging: Acad. Sci. Press; 1998.Wang S.M., Du S.M. Lakes in China. Beiging: Acad. Sci. Press; 1998.Atlas Jezior Polski Poznan: Bogucki Widawnictwo Naukowe. Warsaw: Press; 1999.Atlas Jezior Polski Poznan: Bogucki Widawnictwo Naukowe. Warsaw: Press; 1999.Якушко О.Ф. Озера Белоруссии. Минск: Уродгай; 1988. 216 с.Yakushko O.F. Lakes of Belarus. Minsk: Urodgay, 1988. 216 p. (In Russ.)Tzerensodnom Zh. Catalogue of Mongolian Lake. Ulan Bator: Mongolian Acad. Sci. Publ., 2000.Tzerensodnom Zh. Catalogue of Mongolian Lake. Ulan Bator: Mongolian Acad. Sci. Publ., 2000.Гидрохимические показатели водных объектов района Костомукши. 2018. Доступно: https://elibrary.ru/item.asp?id=39295580.Hydrochemical indicators of water bodies in the Kostomuksha region. 2018. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=39295580. (In Russ.)Экологический мониторинг гипергалинных водоемов Калмыкии. 2018. Доступно: https://elibrary.ru/item.asp?id=39302557.Ecological monitoring of hyperhaline reservoirs in Kalmykia. 2018. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=39302557. (In Russ.)Гидроминеральные ресурсы республики Тыва: химический и геохимический состав. 2021 Доступно: https://elibrary.ru/item.asp?id=47433710.Hydromineral resources of the Republic of Tyva: chemical and geochemical composition. 2021. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=47433710. (In Russ.)База данных элементного состава вод нижнего течения р. Дон и рек бассейна западного Приазовья. 2020. Доступно: https://elibrary.ru/query_results.asp.Database of the composition of the waters of the lower reaches of the river. Don and rivers of the western Azov basin. Available: https://elibrary.ru/query_results.asp. (In Russ.)База данных: химический состав воды рек арктической зоны России» (архивные данные 1941–1975 гг.). Доступно: https://elibrary.ru/item.asp?id=42498828.Database: the chemical composition of the rivers of the Arctic zone of Russia» (archival data 1941–1975). 2019. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=42498828. (In Russ.)База данных значений показателей состава и свойств воды южной и средней части озера Байкал за 2019 год. 2020. Доступно: https://elibrary.ru/item.asp?id=44241866.Database of values of indicators of the composition and properties of water in the southern and middle parts of Lake Baikal for 2019. 2020. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=44241866. (In Russ.)База данных по соленым озерам юга европейской территории России. 2018. Доступно: https://elibrary.ru/item.asp?id=39314119.Database on salt lakes in the south of the European territory of Russia. 2018. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=39314119. (In Russ.)Вода и донные отложения Иваньковского водохранилища. 2019. Доступно: https://elibrary.ru/item.asp?id=39309557.Water and bottom sediments of the Ivankovsky reservoir. 2019. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=39309557. (In Russ.)Химический состав грунтовых вод парковых ландшафтов Ростовской области. 2020. Доступно: https://elibrary.ru/item.asp?id=44758190.Chemical composition of groundwater in park landscapes of the Rostov region. 2020. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=44758190. (In Russ.)Озера Центральной Якутии. 2014. Доступно: https://elibrary.ru/item.asp?id=39324586.Lakes of Central Yakutia. 2014. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=39324586. (In Russ.)Гидрохимические показатели и данные о качестве воды разнотипных водоемов левобережья р. Яны в окрестностях пос. Северный. 2021. Доступно: https://elibrary.ru/item.asp?id=47255121.Hydrochemical indicators and data on water quality in different types of reservoirs on the left bank of the river. Yana in the vicinity of the village. Northern. 2021. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=47255121. (In Russ.)Гидрохимические показатели и данные о качестве воды озера Ожогино. Доступно: https://elibrary.ru/item.asp?id=47255138.Hydrochemical indicators and data on the water quality of Lake Ozho-gino. 2021. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=47255138. (In Russ.)Гидрохимические показатели и данные о качестве воды озера Большое Токо и рек Идюм и Мулам. 2021. Доступно: https://elibrary.ru/item.asp?id=47255107.Hydrochemical indicators and data on the water quality of Lake Bolshoye Toko and the Idyum and Mulam rivers. 2021. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=47255107. (In Russ.)Гидрохимические показатели и данные о качестве воды озер в черте г. Якутска. 2021. Доступно: https://elibrary.ru/item.asp?id=47255136.Hydrochemical indicators and data on the water quality of lakes within the city of Yakutsk. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=47255136. (In Russ.)Реестр гидрохимического состава озер г. Якутска за 2009–2016 гг. 2021. Доступно: https://elibrary.ru/item.asp?id=48137246.Register of the hydrochemical composition of lakes in Yakutsk for 2009–2016. 2021. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=48137246. (In Russ.)Никифоров К.К. и др. Краткий почвенно-географический очерк Усть-Майского района Якутской области. СПб.: Типография А.Э. Коллинс, 1913; 273 с.Nikiforov K.K. et al. A brief soil-geographical sketch of the Ust-Maisky district of the Yakutsk region. Sankt-Peterburg: A.E. Collins Printing House, 1913; 273 p. (In Russ.)Антропогенная динамика природной среды районов городских поселений Центральной Якутии (на примере г. Якутска) (1985–1989 гг.): отчет НИР (заключит.). ЯНЦ СО АН СССР; рук. Кириллин А.Д.: исполн. Саввинов Д.Д. Якутск, 1989; 151 с. № ГР 01.86.0104387. Инв. № 02.9.10013384.Anthropogenic dynamics of the natural environment of the areas of urban settlements in Central Yakutia (on the example of Yakutsk) (1985–1989): research report (concluding). Yakut Scientific Center SB AS USSR; supervisor A.D. Kirillin: executive D.D. Savvinov Yakutsk, 1989; 151 p. No. GR 01.86.0104387. Inv. No. 02.9.10013384. (In Russ.)Макаров В.Н., Седельникова А.Л. Экогеохимия городских озер Якутска. Якутск: ИМЗ, 2016; 207 с.Makarov V.N., Sedelnikova A.L. Ecogeochemistry of urban lakes in Yakutsk. Yakutsk: Permafrost Institute, 2016; 207 p. (In Russ.)Эколого-лимнологическая паспортизация озер в черте г. Якутска (1990–1995 гг.): отчет НИР (заключит.). ЯГУ; рук. Жирков И.И. Якутск, 1995; 131 с. № ГР 01.90.004831.Ecological and limnological certification of the lakes within Yakutsk (1990–1995): research report (concluding). Yakut State University; supervisor I.I. Zhirkov. Yakutsk, 1995; 131 p. No. GR 01.90.004831. (In Russ.)Габышев В.А., Габышева О.И. К изучению влияния тяжелых металлов на развитие фитопланктона озер г. Якутска и окрестностей. Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2020;25(4):81–91. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2020-25-4-6.Gabyshev V.A., Gabysheva O.I. The study of heavy metals influence on the development of phytoplankton in the lakes of Yakutsk and its environs. Natural resources of the Arctic and Subarctic. 2020; 25(4):81–91. (In Russ.) https://doi.org/10.31242/2618-9712-2020-25-4-6Кириллов А.Ф., Салова Т.А. Гидробиология. Прикладные экологические проблемы г. Якутска: сборник научный трудов. Новосибирск: Наука; 2017:130–145.Kirillov A.F., Salova T.A. Hydrobiology. Applied environmental problems of Yakutsk: a collection of scientific papers. Novosibirsk: Nauka; 2017:130–145. (In Russ.)Анисимова Н.П. Техногенные гидрохимические изменения в долине Лены на участке Туймаада. Эколого-геохимические проблемы криолитозоны. Якутск: ИМЗ СО РАН;1996:35–44.Anisimova N.P. Technogenic hydrochemical changes in the Lena River Valley at the Tuymaada site. Ecological and geochemical problems of permafrost. Yakutsk: Permafrost Institute SB RAS;1996:35–44. (In Russ.)Макаров В.Н. Редкоземельные элементы в атмосфере Якутска. Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2022;(4):54–56. https://doi.org/10.31857/S0869780922030055Makarov V.N. Rare earth elements in the atmosphere of Yakutsk. Geoecology. Engineering geology, hydrogeology, geocryology. 2022;(4):54–56. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0869780922030055Седельникова А.Л., Макаров В.Н. Стронций в воде городских озер. Геология и минеральносырьевые ресурсы Северо-Востока России. Якутск, 29 марта – 1 апреля 2022 года. Якутск: Издательский дом СВФУ; 2022:474–478. https://doi.org/10.52994/9785751332846_2022_98Sedelnikova A.L., Makarov V.N. Strontium in the water of urban lakes. Geology and mineral resources of the North-East of Russia. Yakutsk, March 29 – April 1, 2022. Yakutsk: NEFU Publishing House; 2022:474–478. (In Russ.) https://doi.org/10.52994/9785751332846_2022_98Ксенофонтова М.И. и др. Характеристика химического состава вод и донных отложений крупных водоемов г. Якутска. Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2013;(4):493–500.Ksenofontova M.I. et al. Characteristics of the chemical composition of waters and bottom sediments of the large reservoirsin Yakutsk. Actual problems of the humanities and natural sciences. 2013;(4):493–500. (In Russ.)Реки и озера Якутии. Отв. ред. В.И. Агеев. Якутск: Бичик; 2007. 136 с.Rivers and lakes of Yakutia. Ed. V.I. Ageev. Yakutsk: Bichik; 2007. 136 p. (In Russ.)Пестрякова Л.А. Процесс эвтрофирования озер долины Туймаада (Центральная Якутия). Наука и образование. 2010;(4):82–87.Pestryakova L.A. The process of eutrophication of the lakes in the Tuymaada valley (Central Yakutia). Nauka i obrazovaniye. 2010;(4):82–87. (In Russ.)Romic M., Romic D. Heavy metals distribution in the agricultural topsoils in urban area. Environmental Geology. 2002;(43):795–805.Romic M., Romic D. Heavy metals distribution in the agricultural topsoils in urban area. Environmental Geology. 2002;(43):795–805.Acosta J.A. et al. Multivariate statistical and GISbased approach to evaluate heavy metals behavior in mine sites for future reclamation. Journal of Geochemical Exploration. 2011;109(1-3):8–17.Acosta J.A. et al. Multivariate statistical and GISbased approach to evaluate heavy metals behavior in mine sites for future reclamation. Journal of Geochemical Exploration. 2011;109(1-3):8–17.Гидрохимический состав озер г. Якутска за период 1985–2021 гг. 2022.Hydrochemical composition of lakes in Yakutsk for the period 1985-2021. 2022. (In Russ.)Сидоренко Н.И. Принципы и их значение для построения теории. Вестник РЭУ им. Г.В. Плеханова. 2016; 2(86):157–166. https://doi.org/10.21686/2413-2829-2016-2-157-166.Sidorenko N.I. Principles and their significance for the construction of a theory. Bulletin of the Russian University of Economics G.V. Plekhanov. 2016; 2(86):157–166. (In Russ.) https://doi.org/10.21686/2413-2829-2016-2-157-166Сухачева Е.Ю. и др. Принципы и методы создания цифровой среднемасштабной почвенной карты Ленинградской области. Вестник СПбГУ. Науки о Земле. 2019; 64(1):100–113. https://doi.org/10.21638/spbu07.2019.106Sukhacheva E.Yu. et al. Principles and methods of creating a digital medium-scale soil map of the Leningrad region. Bulletin of St. Petersburg State University. Earth Sciences. 2019; 64(1):100–113. (In Russ.) https://doi.org/10.21638/spbu07.2019.106Чистяков Г.Е. Водные ресурсы рек Якутии. М.: Наука; 1964. 256 с.Chistyakov G.E. Water resources of the rivers in Yakutia. M.: Nauka; 1964. 256 p. (In Russ.)Mackin J. W. Robust analysis of linear models. Statistical Science. 2004. 9(4):562–570. https://doi.org/10.1214/088342304000000549.JSTOR4144426Mackin J. W. Robust analysis of linear models. Statistical Science. 2004. 9(4):562–570. https://doi.org/10.1214/088342304000000549.JSTOR4144426Strutz T. Data Fitting and Uncertainty A practical introduction to weighted least Squares and Beyond. 2. Lipsia: Springer; 2016.Strutz T. Data Fitting and Uncertainty A practical introduction to weighted least Squares and Beyond. 2. Lipsia: Springer; 2016.Лукашин Ю.П. Адаптивные методы прогнозирования. М.: Статистика, 1979; 254 с.Lukashin Yu.P. Adaptive forecasting methods. M.: Statistics, 1979; 254 p. (In Russ.)Даувальтер В.А. и др. Особенности химического состава воды городских озер Мурманска. Вестник СПбГУ. Науки о Земле. 2020;66(2):252–266. https://doi.org/10.21638/spbu07.2021.204.Dauwalter V.A. et al. Peculiarities of the chemical composition of water in urban lakes of Murmansk. Bulletin of St. Petersburg State University. Earth Sciences. 2020;66(2):252–266. (In Russ.) https://doi.org/10.21638/spbu07.2021.204Бакаев В.А., Савченко Н.В. Зональные особенности гидрохимического состояния малых озер Новосибирской области. Мир науки, культуры, образования. 2013;5(42):430–435.Bakaev V.A., Savchenko N.V. Novosibirsk region small lakes’ zonal features of hydrochemical condition. Mir Nauki, Kul’tury, Obrazovaniya. 2013;5(42):430–435. (In Russ.)Кашина В.А. Осипова С.В. Параметры солевого состава ряда малых водоемов юга Амурской области. Современные проблемы науки и образования. 2014; 2:58–64.Kashina V.A. Osipova S.V. Parameters of the salt composition in a number of small reservoirs in the south of the Amur region. Modern problems of science and education. 2014;2:58–64. (In Russ.)

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