НЕВСКАЯ ГУБА

 

В Невской губе выделяют районы, различающиеся по состоянию гидрохимических условий и загрязнения (табл.6)..

Таблица 6

                           Районы Невской губы и станции отбора проб воды

Районы	Станции, №
Морской торговый порт (МТП)	5
Северный курортный район	12а
Южный курортный район	11а, 14а, 17а
Открытая часть	1, 2, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 25, 30, 39, 42

 

В открытой части и в курортных районах Невской губы в навигационный период осуществлялись ежемесячные наблюдения с мая по октябрь (в последней декаде месяцев) на всей сети станций. В зимний период наблюдения были проведены со льда в конце месяцев в январе (ст.1,2,30,7), в феврале (ст.1,30,7,12,13,42,11,14) и в марте на той же сети, кроме ст.13. В Морском торговом порту наблюдения осуществлялись ежемесячно с января по декабрь.

Таблицы средних показателей в Приложении подготовлены традиционно с учетом данного разделения на районы.

ОТКРЫТАЯ ЧАСТЬ

Гидрохимические показатели

Соленость. В течение всех наблюдений Невская губа была заполнена водами р.Невы и преобладающая соленость составила 0,07 ‰, а несколько повышенная – 0,08-0,09 ‰ эпизодически отмечалась в южной части (в феврале-марте и в мае на ст.11, в феврале-марте на ст.14, в августе –на ст.14,17, в мае и в октябре на ст.6).

Кислородные условия. Изменения концентраций кислорода  соответствовали сезонному ходу (рис.2). Зимние наблюдения, впервые проведенные ежемесячно, иллюстрируют изменения содержания кислорода в ледовых условиях, когда более выражено влияние стока загрязненных вод, определяющее, наряду с гидрологическими факторами, пространственные различия показателей.

Высокое содержание кислорода в устьевой зоне (ст.1,2,30) возрастало от января к февралю до наибольшего в марте (9,85-9,95 мл/л, насыщение 96-98 %). Такие же изменения наблюдались и в ближайшей части северной зоны (ст.7), где показатели были несколько ниже (в январе-марте 9,4-9,65 мл/л, насыщение 91-94 %). Зимний максимум кислорода 10-10,2 мл/л (наибольшие концентрации в наблюдениях этого года), насыщение 98-99 %, отмечен в феврале в центральной части губы – на ст.13 и у Лисьего Носа, ст.12, где обычно зимой показатели были относительно низкими. В феврале такое снижение наблюдалось за Лисьим Носом, на ст.42, где содержание кислорода  было самым низким в данной съемке – 8,5 мл/л, насыщение 85 %, и низким, хотя и не минимальным в многолетнем ряду данных 1985-2005 гг.

В южной зоне губы, где замедленный водообмен способствует накоплению загрязненных стоков, содержание кислорода в течение зимы снижалось – у дна района у Петергофа, ст.14, - от 8,3 мл/л в феврале до 7,9 мл/л в марте, но в наибольшей степени у Стрельны, ст.11, - соответственно от 8,9 мл/л до 7,1 мл/л, насыщение (менее ПДК) - 69 %. При этом кислородные показатели на ст.11 являются наименьшими не только для зимы 2005 г., но и в многолетнем ряду для этого района, хотя и выше зимнего минимума в целом для Невской губы в данных с 1985 г.

В сезонном ходе кислорода на фоне снижения концентраций от зимних значений до минимума в июле и последующего возрастания (рис.2а) выделяются максимумы насыщения вод кислородом в июне и в августе (рис.2б), обусловленные активизацией фотосинтеза. В мае при относительно слабой насыщенности вод кислородом наибольшие показатели на поверхности 100,5-101,5 %, концентрации 7,6-7,9 мл/л отмечались в центральной и северной зонах губы, а наименьшие – в юго-западном и районе и за Лисьим Носом – 7,2-7,3 мл/л. В июне пространственное распределение кислорода изменилось, поскольку было связано с различиями интенсивности фотосинтеза. Наибольшие показатели на поверхности наблюдались в юго-западном районе – концентрации 7,3-7,4 мл/л, насыщение 109-110 % в Морском канале (ст.16,39) и 111,5-113,5 % в южной зоне (ст.14,17). Концентрации 7-7,2 мл/л и насыщение 100-104 % отмечались в северной зоне (кроме района у Лисьего Носа, ст.12 с меньшими значениями) и в западной части центрального разреза (ст.13, 15) а самые низкие - около 6 мл/л и насыщение 95 % - в юго-восточном районе (рис.3а). Такие же низкие показатели наблюдались, среди прочих районов, у дна в Южных Воротах (ст.16 и ст.17), хотя на поверхности были из самых высоких, что отражает увеличение затрат кислорода у дна на биохимическое окисление органического вещества в районе с повышенной продукцией фитопланктона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.Сезонный ход концентраций (а) и насыщения вод кислородом (б)

в Невской губе в 2005 г.

а)    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Распределение насыщения вод кислородом на поверхности Невской губы и  мелководного района в 2005 г. а) в июне, б) в августе.

При второй вспышке фитопланктона в конце августе повышенное насыщение вод кислородом 106-109 % наблюдалось только в южной зоне в районах у Петергофа (ст.14)и у Ломоносова (ст.17), а также в Северных Воротах – на ст.15 (рис. 3б) В остальной части губы насыщение было выше, чем в июне, - преимущественно 101-102 %, а самое низкое - 97-99 % - в юго-восточном районе, у Лисьего Носа (ст.12, 42) и в устье Б.Невы (ст.30).

В период с мая по август максимальные концентрации (7,5-8,2 мл/л) и % насыщения (108-119%), сильно «отскакивающие» от остальных данных, наблюдались в устье Б.Невки (ст.1), как это встречалось и в наблюдениях предшествующих лет.

В период минимума в июле концентрации преобладали в интервале 5,8 - 6,3 мл/л на поверхности и у дна, которые в многолетнем ряду данных относятся к низким. Самые низкие из них - 5,8-6,1 мл/л наблюдались в Морском канале и южной зоне, за исключением района у Петергофа, ст.14, где, как и в нескольких других районах (станции 30,42) концентрации и насыщение были наибольшими - 6,4-6,7 мл/л, 101-104 %, а в устье Б.Невки - 7,5 мл/л и максимальное в году насыщение 119%.

Биохимическое потребление кислорода, БПК_5. Сезонные изменения БПК₅, показателя содержания нестойкого органического вещества (ОВ), определяются соотношением его поступления за счет главного источника - антропогенной органической нагрузки, а в течение вегетационного периода и ОВ, продуцируемого в фотосинтезе, и убыли в процессах биохимического окисления. Интенсивность биохимической деструкции ОВ, наибольшая у дна, определяет меньшие значения БПК₅, чем на поверхности, и при прочих равных условиях зависит от температуры воды. При высокой антропогенной органической нагрузке, характерной для Невской губы, в зимний период, из-за низкой скорости биохимического окисления ОВ вследствие низкой температуры воды, наблюдался максимум БПК₅ (рис.4).

Показатель высокого уровня БПК₅ в зимних наблюдениях 2005 г.- превышение ПДК в 18 из 19 данных на поверхности, интервал которых составил 2-4,5 м г/л, а среднее значение – 3 мг/л. В ряду многолетних зимних наблюдений в период с 1985 г. это значение является наибольшим. Средние показатели на поверхности повысились от февраля (3 мг/л) к марту (3,3 мг/л) за счет изменений данных по северной зоне (станции 1,7,12,42), преобладающих в зимних съемках, с диапазонами значений соответственно 2,7-3,7 мг/л и 3,3-4,5 мг/л. Но при этом в южных районах величины БПК₅ снизились – у Стрельны, ст.11 с 3,5 мг/л в феврале до 3 мг/л в марте, у Петергофа, ст.14, соответственно с 3 мг/л до 2,4 мг/л. Это может быть связано с замедлением водообмена, позволяющим увеличить вклад биохимической деструкции ОВ, сопровождаемой снижением содержания кислорода в этих районах от февраля к марту, отмеченном выше. Значительную роль этих процессов в зимних условиях иллюстрируют также более низкие величины БПК₅ у дна, чем на поверхности (на ст.14 придонные значения составили 1,8 и 1,3 мг/л в феврале и марте соответственно). Из всех зимних данных лишь в одном случае отмечалось более высокое значение у дна.

Колебания значений БПК₅ в мае-октябре преобладали в интервале 1,2-3 мг/л на поверхности и 1-2,5 мг/л у дна. При довольно стабильном уровне большинства данных в месячных наблюдениях, на поверхности наибольшие изменения отмечались в количестве и в диапазонах высоких величин, возрастающих с мая до максимума в августе (рис.4а). Именно эти данные, среди которых последовательно возрастало количество значений с превышением ПДК от 4 в мае до 7 в августе из 17 наблюдений в месяц (табл. 7 ), определили изменения средних месячных показателей, наибольших в мае (1,9 мг/л) и в августе (2 мг/л). При этом в мае-августе такие значения чаще (в трех наблюдениях из четырех) наблюдались в районе Ворот (ст.42,15,16,17) и у Петергофа, ст.14, а в августе-октябре – на входном разрезе (ст.1,30,25).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4. Сезонный ход БПК₅ в Невской губе в 2005 г. а) на поверхности, б) у дна.

 

 

 

Таблица 7

Превышение ПДК в данных по БПК₅   в Невской губе в 2005 г.

 

 

Изменения величин БПК₅ у дна, преимущественно более низких, чем на поверхности, в период с мая по октябрь отличались от поверхностных по характеру сезонных колебаний (рис.4б). Характеристики малочисленных зимних данных у дна из-за значительного меньшего количества, чем на поверхности (при малых глубинах придонные пробы не отбираются) для оценки вертикальных различий непригодны. Но в сезонном ходе БПК₅ у дна зимние данные, как и на поверхности, являются наибольшими – средние значения составляют в феврале и в марте 2,2 мг/л, а в мае-октябре 1,5-2 мг/л. Последующие различия количества поверхностных (17) и придонных проб (14) невелики, что обеспечивает сопоставимость их обобщенных характеристик.

В мае уровень БПК₅ у дна был высоким – среднее значение было таким же, как на поверхности 1,9 мг/л, а количество данных, превышающих ПДК (6), было наибольшим в году (табл. 7). При этом в нескольких наблюдениях, преимущественно с превышением ПДК (станции 2, 25, 17), величины БПК₅ были значительно выше низких поверхностных значений, что отражало более интенсивное поступление ОВ в придонный слой.

В последующие месяцы, в отличие от поверхности, содержание ОВ у дна снижалось до минимума в июле за счет интенсификации биохимической деструкции. Среднее значение в июле составило 1,5 мг/л, тогда как на поверхности 1,8 мг/л, интервалы преобладающих значений - соответственно 1-1,65 мг/л и 1,2-2 мг/л, а превышение ПДК у дна отмечались лишь в двух случаях (на поверхности – в шести). При этом только значение максимума на ст.12, было больше поверхностного. Распределение БПК₅ на поверхности и у дна в июле представлено на рис. 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5. Распределение БПК₅ в Невской губе в июле 2005 г.

 

 

В августе, когда в результате летней вспышки фитопланктона приток ОВ увеличился, у дна, как и на поверхности, наблюдалось возрастание БПК₅  до максимума для периода май- октябрь. Средние значения у дна и на поверхности были близки - около 2 мг/л, хотя структура данных различалась (интервал преобладающих значений был выше у дна - 1,4-1,9 мг/л против 1,1-1,9 мг/л на поверхности, но доля данных, превышающих ПДК, была больше на поверхности, табл.7). Большее накопление ОВ у дна, чем на поверхности, наблюдалось в половине данных (рис.6) - значения БПК₅ у дна превышали поверхностные в Морском канале (ст. 25, 10, 39), на севере и юге устьевого разреза (ст.2 и ст.6), в центральной части (ст.9, 13).

В сентябре у дна сохранялся высокий уровень БПК₅, и уже был выше, чем на поверхности (средние показатели составили соответственно 1,9 мг/л и 1,7 мг/л). Как и в августе, более высокие значения у дна отмечались в половине всех наблюдений, преимущественно в тех же районах, а почти во всех остальных были близкими (рис.7). Это показывает, что поступление ОВ в придонный слой губы в сентябре было интенсивнее, чем его биохимическая деструкция, тогда как в августе это наблюдалось только в части акватории. На всех станциях с более высокими значениями у дна, чем на поверхности (кроме ст.13) величины БПК₅ превышали ПДК в августе или в сентябре. В Морском канале у Стрельны (ст.10) наблюдалась максимальная для дна величина в сентябре – 4,3 мг/л, в августе максимум 3,6 мг/л отмечен на Южной Лахтинской отмели, ст.6. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.6. Распределение БПК₅ в Невской губе и в мелководном районе в августе 2005 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

              Рис.7. Распределение БПК₅ в Невской губе в сентябре 2005 г.

В октябре у дна относительный вклад биохимической деструкции увеличился, поскольку преобладали более низкие значения БПК₅, чем на поверхности. Среднее значение снизилось до 1,65 мг/л и было ниже, чем на поверхности (1,8 мг/л), за счет снижения доли высоких значений, превышающих ПДК (табл. 7).

В целом уровень БПК₅  в период май-октябрь самым был низким по среднему показателю в наблюдениях 1999-2005 гг. (на поверхности 1,83 мг/л в ряду этих показателей 1,83-2,03 мг/л), и по количеству данных с превышением ПДК – 30, составляющих 29% от общего числа (в данном многолетнем ряду диапазоны этих показателей – 28-43, составляющих 27-46 %).

Водородный показатель, pH. В колебаниях значений pH выделяются наибольшие изменения в период май-сентябрь, в которых очевидна связь с соответствующими колебаниями насыщения вод кислородом (рис.8).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.8. Сезонные изменения значений pH Невской губе в 2005 г.

 

В зимний период в северной зоне (ст.1, 7, 12, 42) значения pH были относительно низкими (около 7,5) и стабильными. В устье Б.Невы (ст.30) наблюдались более высокие, но также стабильные значения, в январе-марте - 7,7-7,76. Снижение этого показателя в марте по сравнению с февральскими данными отмечается в южных районах – у Стрельны, ст. 11 с 7,75 до 7,44 и у Петергофа – с 7,9 до 7,5. Это согласуется со снижением концентраций кислорода и величин БПК₅  вследствие большей роли биохимической деструкции в южной зоне с замедленным водообменом. В итоге в марте значения pH были более однородны, преимущественно в интервале7,5-7,56, с наименьшим (7,44) на ст.11 и наибольшим (7,76) на ст.30.

В мае–октябре диапазон колебаний большинства данных составил 7,5-7,7, в июле более низкий – 7,3-7,6, а в октябре выше – 7,6-7,77. При узких интервалах месячных данных в колебаниях статистических характеристик выражены максимумы в июне и в августе, как и сезонном ходе насыщения вод кислородом (рис. 2б), что отражает снижение содержания растворенного углекислого газа при интенсификации фотосинтеза. Характерно, что наибольшие значения pH в июне  (ст.16) и в августе(ст.14) отмечались на станциях с максимальными или близкими к ним значениями кислородных показателей. Эта же причина объясняет высокий максимум pH в сентябре, зафиксированный на ст.13, где кислородные показатели сильно превышали остальные данные (единственная станция в сентябре с перенасыщением вод кислородом – 101 %).

С июня по сентябрь самые низкие значения pH наблюдались в невском стоке (ст.30) и повышение их в Невской губе отражает уменьшение содержания растворенного углекислого газа в результате потребления в фотосинтезе. Минимум в июле и повышение значений pH в октябре обусловлены соответствующими изменениями в невском стоке, как показывают данные на ст.30 – 7,2 в июле и 7,73 в октябре.

Щелочность. Значения щелочности отличались большим разбросом зимних данных, зависящих от антропогенных стоков, и узким диапазоном колебаний для большинства величин в наблюдениях с мая по октябрь (рис.9).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                Рис. 9. Сезонные изменения щелочности в Невской губе в 2005 г.

В зимних наблюдениях, которые в январе проводились только в устьевой области губы (ст. 1, 2, 30) и вблизи в северной зоне (ст.7), в феврале отмечалось повышение щелочности в этих районах – в устье Б.Невы, ст.30, с 0,54 мг-экв/л в январе до 0,6-0,61 мг-экв/л при сохранении такой же в марте. Щелочность невского стока определяла ее состояние в северной зоне, несколько повышенную лишь в районе у Лисьего Носа, ст.12 (0,61-0,62-мг-экв/л). В южных районах щелочность была значительно выше и частично обусловлена несколько повышенной соленостью - 0,08-0,09 ‰ феврале-марте в районе у Стрельны, ст.11, и у Петергофа, ст.14. Щелочность на поверхности этих районов была в интервале значений 0,8- 0,88 мг-экв/л, а у дна ст.14 - 1,07 мг-экв/л. Зимняя щелочность в целом в губе была на уровне, близком к максимуму в многолетних данных с 1985 г.

В период с мая по октябрь самая низкая щелочность наблюдалась в мае-июне - 0,47-0,49 мг-экв/л для большинства данных, а наибольшая в июле – 0,53-0,54 мг-экв/л с последующим снижением в августе до 0,51-0,53 мг-экв/л и в осенние месяцы до 0,49-0,51 мг-экв/л. Сезонные колебания щелочности определялись её изменениями в поступающем невском стоке, которые более или менее адекватно отражались данными в устье Б.Невы, относительно низкими, а иногда минимальными в большинстве наблюдений. Так в мае и в июне щелочность на ст.30 составила соответственно 0,47 мг-экв/л и 0,46 мг-экв/л, а в июле повысилась до 0,53 мг-экв/л, формируя летний максимум в губе. Процессы, протекающие непосредственно в губе, и поступление береговых стоков вызывали повышение щелочности преимущественно в пределах указанных выше узких интервалов.

Наибольшее влияние этих факторов обусловило выпадающие из общего ряда высокие значения и максимумы в месячных данных. В летний период максимумы, как правило, наблюдались в устье Б.Невки, ст.1, где отмечалось экстремально высокое насыщение вод кислородом, вследствие интенсивного развития фитопланктона. С этой же причиной связаны относительно высокие значения щелочности в юго-западном районе в августе (0,6 мг-экв/л на поверхности у Петергофа, ст.14 и 0,59 мг-экв/л у Ломоносова, ст.17), которые сопровождались наибольшими значениями pH и близкими к максимумам кислородными показателями. Аналогичная ситуация наблюдалась при высокой щелочности на поверхности ст.14 в июле (0,57 мг-экв/л). В то же время большие значения щелочности, а в июне максимум, отмеченные в период с мая по август у Лисьего Носа, ст.12, обусловлены, по-видимому, влиянием сточных вод, поскольку не сопровождались повышением кислородных показателей и значений pH. Максимум в октябре, наблюдавшийся у Ломоносова, ст.17, выпадающий из общего ряда довольно однородных данных, связан, вероятно, также с влиянием берегового стока.

В целом, в отличие от зимних условий, щелочность вод Невской губы в период с мая по октябрь является самой низкой в ряду наблюдений 1999 – 2005 гг., для которого интервал средних значений на поверхности составил 0,51-0,6 мг-экв/л.

Фосфор. Изменения концентраций минерального и общего фосфора соответствовали сезонному ходу, спецификой которого являются их заметные колебания в летний период (рис. 10).

Зимние данные характеризуются большим их разбросом и различием изменений в разных районах и соответственно пространственного распределения в разные месяцы. Диапазоны концентраций общего фосфора составили 20-50 мкг/л в северной половине губы и 40-80 мкг/л в южных районах с наибольшими значениями преимущественно в феврале. На общем фоне выделяется высокое содержание общего фосфора в устье Б.Невы, ст.30 в феврале - 45 мкг/л-57 мкг/л (на поверхности и у дна соответственно), но самое низкое в съемке в марте -– 19 мкг/л-24 мкг/л.  В северо-западном районе - у Лисьего Носа, ст.12 и за ним, ст.42 высокие концентрации, наблюдались в марте - 45-50 мкг/л, но среди февральских данных значения ст.12 (31-36 мкг/л) были самыми низкими. В районах меньшего влияния загрязнения содержание фосфора было более стабильным, как показывают данные ст.7 – 34-38 мкг/л в январе-марте. В южной зоне, где обычно в зимних условиях содержание фосфора было наибольшим в губе, у Петергофа, ст.14 в феврале концентрации лишь немного превышали данные северно-западного района – 53 мкг/л, а в марте были даже ниже – 40-45 мкг/л. Но у Стрельны, ст.11 концентрации, максимальные в съёмках, значительно отличались от остальных, составляя около 80 мкг/л в феврале (годовой максимум) и 60 мкг/л в марте.

Концентрации минерального фосфора были наибольшими также в южной зоне в феврале – 66 мкг/л на ст.11 и 40 мкг/л на ст. 14, в марте соответственно 40 мкг/л и 30-36 мкг/л, составляющие 75-80 % от содержания общего фосфора. Эти значения данного показателя, самые высокие в зимних наблюдениях, обусловлены более интенсивной минерализацией органического фосфора в зоне замедленного водообмена. Доля минерального фосфора была такой же высокой в северо-западном районе при концентрациях 25-35 мкг/л. В остальных наблюдениях, при таких же концентрациях у дна, значения на поверхности были ниже - 20-25 мкг/л, с уменьшением их доли в составе общего до 55-65 % (у дна 65-75 %). Повышение содержания органического фосфора в зимних условиях отражает усиление влияния сточных вод.

Самые низкие концентрации фосфатов 8-15 мкг/л наблюдались на устьевых станциях (ст.1, 2, 30) в январе и в марте с их долей 30-50 % в составе общего фосфора. В устье Б.Невы и при высоких концентрациях в феврале около половины содержания общего фосфора приходилось на органическую часть. В случаях свежего поступления стоков это отмечалось на ст.42 и ст.11 в марте, когда доля минерального фосфора составляла 50-60 %.

Оценка зимнего содержания фосфора по положению концентраций общего фосфора в многолетних рядах данных с 1999 г. показывает, что в районе у Стрельны, ст.11 значения являются максимальными, в устье Невы, ст.30 наибольшие концентрации близки к максимуму в данных для этого района, но остальные ниже средних. В районе у Петергофа наблюдались относительно низкие значения, а данные остальных районов находились в середине рядов для них.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    Рис. 10. Сезонные изменения концентраций минерального (а) и общего фосфора (б)

    на поверхности Невской губы в 2005 г.

 

В изменениях содержания фосфора в теплый период года выделяются высокие концентрации в мае, близкие к зимним значениям, что связано с весенним паводком и влиянием берегового стока после снеготаяния. Интервалы преобладающих значений – 8-20 мкг/л минерального фосфора и 18-40 мкг/л общего. Наибольшие концентрации, превышающие данные наблюдений в марте, наблюдались в устье Б.Невы, ст.30 - 40 мкг/л на поверхности и 30 мкг/л у дна минерального фосфора и соответственно около 50 мкг/л и 40 мкг/л общего фосфора. Влияние загрязненного поверхностного стока отразилось в более высоких концентрациях минерального и общего фосфора на поверхности, чем у дна, не только в приведенных выше данных, но и в ряде других, преимущественно в южной зоне и в Морском канале, а также в северо-западном районе.

В распределении фосфатов (рис.11) наибольшие концентрации наблюдались на входном разрезе (за исключением северной части), где и их доля в составе общего фосфора была самой высокой – 60-80 %. Такое же относительное содержание минерального фосфора наблюдалось в районах повышенного влияния загрязнения на ст.42 и ст.39. В остальной части губы наблюдалось снижение концентраций минерального фосфора и его содержания относительно общего до 40-50 %, а самое низкое в районе у Ломоносова, ст.17 составило 26 %. В вегетационный период этот показатель отражает,  главным образом, активизацию фотосинтеза, сопровождаемого снижением концентраций и относительного содержания минерального фосфора и соответственно возрастанием органического. Распределение общего фосфора (рис.11) отличалось более высокими концентрациями в южной половине губы – 24-30 мкг/л на поверхности Морского канала (у дна 16-36 мкг/л), в южной зоне – 30-44 мкг/л с максимумом у Стрельны, ст.11. Севернее Морского канала при преобладании относительно низких концентраций (на поверхности 18-20 мкг/л) выделяются районы у Лисьего Носа и за ним (ст.12,42) с содержанием фосфора даже большим, чем на юге – 34-37 мкг/л (поверхность) и 30-34 мкг/л (у дна).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 11. Распределение минерального и общего фосфора на поверхности Невской губы

в мае 2005 г.

 

В последующие летние и осенние месяцы преобладали низкие концентрации общего фосфора – 4-12 мкг/л, с более высоким верхним пределом этого интервала в июле – 20 мкг/л. Диапазон концентраций минерального фосфора был близок, но с меньшим нижним пределом – 2 мкг/л. В колебаниях содержания минерального фосфора выделяются минимум в июне и максимум в июле при меньшем размахе различий для общего фосфора (рис. 10а). При этом распределение по характеру заметно различалось в зависимости от доминирующих процессов в месячных наблюдениях.

Июнь оказался единственным месяцем с типичным для летних условий низким уровнем концентраций минерального фосфора почти на всей акватории Невской губы в связи с наибольшей фотосинтетической активностью, как показывают максимумы насыщения вод кислородом и значений pH. В большинстве наблюдений значения не превышали 1 мкг/л, в нескольких составляли 1,7-2,5 мкг/л, более высокие концентрации отмечены в устье Невы, ст.30 - 6,5 мкг/л, у Ломоносова (ст.17) и у Лисьего Носа (ст.12) 13-16 мкг/л. При этом доля минерального фосфора при высоких его концентрациях составила 82-84 %, на ст.30 – около 70 %, тогда как в остальной части губы - 6-26 %. Причиной максимумов фосфора является, по-видимому, приток загрязненных вод с берега, о котором свидетельствуют и высокие концентрации нитритов, также максимальные здесь в это время.

В распределении общего фосфора в июне (рис. 12) с содержанием преимущественно в интервале 4-10 мкг/л выделяются более высокие концентрации в западной половине губы, отражающие обогащение вод фосфором по мере их транзита за счет берегового стока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 12. Распределение минерального и общего фосфора на поверхности Невской губы

в июне 2005 г.

 

Июльский максимум в сезонном ходе минерального и общего фосфора обусловлен поступлением невского стока с другими гидрохимическими характеристиками, чем в июне, а также ослаблением фотосинтеза в губе и доминированием процессов биохимической деструкции. Концентрации минерального и общего фосфора были близкими (на поверхности 6-20 мкг/л) с повышением доли фосфатов по сравнению с июнем до 80-90 % от содержания общего фосфора. Особенность распределения в июле – возрастание вертикальных различий, обусловленное процессами биохимической деструкции, наиболее интенсивными у дна. Наибольшие придонные концентрации, выше, чем на поверхности, отмечались в Морском канале (ст.10,39,16), и на устьевых станциях (ст.2 и ст.30). Но при этом на поверхности устьевого района наблюдались самые низкие значения, как и далее в транзитном потоке (ст.9,13,15). Максимальные концентрации фосфатов (16-20 мкг/л) и общего фосфора (20-22 мкг/л) отмечаются в районах у Лисьего Носа (ст.12) и в Морском канале у Петродворца (ст.39). Распределение минерального фосфора на поверхности и у дна в июле представлено на карте (рис. 13).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 13. Распределение минерального фосфора на поверхности и у дна Невской губы

в июле 2005 г.

 

 

Характерная особенность данных последующих наблюдений в августе-октябре при их общем снижении в губе по сравнению с июлем – в низких концентрации фосфора в поступающем невском стоке (в мае-июле концентрации были высокими, из числа наибольших в губе). Соответственно наименьшие в губе концентрации наблюдались и на станциях транзитного разреза. В августе при второй волне активизации фотосинтеза наименьшие концентрации минерального фосфора - 2-3 мкг/л, составляющие 40-45 % от содержания общего фосфора, наблюдались в устьевых районах (ст.1,2,30), на центральном разрезе (ст.13,15), и в юго-западном районе (ст.14,17). Как показывают данные по насыщению вод кислородом, низкое содержание фосфатов в поступающем невском стоке поддерживалось более интенсивным фотосинтезом в этих районах. В остальной части губы фосфаты при их концентрациях в интервале 4-7 мкг/л составляли 70-90 % в составе общего фосфора, а при самых высоких концентрациях 10-14 мкг/л – 95-100 %, что отражало преобладание процессов биохимической деструкции в этой части губы, особенно в юго-восточном районе. Характерно, что концентрации общего фосфора в августе были низкими - в сезонном ходе даже наименьшими – преимущественно 4-8 мкг/л. Наибольшее содержание фосфора наблюдалось у Стрельны, ст.11, западнее Лисьего Носа, ст.42 и в Морском канале у Петродворца, ст.39 (рис. 14).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.14. Распределение минерального и общего фосфора на поверхности

Невской губы и мелководного района в августе 2005 г.

 

В сентябре при сохранении такого же интервала преобладающих концентраций фосфора, как в августе, из-за ослабления фотосинтеза область самых низких значений (для минерального фосфора 2-3 мкг/л с их долей в составе общего фосфора 45-55 %) сократилась, за счет юго-западного района, а количество и уровень высоких значений, увеличилось

Осеннее возрастание содержания фосфора было довольно слабым. В октябре повысились концентрации в поступающем невском стоке до 6 мкг/л общего фосфора. С усилением перемешивания распределение стало более однородным с преобладанием низких концентраций фосфатов (4-8 мкг/л) и общего фосфора (6-10 мкг/, данные для поверхности). На этом фоне выделяются высокие значения, наблюдавшиеся у Петергофа, ст. 14 и в Морском канале у Петергофа, ст.39, в Северных Воротах, ст.15 и, с максимальными данными - 22-25 мкг/л минерального фосфора и 24-27 мкг/л общего фосфора (рис.15).

Обобщенные данные наблюдений в период май-октябрь в дополнение к средним месячным значениям (табл.4 в приложении), представлены в табл. 8 (зимние данные не включены, поскольку из-за малого их количества подробно рассмотрены в описании). Приведенные данные показывают, что высокие концентрации (за пределами преобладающих в месячных наблюдениях значений) чаще всего отмечались и у Петергофа (ст.14) и в Морском канале у Петергофа (ст.39), и у Лисьего Носа (ст.12), а в сентябре и в октябре – в Морском канале у Стрельны (ст.10). Выделяется также высокое содержание фосфора в устье Б.Невы, (ст.30), в феврале и в мае максимальное в этих наблюдениях, у дна в июле, а в июне для фосфатов на поверхности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.15. Распределение минерального и общего фосфора на поверхности Невской губы и мелководного района в октябре 2005 г.

 

 

Содержание общего фосфора в мае-октябре 2005 г. по среднему значению для этого периода – 13 мкг/л – относится к самым низким в ряду этих показателей с 1999 г. 13-36 мкг/л (такое же, как в 2000 г.). Среднее значение концентраций минерального фосфора в течение вегетационного периода май-сентябрь – 8,8 мкг/л соответствует середине ряда этих показателей, диапазон которых составляет 4,6 -17 мкг/л (все значения рассчитаны для поверхности). Различия отражают повышенный уровень не только концентраций минерального фосфора, но и его относительного содержания в составе общего фосфора, которое только в июне было низким, характерным для условий активного фотосинтеза, а в остальное время преимущественно составляло 70-90 %. Это связано со слабой убылью минерального фосфора за счет ассимиляции фитопланктоном и преобладанием биохимической деструкции в летний период 2005 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8

 

Обобщённые данные наблюдений за фосфором в Невской губе

в мае – октябре 2005г.

 

 

 

 

Кремний. Изменения концентраций кремния соответствовали четко выраженному сезонному ходу, обусловленному соответствующими изменениями в поступающем невском стоке (рис.16).

 В зимний период содержание кремния снижалось от января к марту, как показывают не только обобщенные данные, неоднородные по количеству станций, но и интервалы концентраций для ст.1, 7, 30, имеющиеся для каждого месяца (520-600 мкг/л в январе, 450-530 мкг/л в феврале, 360-390 мкг/л в марте). Наибольшее снижение произошло в марте по сравнению с февралем – по общим интервалам значений от 450-620 мкг/л до 360-430 мкг/л. При этом самые высокие значения наблюдались в северо-западном районе (ст.12,42) и  в южной зоне (ст.11,14), где сильнее влияние берегового стока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 16. Сезонные изменения концентраций кремния на поверхности Невской губы в 2005 г.

 

Для вегетационного периода характерны узкие диапазоны разброса месячных данных с наибольшими отклонениями минимальных значений. Сезонный минимум кремния приходился, в отличие от фосфора, на конец мая, в связи с более ранней вспышкой диатомовых. При этом при преобладании концентраций 40-50 мкг/л самые низкие значения 20-25 мкг/л отмечались в юго-западном районе (ст.14,17) и в Северных Воротах (ст.15) (рис. 17).

В июне, когда наблюдалась общая активизация фотосинтеза, но сопровождаемая снижением продукции диатомовых, концентрации кремния повысились до 50- 100 мкг/л и наименьшие из них 50-75 мкг/л отмечались в более обширной части губы – в западной ее половине (рис.18). В последующие месяцы, однако, на фоне общего возрастания концентраций, самые низкие значения в пространственном распределении отмечались в юго-западном районе, где фотосинтез диатомовых активнее, чем в остальной части губы, особенно  в августе с концентрациями 93-97 мкг/л на ст.14,17 при остальных в интервале 190-230 мкг/л. Минимумы, за исключением июня, наблюдались всегда у Ломоносова, ст.17, где даже в октябре концентрация значительно отличалась от остальных (рис 18).

На фоне ряда данных с 1999 г. содержание кремния в период май-октябрь является довольно высоким – среднее значение 173 мкг/л находится на уровне значений последних лет (в 2002 и 2003 гг. этот показатель составлял соответственно 187 мкг/л и195 мкг/л, в остальные годы - 93-135 мкг/л).

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.17. Распределения кремния на поверхности Невской губы в мае 2005 г.

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.18.Распределение кремния на поверхности Невской губы а) в мае, б) в июне 2005 г.

 

Азот. Нитраты. Колебания концентраций нитратов были относительно невелики даже при сравнении преобладающих зимних значений 180-400 мкг/л и данных в мае- октябре, преимущественно в интервале 130-360 мкг/л (рис.19). Эта особенность режима нитратов связана с большим избытком нитратного азота по сравнению с необходимым в фотосинтезе на основе соотношения с минеральным фосфором и, соответственно, с относительно небольшой убылью нитратов в течение вегетационного периода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.19. Сезонные изменения концентраций нитратов на поверхности Невской губы

в 2005 г.

 

 

В зимние месяцы концентрации нитратов, довольно близкие в январе-феврале (по данным для станций 1,7,30, входивших в состав наблюдений в оба месяца), в северной половине губы снизились от 250-380 мкг/л в феврале (максимум 600 мкг/л на ст.12) до 180-260 мкг/л в марте, тогда как в южных районах возросли – у Петергофа, ст.14 на поверхности от 520 мкг/л до 720 мкг/л, у Стрельны – от 470 мкг/л до 950 мкг/л. Наибольшие концентрации в южной зоне и в районе у Лисьего Носа являются максимальными в рядах многолетних зимних данных для этих станций с 1999 г., и высокими в устье Невы, тогда как все остальные относятся к минимальным или низким значениям.

Размах сезонных изменений преобладающих концентраций в период с мая по октябрь был небольшим – самые низкие летние значения в интервале 130-210 мкг/л наблюдались в июне, а осенние в октябре возросли до 210-330 мкг/л. Особенность колебаний в летние и осенние месяцы - различия характера их характера в северной и южной частях губы, и, соответственно, пространственного распределения. В дополнение к средним месячным значениям (Приложение, табл. 4), обобщенные данные наблюдений в мае-октябре представлены в табл. 9.

 

 

Таблица 9

Обобщённые данные наблюдений за нитратами в Невской губе

                        а) в северной части, б) в южной части в мае – октябре 2005г.

 

Категории данных		Концентрации, поверхность, N-NO3, мкг/л дно
		май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь
Интервалы преобладающих значений	а)	220-290 190-300	130-200 130-190	140-180 150-190	220-260 220-260	190-260 160-220	230-330 230-320
	б)	210-270 170-310	170-210 160-210	170-240 180-240	170-260 150-250	270-290 260-290	210-320 200-330
Низкие значения, станции	а)	140,   ст.1 170,   ст.7 170 ,  ст.15 190	84,   ст.1	110  , ст.13 (160)	89 ,   ст.9  73	100 ,  ст.13 140	110 ,  ст.13 110
	б)					220 ,  ст.17 (260)	160 ,  ст.39 (240)
Высокие значения, станции	а)				270 ,  ст.42 280 360 ,  ст.30 320 370 ,  ст.12 (220)	330 ,  ст.12 (220)	390 ,   ст.9 370
	б)	330 ,  ст.10 (240)   330 ,  ст.39 320 390 ,  ст.17 360	250 ,  ст.14 260 310 ,  ст.13 270 230 ,  ст.6 200 310 ,  ст.17	270 , ст.6 250 270 , ст.25 (210) 270 ,  ст.10 460 300,   ст.11	270 ,   ст.6 (250)	350 , ст.10 310 380,  ст.39   380 , ст.14 330	350 , ст. 6 320 350 , ст.10 330 360 , ст.16 330

 

Примечание: значения в скобках приводятся в случаях, когда концентрация у дна не соответствовала категории значения на поверхности.

 

В начале теплого периода в конце мая в губу поступал невский сток с высоким содержанием нитратов, как показывают данные в устье Б.Невы, ст.30, где концентрация 290 мкг/л на поверхности превышала наблюдавшуюся в марте (190 мкг/л), и такое же превышение отмечалось в районе у Лисьего Носа и за ним (концентрации на  поверхности ст.12 и 42 в мае составили 290 мкг/л и 240 мкг/л соответственно, тогда как в марте - 260 мкг/л и 220 мкг/л). Возрастание концентраций в этих районах может быть обусловлено более значительным влиянием весеннего паводка и берегового стока, загрязненного вследствие снеготаяния. Этот фактор в сочетании со слабой убылью нитратного азота в фотосинтезе обеспечил довольно высокие значения в мае, преимущественно в интервале 210-290 мкг/л.

Наименьшие значения в мае – 140-170 мкг/л наблюдались в районах с повышенным насыщением вод кислородом, отражающим более активный фотосинтез – в устье Б. Невки, ст.1, в северо-восточном районе на ст.7, в Северных Воротах на ст.15, причем отмечалось снижение поверхностных концентраций на транзитном разрезе от ст. 30 к ст.15 (рис.20). Но в большей степени распределение нитратов в мае отражало влияние стоков с берегов из точечных источников, обогащающих воды нитратами по мере их транзита к Воротам. С этим фактором связано возрастание концентраций в северной зоне у Лисьего Носа, ст.12, в южной зоне – у Ломоносова, ст.17 до максимума, а в Морском канале в его середине на ст.10 и ст.39 вследствие стока вод по фарватерам из южных районов.

Усиление поверхностного стока в мае отразилось в вертикальных различиях - почти в половине данных концентрации на поверхности превышали придонные, причем иногда значительно (ст.30,10, 25). Слабое развитие продукционных и деструкционных процессов в период наблюдений в мае обусловило в целом отсутствие в распределении существенных различий концентраций нитратов в северной и южной половинах губы (рис.20).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.20. Распределение концентраций нитратов в Невской губе в мае 2005 г.

 

В период минимума нитратов в июне, обусловленном низким содержанием нитратов в поступающем невском стоке (в устье Б.Невы, ст.30 и на ст.2 – 150 мкг/л), в условиях активизации фотосинтеза его влияние проявилось в низких концентрациях в интервале 130-150 мкг/л, наблюдавшихся в центральной части губы (ст.13), в районе Ворот (кроме ст.17), с минимумом в устье Б.Невки, ст.1, (рис.21а). В остальной части губы при преобладании концентраций до 200 мкг/л выделялась южная зона с наибольшими значениями 210-310 мкг/л с максимумом, как и в мае, у Ломоносова, ст.17, несмотря на самое интенсивное продуцирование кислорода в юго-западном районе. Это отражает доминирование накопления нитратов, поступающих с береговым стоком над убылью нитратного азота при потреблении в фотосинтезе.

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.21. Распределение нитратов в Невской губе в 2005 г. а) в июне, б) в июле.

 

Пространственные различия значительно увеличились в июле (рис.21б), когда при сохранении низкого уровня значений в северной половине губы (в преобладающем интервале 140-180 мкг/л), отмечается заметное их возрастание в Морском канале и в южной зоне. Повышение обусловлено интенсификацией биохимической деструкции, особенно в восточной части с самым замедленным водообменном - до 270-300 мкг/л при концентрациях в остальной части этих зон 170-240 мкг/л. Но при этом, в юго-западном районе, где во второй половине лета ассимиляция нитратного азота обычно усиливается, концентрации нитратов в июле заметно снизились по сравнению с июньскими и оказались наименьшими в южной половине губы (на поверхности ст.14,17 соответственно 170 и 220 мкг/л).

Распределение кардинально изменилось в августе, когда во всей южной части губы происходила более интенсивная ассимиляция нитратного азота -  концентрации снизились до 170-210 мкг/л. В северной половине губы концентрации возросли и составили преимущественно 240-270 мкг/л, вследствие повышения содержания нитратов в поступающем невском стоке (в устье Б.Невы концентрация была на уровне максимума в этих наблюдениях – 360 мкг/л). В результате распределение в августе с меньшими концентрациями нитратов в южной части губы, чем в северной, оказалось противоположным характерному (рис.22).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.22. Распределение нитратов в Невской губе и в мелководном районе в августе 2005 г.

 

При осеннем затухании фотосинтеза в сентябре концентрации нитратов в Морском канале и в южной зоне значительно повысились – до 270-380 мкг/л (данные на поверхности), а севернее составили 190-260 мкг/л и это распределение соответствует типичному. Характерно, что при обычных локальных максимумах (табл. 9) у Ломоносова, ст.17, наблюдалась самая низкая концентрация в южной половине губы (на поверхности 220 мкг/л), отражающая, как и в июле-августе, активизацию фотосинтеза.

В октябре, в связи с осенним увеличением объема невского стока, влияние точечных источников поступления нитратов со сточными водами с берега в распределении сгладилось, а наибольшие концентрации наблюдались в восточной части губы – 280-390 мкг/л, тогда как в западной составили (кроме ст.16 в Морском канале) 160-290 мкг/л (рис.23). При этом наблюдались характерные для условий затухания фотосинтеза и усиления поверхностного стока более высокие концентрации на поверхности, чем у дна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 23. Распределение нитратов в Невской губе и в мелководном районе в октябре 2005 г.

 

В обобщении данных (табл. 9) представляют интерес отмеченные районы относительно низких концентраций, наблюдавшихся в северной части губы, в которых более интенсивная убыль нитратов отражает повышенную продукцию фитопланктона. Наименьшие концентрации чаще всего наблюдались в центре губы на ст.13 – 100-110 мкг/л на поверхности, 100-160 мкг/л у дна, (июнь, июль, август, октябрь) - а в начале вегетационного периода (май, июнь) минимумы месячных данных отмечались в устье Б. Невки, ст.1.

Наиболее высокие концентрации, превышающие пределы преобладающих, наблюдались преимущественно в южной половине губы и чаще всего в районе с самым замедленным водообменном - на Южно-Лахтинской отмели, ст.6, (с июля по август и в октябре), а также в Морском канале, наиболее устойчиво в его районе у Стрельны, на ст.10 (май, июль, сентябрь, октябрь), реже на ст.39, куда поступают воды по фарватеру от Петергофа (май, сентябрь), и даже в начальной части, ст.25 (июль), и в Воротах, ст.16 (сентябрь). Максимальные значения в месячных выборках отмечались преимущественно в южной зоне – в начале сезона у Ломоносова, ст.17 (май, июнь), в июле у Стрельны, ст.11, в сентябре у Петергофа, ст.14 (высокая концентрация наблюдалась здесь и в июне).

В северной зоне, значения из диапазона высоких отмечались при ослаблении фотосинтеза в конце лета в районе наибольшего влияния сточных вод - у Лисьего Носа, ст.12,– максимум в августе и высокая концентрация на поверхности в сентябре, а за Лисьим Носом, ст.42 в августе. Локальное повышение концентраций на транзитном разрезе отмечалось практически постоянно, кроме августа, у входа в Корабельный фарватер, ст.9, где в сентябре и октябре значения были максимальными в съёмках (сентябрьские данные из-за большого их превышения всех остальных не включены в рассмотрение, как сомнительные).

В целом, концентрации нитратов в мае-октябре 2005 г. оцениваются как высокие в ряду данных 1999-2005 гг., поскольку среднее значение – 237 мкг/л для этого периода наблюдений ниже лишь максимального в интервале показателей 170-258 мкг/л (все значения рассчитаны для поверхности).

Аммонийный азот. Колебания концентраций аммония отличаются значительным их диапазоном в зимних наблюдениях и относительно слабыми различиями в мае-октябре (рис.24).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       

Рис.24. Сезонные изменения концентраций аммония на поверхности

Невской губы в 2005 г.

 

В зимний период самые низкие концентрации аммония – 45-70 мкг/л наблюдались в устьевой области и в центральной части транзитного разреза (ст.1,2,30 в январе, ст.1,13 в феврале, ст.30 в марте). Но при этом здесь отмечались и более высокие значения – 130 мкг/л в феврале в устье Б.Невы, 120 мкг/л на ст.1 в марте, близкие к данным в северо-восточной части, ст.7 (у входа в Елагинский фарватер), где содержание аммония было стабильным в течение всех зимних наблюдений (140-150 мкг/). Высокие концентрации наблюдались в северо-западном районе у Лисьего Носа, ст.12, и за ним, ст.42, и в южных районах у Петергофа, ст.14, и у Ломоносова, ст.17. При этом в феврале наибольшие значения (данные для поверхности) отмечались в южной зоне – 290-310 мкг/л (в северной 250 мкг/л, ст.12 и 140 мкг/л, ст.42), а в марте - в северо-западном районе, максимальные для зимних данных – 350 мкг/л на ст.12 и 390 мкг/л (на уровне ПДК) на ст.42, (в южных районах – 260 мкг/л, ст.14 и 220 мкг/л, ст.17).

В период с мая по октябрь сезонные колебания происходили преимущественно в интервале концентраций 10-90 мкг/л (за исключением экстремально высоких значений). Обобщенные данные этих наблюдений, в дополнение к средним месячным значениям, (Приложение, табл. 4), представлены в табл. 10

 

Таблица 10

 

Обобщённые данные наблюдений за аммонием в Невской губе

в мае – октябре 2005г.

 

Категории данных	Концентрации,  поверхность , N-NH4, мкг/л дно
	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь
Интервалы преобладающих значений	20 – 70 20 – 70	10 – 90 10 – 50	20 - 60 15 – 80	15 – 65 15 – 65	20 – 90 30 - 90	2 – 45 3 – 40
В том числе в юго-восточной части	52 – 63 57 – 64 Ст. 6; 10; 11	40 – 58 37 – 55 Ст. 6; 10; 11; 25	63 – 80 71 – 80 Ст. 6; 10; 11; 25	47 – 75 75 – 160 Ст. 6; 11; 25	45 - 63 42 – 47 Ст. 6; 10; 11	18 – 43 18 – 37 Ст. 6; 10; 11; 25
Высокие значения, станции	180 ,  ст.12 300 240 ,  ст.42 180	300 ,  ст.12 300	(70) , ст.30 100 120 ,  ст.1 130 ,  ст.12 150 100 ,  ст.10 100	110 , ст.12 (60) 130 , ст.30 (55) 140 ,  ст.42 160	170 ,  ст.12 140	(34) , ст.16 64 76 ,    ст.39 64 110 ,  ст.14 110

 

Примечание: данные в скобках приводятся в случаях несоответствия концентрации на поверхности или у дна категории высоких значений.

 

Графическое представление сезонных изменений (рис.24), табличные данные и карты распределения концентраций аммония в ежемесячных наблюдениях (рис. 25) отражают ход колебаний, аналогичный наблюдавшемуся для фосфора. В конце мая из-за слабого развития фотосинтеза уровень низких значений не был наименьшим, при его активизации в июне наблюдался летний минимум, а в июле при усилении биохимической деструкции - максимум. При активизации фотосинтетической деятельности в конце лета, в августе оказался сниженным уровень относительно высоких значений, а самые низкие концентрации отмечались осенью в конце октября.

Для аммония характерно специфическое пространственное распределение. В пределах интервалов преобладающих концентраций область высоких значений в летних наблюдениях формировалась в юго-восточной части губы с самым замедленным водообменном – в южной зоне на ст.6 и ст.11, в Морском канале – на ст.25 и ст.10 (рис.25б, в, г, д). В мае эти станции не выделялись на фоне общего повышенного содержания аммония и значительного влияния аммонийной нагрузки в северо-западной части губы, (рис.25а), но в летние месяцы постоянно при усилении летней аммонификации органического вещества в июле (ст.10) и у дна в августе (ст.25,6) содержание аммония даже превышало пределы преобладающих значений (табл. 10, рис.25в,г).

В северной половине губы в летние месяцы высокие значения наблюдались в устье Б.Невки, ст.1, в конце лета в устье Б.Невы, ст.30 (июль, рис.25в), а в августе и сентябре на поверхности (рис.25г, д). Но максимальные концентрации, превышающие интервалы преобладающих данных, с мая по сентябрь постоянно отмечались в  северо-западном районе у Лисьего Носа, ст.12 или за ним, ст.42. В начале лета концентрации здесь достигали уровня зимних значений - в мае 180 мкг/л и 300 мкг/л на поверхности и у дна ст.12 и соответственно 240 мкг/л и 180 мкг/л на ст.42, а в июне – 300 мкг/л на ст.12. В июле-сентябре диапазон значений в этом районе составил 130-170 мкг/л (данные представлены в табл. 10).

В сентябре интенсивная аммонификация происходила в центральной части губы, где наблюдались повышенные концентрации – 60-90 мкг/л (ст.9,10,3913), в отличие от летнего распределения. Но за этим районом в Воротах преобладали значения 20-50 мкг/л (кроме района у Ломоносова), и значительно снизились в юго-восточной части.

В октябре в соответствии с сезонным ходом аммония концентрации были минимальными в наблюдениях этого года. При этом изменился характер распределения  (рис.25е) – при самых низких значениях в северной половине губы 2-15 мкг/л, в южной части концентрации возрастали от 18-40 мкг/л в восточных районах до максимума в районе у Петродворца (ст.14,39) – 110 мкг/л и 76 мкг/л (значения на поверхности).

Общий уровень содержания аммония в мае-октябре 2005 г. был относительно низким. Среднее значение – 52 мкг/л превышает лишь минимальное значение в ряду этих показателей в 1999-2005 гг. в интервале 44-77 мкг/л.

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          д)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       е)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 25. Распределение аммония в Невской губе в 2005г. а) в мае, б) в июне, в) в июле,

г) в августе, д) в сентябре, е) в октябре.

 

Общий азот. Наблюдения за общим азотом, возобновленные после их перерыва в 2002-2004 гг., проводились в мае-октябре 2005 г. Этот показатель представляет сумму минеральных соединений азота - нитратного, аммонийного и нитритного с доминирующим вкладом нитратов и органического азота, в содержании которого существенную часть составляют соединения природного происхождения, не участвующие в азотном цикле. В связи с этим, в отличие от фосфора, при всех колебаниях органическая составляющая азота довольно велика и учет ее изменчивости необходим при анализе сезонных и пространственных различий содержания общего азота. При этом следует иметь в виду также недостаточную точность расчетных данных по органическому азоту, поскольку в них отражаются аналитические погрешности по меньшей мере трех непосредственно наблюдаемых соединений (общего азота, нитратов, аммония).

Обобщенные данные наблюдений за общим азотом и расчетные денные по концентрациям органического азота и его процентного содержания в составе общего азота представлены в табл. 11.

При всех колебаниях органический азот в период наблюдений составлял преимущественно не менее 50 % от содержания общего азота и определял направленность его сезонных и внутрисезонных изменений (рис. 26-28). Концентрации органического азота в летние месяцы (май-сентябрь) по размаху почти всех данных находились в интервале 200-700 мкг/л, составляя 45-70 % от общего содержания азота, а в периоды максимумов в июне и в августе, обусловленных активизацией фотосинтеза, достигали 800-900 мкг/л и 75-87 %. При затухании фотосинтеза в октябре интервал концентраций снизился до 100-500 мкг/л при процентном содержании в составе общего азота 20-70 %. Соответствующие концентрации общего азота составили в мае-сентябре 500-1000 мкг/л с возрастанием при максимумах в июне и в августе на поверхности до 1100 мкг/л, у дна до

1600 мкг/л (июнь), 1360 и 2000 мкг/л (август). В октябре диапазон значений снизился до 400-800 мкг/л.

Таблица 11

Обобщённые данные по концентрациям общего азота (данные наблюдений), органического азота и его процентного содержания в составе общего азота

(расчётные данные).

 

Показатель	Интервалы преобладающих значений, поверхность                                                                      дно
	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь
Общий азот,  мкг/л	550 - 840 550 - 900	500 - 910 400 - 910	550 - 860 520 - 960	650 - 960 660 - 970	500 - 880 500 - 830	430 - 620 400 - 670
Органический азот, мкг/л	260 - 510 290- 560	320 - 670 260- 770	240 - 600 250 - 670	360 - 680 340 - 730	220 - 430 240 - 430	140- 350 100 - 380
% органического азота в составе общего азота	45 - 60 55 - 70	60 - 87 45 - 85	60 - 70 50 - 70	60- 75 55 - 75	40 - 60 40 - 60	20 - 65 25 - 70

 

Изменения преобладающих в месячных данных интервалов значений, представленные в табл. 11 и на рис.26-28, отражают выраженные их колебания в летние месяцы и последовательное снижение в осенние.

 

            а)  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                       б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                       в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.26. Сезонные изменения на поверхности Невской губы в 2005 г. концентраций общего азота (а), органического азота (б), процентного содержания органического азота

в составе общего (в).

 

Главным фактором, определяющим колебания характеристик содержания и состава общего азота, являются их изменения в поступающем невском стоке, отражаемые в определенной степени данными для устьевого района Б.Невы, ст.30 (рис.26), хотя свой вклад вносят и локальные условия. Но при этом, как показывает большой разброс данных в пределах губы, значительным является также влияние различий в поступлении общего азота и его компонентов со сточными водами, интенсивности убыли и образования азотных соединений в фотосинтезе и в многоступенчатом процессе их биохимической деструкции.

В период май-июль размах колебаний концентраций общего азота был небольшим и более выраженным в уровне высоких значений (рис.26). Возрастание в июне наблюдалось лишь в нескольких районах – в баровой части (ст.1,2,6), в северной зоне (ст.7,12), у Петергофа (ст.14) за счет увеличения поступления общего азота с берега, но при этом в Воротах концентрации заметно снизились из-за убыли нитратов за счет ассимиляции фитопланктоном. В июле, вследствие уменьшения поступления азота с невским стоком, ослабления фотосинтеза и усиления биохимического окисления, снижение концентраций органического азота отмечалось почти во всей акватории губы, (за исключением юго-западного района). Это определило, соответственно и низкий уровень содержания общего азота, наименьший для летнего периода,

В августе максимум в летних колебаниях концентраций общего и органического азота, обусловленный возрастанием концентраций в невском стоке (см. данные для ст.30, рис.26) и более интенсивным развитием фитопланктона в губе, выражен в уровне значений всех данных (табл. 11 , рис.26).

Последующее снижение концентраций в сентябре, связанное с затуханием фотосинтеза, было также преобладающим в губе и нарушалось лишь локальным  возрастанием значений в районе наибольшего влияния сточных вод  - у Лисьего Носа, ст.12 и в Корабельном фарватере, ст.9. Дальнейшее снижение содержания азота в октябре, вызванное усилением минерализации органического азота, наблюдалось также на большей части губы, кроме Ворот губы, ст.15,16,17, у Петергофа, ст.14, и соответствующего района Морского канала, ст.39, и в канале у Золотых Ворот, ст.25), где отмечены высокие концентрации, за пределом преобладающих данных. Полный размах сезонных колебаний концентраций общего азота на поверхности по данным для августа (максимум) и сентября (минимум) составляет по средним (медианным) значениям 220 мкг/л, органического азота -190 мкг/л.

Пространственное распределение органического и общего азота в Невской губе различалось в зависимости от факторов, определяющих состояние азотных условий в губе и в поступающем невском стоке. Но при этом практически постоянно на продольных разрезах в виде локальных максимумов отражалось поступление азота со сточными водами из точечных источников (рис.27).

В категории наибольших концентраций самые высокие на поверхности – 1050-1120 мкг/л (июнь, август) с долей органического азота не ниже 70 % и максимальной для всех данных этого года - 87 % отмечались в устье Б.Невки, ст.1, где локальные максимумы формировались и в остальные летние месяцы. Но влияние их было ограничено данным районом и не вызывало прироста содержания азота в водах северной зоны. (рис.27а-г). Влияние другого района максимальных концентраций – у Лисьего Носа, ст.12, было значительно больше. Локальные максимумы здесь наблюдались постоянно вплоть до октября (рис.27а-д), а самые высокие концентрации общего азота отмечены в мае-июне - 1050-1070 мкг/л на поверхности, около 1600 мкг/л (июнь) у дна. Особенность этого района в том, что здесь же с мая по сентябрь постоянно наблюдались максимумы аммония, а в некоторых случаях и нитратов. Поэтому, в отличие от других районов, несмотря на высокие концентрации органического азота, его доля в составе общего на поверхности здесь была относительно низкой (43-55% и 60% в июле).

Локальные максимумы отмечались часто в Морском канале у Петергофа, ст.39, (800-860 мкг/л в летние месяцы и 700 мкг/л в октябре) с высокой долей органической составляющей (65-85 %), хотя в южной зоне район у Петергофа, ст.14, не выделялся (рис.27в-е). Такая же ситуация характерна для района Морского канала у Стрельны, ст.10, где отмечались максимальные для канала концентрации общего азота в мае и в июне (около 900 мкг/л), также с высоким содержанием органического азота (на поверхности 55-75 %), выше, чем непосредственно в районе у Стрельны, ст.11.

В распределении концентраций общего азота на транзитном разрезе выделяется их возрастание, формирующее максимумы на ст.13 (район бывшей свалки грунта), (рис. 27б, д) с высокой доле органического азота - на поверхности преимущественно 75-85 %, в том числе даже в осенние месяцы. Расположение источников поступления азота предопределило наибольший его прирост в губе на поперечном разрезе Лисий Нос – Петергоф (ст.12-ст.14), а в мае и у Стрельны (рис.27). В районе Ворот концентрации преимущественно снижались. Для оценки характера изменения содержания азота по мере транзита вод от устьевого разреза к району Ворот особое значение имеют высокие концентрации в устье Б.Невы, ст.30. В июне концентрация здесь на поверхности более 1000 мкг/л, имела локальное значение, но в августе (около 900 мкг/л) оказала влияние на высокое содержание азота у дна входного разреза - ст.2 (более 1000 мкг/л), ст.25 – (1360 мкг/л) и ст.6 – (2000 мкг/л - максимум данных 2005 г.) при доле органического азота 73-80 %.

Итоговые эффекты обогащения вод азотом по мере их транзита можно оценить сравнением концентраций на входе в губу и в её замыкающей части. Принципиальное значение имеют при этом тенденции распределения на транзитном разрезе (ст.30-ст.15), отражающие взаимодействие с потоками в остальной части губы. Более высокие концентрации общего азота в Воротах, чем во входной части продольных разрезов, (но не всегда наибольшие), отмечались при слабой активности фотосинтеза в мае и в июле и при его затухании в октябре (рис. 27а, в, е). При этом на транзитном разрезе преобладала тенденция последовательного возрастания концентраций на поверхности от устья Б.Невы, ст.30, к Воротам, ст.15.

В июне и в августе, когда в губу поступал невский сток с высоким и даже максимальным содержанием общего азота, влияние фотосинтеза, более активного в районе Ворот и в юго-западном районе, обусловило снижение концентраций общего азота на выходе из губы, связанное с убылью нитратного азота, ассимилируемого фитопланктоном (рис.27б, д). (В августе на транзитном разрезе это не отмечалось из-за явно завышенного значения на поверхности ст.15). Аналогичное распределение наблюдалось в сентябре (рис.27е).

 

      а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание к рис.27в): Значение концентрации органического азота на ст. 25 меньше нижнего предела шкалы - 140 мкг/л.

 

 г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание к рис.27д): Значение органического азота на ст. 16 меньше нижнего предела шкалы - 165 мкг/л.

е)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.27. Распределение общего и органического азота на поверхности Невской губы и мелководного района в наблюдениях 2005 г.

 

Вклад органической составляющей в обогащение вод губы азотом является определяющим, как показывает процентное содержание органического азота при локальных максимумах общего азота. Лишь в районе у Лисьего Носа, ст.12, вклад прироста содержания органического азота сопоставим с суммой минеральных соединений. Роль органического азота в обогащении азотом вод губы можно приближенно оценить на основе пространственных различий его процентного содержания в составе общего. Распределение отражает возрастание доли органического азота в западной части губы по сравнению с восточной в летние месяцы (июнь, июль) и особенно в октябре (рис. 28а, б, в). Частично это наблюдалось в мае (на транзитном разрезе и в Морском канале, рис.28г) и в сентябре (в северной и южной зонах, рис.28д), и лишь в августе преобладало снижение доли органического азота в западной части губы по отношению к восточной. Отклонения от этой тенденции отмечались также в Южных Воротах в районе у Ломоносова, ст.17 (самая низкая доля органического азота отмечалась также в мае и в июне), и на ст.16 Морского канала – в осенний период (сентябрь, октябрь). Но в целом, по данным наблюдений этого года можно сделать вывод о доминировании тенденции обогащения вод губы азотом, главным образом, за счет поступления органического азота с береговыми сточными водами.

 

 

 

          а)

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 б)

         б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         д)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        е)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.28. Распределение процентного содержания органического азота в составе общего на поверхности и у дна Невской губы в наблюдениях 2005 г.

 

 

Нитриты. Содержание нитритного азота, индикатора загрязнения вод органическим веществом и интенсивности его биохимического окисления, в зимний период было преимущественно низким и не превышало большинства данных на этих станциях в наблюдениях в мае-октябре. Самые низкие концентрации – не более 1 мкг/л наблюдались на устьевых станциях (1,2,30), в северо-восточном районе (ст.7), в центральной части (ст.13). В северо-западном районе у Лисьего Носа(ст.12,42) в марте наблюдались наибольшие (за исключением экстремальных) значения - 7-11 мкг/л, , а в южной зоне (ст.14,17) – 4-6 мкг/л. Но при этом в феврале дважды были зафиксированы чрезвычайно высокие значения, многократно превышающие все остальные данные - у Петергофа (ст.14) - 64 мкг/л на поверхности и 70 мкг/л у дна, и в устье Б.Невы на поверхности 47 мкг/л, тогда как у дна -2 мкг/л. Эти «выбросы», превышающие ПДК более, чем в 2 раза (ст.30, поверхность) и в 3-3,3 раза (ст.14), обусловлены ледовыми условиями, затрудняющими вертикальное и горизонтальное перемешивание и способствующими локальным застойным ситуациям. Об этом свидетельствует различие концентраций нитритов на поверхности и у дна ст.30, в соответствии с которым значение на поверхности не может рассматриваться, как адекватно отражающее состояние условий.

Анализ ежемесячных данных наблюдений с мая по октябрь показал различия их диапазонов в северной половине губы (северная зона и транзитный разрез) и в южной (южная зона и Морской канал). В соответствии с этой особенностью данные были обобщены в табл.    в дополнение к средним месячным оценкам (Приложение, табл.4).

Таблица 12

    Обобщённые данные наблюдений за нитритами в Невской губе

а) в северной части, б) в южной части в мае – октябре 2005г.

 

 

Категории данных		Концентрации,  поверхность , N-NO2, мкг/л дно
		май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь
Интервалы преобладающих значений	а)	0,2 – 1,8 0,3 – 3,2	0,9 – 2,6 0,7 – 1,6	2,5 - 6 2,4 – 9,6	1,6 – 3,6 1,6 – 3,7	0,6 – 1,8 0,7 - 3	0,1 – 1 0,1 – 1,2
	б)	1,6 – 7,0 1,6 – 8,4	1 – 1,4 1 - 2	9 – 17 12 - 17	3,7 – 5,4 4 - 6	3,5 - 9 3,7 – 9,6	2,2 - 7,4 2,2 – 7,2
Высокие значения, станции	а)	10 ,    ст.42 11 10 ,    ст.12 25	13 ,   ст.12 12	9,6 ,   ст.42 14 35 ,    ст.12 32	14 ,    ст.13 (3) 19 ,    ст.12 10 14 ,    ст.42 24	45 ,   ст.12 32 21 ,   ст.9 25 12 ,   ст.42 (2)	12 ,  ст.15 12
	б)		4    ,  ст.14 7,4 13 ,   ст.17 8,5			(6,3) , ст.39 11 12  ,   ст.10 18	17 ,  ст.14 18

 

Примечания: 1)значения в скобках приводятся при несоответствии концентрации на поверхности или у дна категории высоких значений;2) выделенные значения превышают ПДК.

 

 

 

По обобщенным данным преобладающие концентрации в южной половине губы были постоянно выше, чем в северной и, обычно (за исключением июня при их минимуме) даже не перекрывались. Повышенное содержание нитритов в части губы южнее транзитного разреза связано с более интенсивным накоплением органического вещества и большей степенью его биохимического окисления, вследствие замедленного водообмена по сравнению с северной половиной губы с большей проточностью вод.

На транзитном разрезе и севернее преобладали концентрации в интервале 0,1-4 мкг/л и лишь при максимуме в июле - 2,5-6 мкг/л на поверхности и до 10 мкг/л у дна. В южной половине губы диапазон преобладающих концентраций составил 1-10 мкг/л, а при максимуме в июле 9-17 мкг/л на поверхности и 12-17 мкг/л у дна (на графиках сезонного хода, рис.29, этот диапазон представлен областью значений между медианными и верхнеквартильными характеристиками, а в периоды максимумов в июле и в сентябре даже выше).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

              Рис. 29. Сезонные изменения концентраций нитритов на поверхности (а)

              и у дна (б) Невской губы в 2005 г.

 

Характерная для нитритов особенность заключается в том, что при более низком уровне преобладающих концентраций максимумы в ежемесячных данных формируются, как правило, в северной части и практически постоянно (за исключением октября) в районе у Лисьего Носа, ст.12, с наибольшим влиянием сточных вод. За Лисьим Носом, ст.42, концентрации также почти всегда превышали значения, преобладающие в губе, в том числе в южной её части, а в августе у дна отмечался максимум (табл. 12). Это относится и к нескольким другим значениям из категории высоких (ст.9 в сентябре, ст.13 в июле). В жной половине губы наибольшие концентрации, наблюдавшиеся у Ломоносова, ст.17, у Петергофа, ст.14 или в соответствующем районе Морского канала, ст.39, были ниже (лишь в октябре концентрация на ст.14 была максимальной в губе). Эти особенности распределения нитритов, как и сезонные колебания их содержания, представляют карты (рис. 30).

Изменения концентраций, преобладающих в ежемесячных данных, в целом соответствовали сезонному ходу нитритов. После низких значений в мае, таких же, как

зимние в марте, и последующего июньского минимума, в конце июля наблюдался, как обычно, пик нитрификации с возрастанием до максимума всех статистических характеристик. Особенность условий – в гораздо большем повышении концентраций в южной части губы, чем в северной (табл. 12), отражающем интенсификацию этого процесса в зоне замедленного водообмена. Диапазон преобладающих концентраций здесь втрое превышал данные в северной половине губы.

В августе в связи с окончанием вспышки нитрификации четко выражено снижение концентраций, продолжающееся на поверхности северной части губы и в сентябре. Но в южной части концентрации вновь повысились, особенно у дна Морского канала (ст.25,10,39), где из-за большей глубины накопление органического вещества, образованного при отмирании фитопланктона после его вспышки в августе, было интенсивнее. В северной части губы этот эффект отмечен в Корабельном фарватере, ст.9, а также в районе у Лисьего Носа, ст.12, где наблюдались максимальные в году значения, выше ПДК (табл. 12, рис.30д). Этот ход изменений отражается линией высоких (верхнеквартильных) значений (рис.29а, б).

При последующем осеннем уменьшении интенсивности биохимического окисления органического вещества в северной части губы преобладали наименьшие в году концентрации, не превышающие 1 мкг/л. Такие же значения отмечались на входе в южной части (ст.6,25), но далее на фоне более высоких концентраций наибольшие из них наблюдались в юго-западном районе у Петергофа, (ст.39, 14), где зафиксирован единственный случай максимума в губе в этой её части (ст.14). В районе у Лисьего Носа (ст.12, 42) в октябре концентрации были из числа наименьших, а область высокого содержания нитритов в северной зоне, вероятно, вследствие гидрологических условий, была сдвинута в район Ворот, ст.15 (рис.30е).

В категории высоких и максимальных концентраций в мае-октябре 8 значений превышали ПДК (20 мкг/л), все в северной части губы и преимущественно в районе у Лисьего Носа - пять на ст.12 и одно у дна ст.42 в общем диапазоне 24-45 мкг/л. Как и встречаемость здесь концентраций за пределами преобладающих, это отражает наибольшее влияние загрязнения этого района. Лишь однажды превышение ПДК наблюдалось в Корабельном фарватере, ст. 9 (сентябрь, 21 и 25 мкг/л соответственно на поверхности и у дна). С включением трех зимних случаев общее количество значений более ПДК – 11.

Уровень содержания нитритов в 2005 г. является относительно низким в ряду наблюдений 1999-2005 гг. Среднее значение для данных в мае-октябре на поверхности - около 7 мкг/л при преобладающем интервале этих показателей в данном ряду 6,3-7,6 мкг/л и наибольших - 10 мкг/л (2003 г.) и 16 мкг/л (2000 г.). Средняя концентрация у дна является самой низкой – около 5 мкг/л среди преобладающих значений этого показателя 5-5,9 мкг/л, наибольших - 8,9 мкг/л (2003 г.) и 11,7 мкг/л (2004 г). Но по количеству данных, превышающих ПДК в мае-октябре (8), положение этого года – среднее в ряду этих лет (эти количества составляют 3 в 1999 г., по 5 в 2000 и 2001 гг., по 13 в 2002 и 2003 гг., 24 – 2004 г.). Сравнение зимних данных не проводится из-за малого их количества, различающегося по составу.

 

 

 

 

 

     а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание к рис. 30 а): на ст.7,30,25 концентрации менее 0,5 мкг/л (ниже чувствительности данного масштаба.)

 

    б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание к рис.30 б): на ст.42, 13 концентрации менее 0,5 мкг/л (ниже чувствительности данного масштаба.)

         в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание к рис.30 е): на ст.1,2,7,9,30,25 - концентрации менее 0,5 мкг/л (ниже чувствительности данного масштаба).

Рис.30. Распределение концентраций нитритов на поверхности и у дна Невской губы и мелководного района в наблюдениях 2005 г.

 

Заключение.

Состояние гидрохимических условий в Невской губе характеризуется следующими особенностями.

Органическая нагрузка по данным БПК₅ в период май-октябрь была низкой – среднее значение на поверхности относится к самым низким (1,83 мг/л) в ряду этих показателей 1999-2005 гг. 1,83-2,03 мг/л, при относительно малом количестве данных выше ПДК (30 - 29% от общего числа в ряду этих значений 27-46 %). Но при этом зимний уровень значений БПК₅, как обычно, более высокий вследствие большой антропогенной нагрузки и низкой скорости биохимического окисления органического вещества в условиях низкой температуры воды, был наибольшим в многолетних данных (средний показатель – около 3 мг/л при превышении ПДК почти во всех наблюдениях).

Другой показатель загрязнения вод нестойким органическим веществом и интенсивности его биохимической деструкции – содержание нитритов в зимний период было относительно низким, не превышающим большинства данных в мае-октябре в этих районах. Но при этом дважды были зафиксированы чрезвычайно высокие значения, многократно превышающие все остальные данные и ПДК, (у Петергофа 64 мкг/л на поверхности и 70 мкг/л у дна, и в устье Б.Невы 47 мкг/л на поверхности), что связано с ледовыми условиями, способствующими локальным застойным ситуациям. Уровень концентраций нитритов был относительно низким и в мае-октябре (средний показатель на поверхности – около 7 мкг/л в ряду значений 6,3- 16 мкг/л в 1999-2005 гг., а у дна – самый низкий - 5 мкг/л в ряду 5-12 мкг/л). Но по количеству данных, выше ПДК -8 из 132 положение является средним в этом ряду (от 3 до 13 в большинстве лет и 24 наибольшее).

Содержание фосфора в зимних условиях характеризуется большим разбросом данных и пространственных различий в разные месяцы. При этом преобладал средний уровень значений относительно многолетних данных в 1999-2005 гг., но наибольшие концентрации у Стрельны и в устье Б.Невы были максимальными в этом ряду. В мае-октябре 2005 г. содержание общего фосфора по среднему значению для этого периода – 13 мкг/л относится к самым низким в ряду этих показателей с 1999 г. (13-36 мкг/л). Но при этом уровень концентраций минерального фосфора в течение вегетационного периода май-сентябрь (среднее значение 8,8 мкг/л) соответствует середине диапазона показателей 4,6 -17 мкг/л (данные для поверхности). Различия отражают повышенный уровень концентраций минерального фосфора относительно содержания в составе общего фосфора, которое только в июне было низким, характерным для условий активного фотосинтеза, а в остальное время преимущественно составляло 70-90 %. Это показывает преобладание слабой убыли минерального фосфора за счет ассимиляции фитопланктоном и доминирование биохимической деструкции в летний период 2005 г.

Наибольшие концентрации нитратов из наблюдавшихся в зимние месяцы были максимальными в рядах многолетних данных 1999-2005 гг. в южных районах у Стрельны и у Петергофа, а также у Лисьего Носа и высокими в устье Б.Невы, но остальные относятся к низким или даже минимальным. Концентрации в мае-октябре оцениваются как относительно высокие в этом ряду – средний показатель 237 мкг/л ниже лишь наибольшего в интервале его значений для этих лет 170-260 мкг/л.

Концентрации аммония в зимних наблюдениях, как обычно, были наибольшими в южных и северо-западном районах, но максимальный для зимних данных уровень значений, близкий к ПДК, отмечен у Лисьего Носа. В мае-октябре содержание аммония было относительно низким – среднее значение – 52 мкг/л превышает лишь минимальное в ряду этих показателей в 1999-2005 гг., составляющих 44-77 мкг/л.

Содержание кремния в период май-октябрь является довольно высоким на фоне ряда данных с 1999 г. – среднее значение 173 мкг/л находится на уровне значений последних лет (в 2002 и 2003 гг. этот показатель составлял соответственно 187 мкг/л и 195 мкг/л, в остальные годы - 93-135 мкг/л).

Щелочность вод Невской губы в зимних наблюдениях на уровне, близком к максимуму в многолетних данных, в период май-октябрь является самой низкой в ряду наблюдений 1999-2005гг. (интервал средних значений ряда составляет 0,51-0,6 мг–экв/л).

Содержание кислорода в ледовых условиях было высоким в устьевых районах, в северной и центральной частях губы и относительно низким только в одном наблюдении в районе за Лисьим Носом (ст.42). Но в южных районах показатели снижались в течение зимы до наименьших в марте с минимумом у Стрельны (концентрация 7,1 мл/л, насыщение 69% - менее ПДК). Эти значения являются самыми низкими в многолетних данных с 1985 г. для этого района, хотя и выше минимума для Невской губы в целом. В сезонном ходе кислорода при его минимуме в июле наблюдались относительно низкие концентрации по отношению к многолетним данным, наименьшие (5,8-6,1 мл/л), как обычно, в Морском канале и в южной зоне (за исключением района у Петергофа, где отмечены показатели из числа наибольших в это время).

Колебания всех гидрохимических показателей соответствовали свойственному каждому из них сезонному ходу. В изменениях насыщения вод кислородом выражены максимумы в июне и августе, отражающие вспышки фитопланктона, хотя зоны с высокой перенасыщенностью -109-114 % были ограничены западной частью Морского канала и южной зоны (июнь) и 106-109 % (август) – в юго-западном районе и в Северных Воротах. С этим фактором связаны сезонные колебания практически всех показателей – значений pH (максимумы), щелочности (снижение при максимумах pH), минимумы концентраций биогенных элементов - фосфора, нитратов, аммония, нитритов, максимумы общего азота, органического азота и его процентного содержания в составе общего. Только в специфическом сезонном ходе кремния вспышка диатомовых обусловила минимум в мае.

Для каждого из биогенных элементов наблюдалась изменчивость  пространственного распределения, определяемая доминирующими процессами - активизацией фотосинтеза или биохимической деструкции органического вещества, усилением влияния берегового стока. Весеннее и осеннее возрастание притока береговых вод проявилось в часто встречающихся в мае и в октябре более высоких концентрациями на поверхности, чем у дна. Для майского распределения в условиях слабого развития фотосинтеза для фосфора и нитратов были характерны повышенные концентрации в устье Б.Невы и во входной области в губу, а также к северу и к югу от транзитного разреза. При этом выделялись локальные максимумы для всех биогенных соединений в северной части у Лисьего Носа, ст.12 и за ним, ст.42, для фосфора в юго-восточном районе у Стрельны, ст.11 (весенний паводок р.Стрелка), и в Южной Лахтинской отмели, ст.6, для нитратов в Морском канале у Стрельны ст.10, и у Петергофа, ст.39, вследствие поступления стоков по фарватерам из южных районов, и у Ломоносова, ст.17.

В распределении фосфора проявляется обогащение им вод по мере их транзита за счет поступления из береговых источников. В июне вспышка фитопланктона нивелировала этот эффект для минерального фосфора (на фоне преобладания низких концентраций выделялись лишь локальные максимумы у Лисьего Носа и у Ломоносова), но главная тенденция распределения отразилась в более высоком содержании общего фосфора в западной половине губы. В июле наряду с этим проявилось доминирование биохимической деструкции, более интенсивной у дна, обусловившей значительное превышение придонными концентрациями поверхностных. В распределении минерального фосфора в августе выделяются районы минимальных значений с наибольшей активностью фотосинтеза (центральный разрез, северо-восточный и юго-западный районы), а в сентябре наблюдалось их сокращение. При этом постоянно выражены локальные максимумы фосфора – в южной половине губы чаще в Морском канале у Петергофа (ст.39), в северной части – практически всегда у Лисьего Носа (ст.12) или за ним, ст.42. Кроме отмеченных выше районов в мае и в июне (ст.11, 17),  максимумы в осенние месяцы наблюдались у Петергофа, ст.14, и в Морском канале у Стрельны, ст.10. Выделяется также высокое содержание фосфора в устье Б.Невы, (ст.30), в феврале и в мае максимальное в этих наблюдениях, а также в июле (у дна) и в июне для фосфатов на поверхности.

В распределении нитратов характерны более высокие концентрации в южной половине губы, чем в части севернее Морского канала. Наибольшие различия отмечались при усилении роли биохимической деструкции (июль, сентябрь) и при вспышке фитопланктона в июне из-за более интенсивной ассимиляции нитратного азота в северной части. Но в августе распределение кардинально изменилось в связи с большей убылью нитратов в фотосинтезе в южной половине губы. Это определило более низкие концентрации здесь, чем в северной части, где концентрации повышались. Специфическое распределение наблюдалось и в октябре, когда вследствие увеличения невского стока концентрации нитратов в восточной половине губы были выше, чем в западной. Районы наиболее высоких концентраций, за пределами преобладающих, наблюдались преимущественно в южной половине губы, но отличались от характерных для фосфора. Самый устойчивый из них - Морской канал, но не у Петергофа, как для фосфора, а у Стрельны, ст.10, а также Южная Лахтинская отмель, ст.6, в мае - июне у Ломоносова, ст.17, у Петергофа, ст.14 (июнь, сентябрь). В отличие от фосфора в северной части у Лисьего Носа максимумы нитратов встречались реже (в августе и в сентябре).

Для распределения нитритов также характерны преобладающие значения, более высокие в южной половине губы, чем в северной для всех месячных данных, что обусловлено более интенсивным накоплением органического вещества и большей степенью его биохимического окисления вследствие замедленного водообмена. Но при  этом все максимумы нитритов в ежемесячных данных наблюдались в северной части, практически постоянно у Лисьего Носа и за ним (ст.12,42), в том числе все данные, превышающие ПДК.

Такой же характер пространственных различий наблюдался для аммония. Область высоких концентраций в летних наблюдениях постоянно формировалась в юго-восточном районе с самым замедленным водообменом (ст.6,10,11,25). Но все максимально высокие концентрации с мая по сентябрь постоянно отмечались в северо-западном районе у Лисьего Носа, ст. 12 или за ним, ст.42. Лишь в октябре максимум наблюдался в южной зоне у Петергофа, ст.14.

В пространственных различиях содержания органического вещества по данным БПК₅ высокие, превышающие ПДК значения, чаще наблюдались в Воротах губы (ст.42, 15, 16, 17), у Петергофа, ст.14, и в устье Б.Невки, ст.1 - в районах наибольшего развития фотосинтеза, а также в июле-октябре в устье Б.Невы, ст.30 и во входной части Морского канала, ст.25, по-видимому под влиянием стоков. В вертикальном распределении отразилось влияние наибольшего притока органического вещества в придонный слой в августе и, особенно в сентябре, когда средний показатель у дна был выше, чем на поверхности, в отличие от характерных более низких значений, вследствие интенсивной биохимической деструкции.

После возобновления наблюдений за общим азотом впервые был проведен анализ сезонных изменений и пространственного распределения не только содержания, но и состава общего азота. Органическая часть преимущественно доминировала в содержании  общего азота и определяла направленность его сезонных изменений, в которых максимумы наблюдались при активизации фотосинтеза в июне и в августе, когда её доля достигала 75-85 %. В пространственном распределении, различающемся в зависимости от факторов, определяющих состояние азотных условий в губе, выделяются локальные максимумы, отражающие поступление органического азота с береговыми сточными водами (в устье Б.Невки, ст.1, у Лисьего Носа, ст.12, у Петергофа в южной зоне, ст.14 и в Морском канале, ст.39, также и у Стрельны,ст.11, ст.10). Наибольшее поступление органического азота наблюдалось на разрезе Лисий Нос – Петергоф. Анализ показал, что в замыкающей части губы происходит преимущественно возрастание концентраций общего азота по сравнению с его поступлением, и определяющим фактором является повышение содержания органического азота. Это показывает преобладание более высокого процентного содержания органического азота в составе общего в западной половине губы по сравнению с восточной.

В целом по состоянию и по уровню показателей в ряду наблюдений 1999-2005 гг.  гидрохимические условия в открытой части Невской губы в 2005 г. можно оценить, как достаточно удовлетворительные.

 

МОРСКОЙ ТОРГОВЫЙ ПОРТ (МТП)

Гидрохимические показатели

В течение 2005 г. воды порта по солености отличались от открытой части губы преобладанием несколько повышенных значений - 0,08–0,12 ‰. Это отразилось на показателе, непосредственно связанном с соленостью, - щелочности, повышенной по сравнению с данными в устье Б.Невы, ст.30. Однако при этом характер сезонных колебаний сохранился (рис. 31).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Рис. 31. Щелочность на поверхности Морского Торгового порта (ст.5)

       и в устье Б.Невы (ст.30) в 2005 г.

 

Для содержания кислорода также характерно сохранение сезонного хода, но при этом отклонения значений в водах порта выходили за пределы разброса данных в открытой части губы. Концентрации кислорода, в зимние месяцы не отличающиеся от данных в устьевой области, в мае-июне были на уровне минимальных значений в губе, но далее ниже их с наибольшими различиями при сезонном минимуме в июле (наименьшее значение в губе составило 5,9 мл/л, а концентрация в порту - 5,1мл/л, рис. 32а).

Насыщение кислорода, также преимущественно ниже минимального в губе, наибольшее в марте-апреле - 98%, в летние месяцы было низким – менее 90 %, и лишь в июне составило 97% (единственный случай превышения минимума в губе, рис.32б). Ни в одном из наблюдений не отмечалось перенасыщения, что свидетельствует о практическом отсутствии вклада продуцирования кислорода в фотосинтезе.

Обычное для вод порта летнее ухудшение кислородных условий обусловлено затратами кислорода на биохимическое окисление органической нагрузки, возрастающей в навигационный период. С этой причиной связано повышение концентраций нитритов от значений около 3 мкг/л в июне до экстремально высоких величин - 68 мкг/л на поверхности и 63 мкг/л у дна при пике нитрификации в июле. Эти значения более чем в 3 раза превышают ПДК и соответствующие максимумы в открытой части губы. Значения, в 1,5-2 раза выше ПДК - в интервале 30-40 мкг/л (на уровне наибольших в открытой части Невской губы) наблюдались в водах порта и далее в августе-сентябре с последующим снижением до 4-6 мкг/л в октябре.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Рис. 32. Содержание кислорода на поверхности

       Морского Торгового порта (ст.5) и в устье Б.Невы (ст.30) в 2005 г.

 

 

 

Среди биогенных соединений самое большое повышение содержания в водах порта по отношению к данным в открытой части Невской губы отмечалось для кремния (рис.33). Все концентрации в период май-октябрь превышали данные не только в устье Невы, но и максимальные значения в губе. Это важно для интерпретации аналогичных эффектов для других биогенных элементов, не всегда обусловленных исключительно антропогенным влиянием. В данном случае причина повышения содержания кремния, по-видимому, связана с практическим отсутствием его убыли за счет фотосинтеза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

               Рис.32. Содержание кремния на поверхности

               Морского Торгового порта (ст.5) и в устье Б.Невы (ст.30) в 2005 г.

 

В отличие от кремния содержание фосфора в водах порта преимущественно было не больше, чем в открытой части губы. Концентрации фосфора, зимой не отличающиеся от данных в устье Невы (рис. 33), в мае-октябре в интервале 10-20 мкг/л (фосфаты) и 15-35 мкг/л (общий фосфор) превышали их, но при этом соответствовали уровню высоких значений в открытой части губы. Лишь однажды – в мае эпизодический максимум, вызванный стоком загрязненных вод, превысил наибольшие концентрации в губе. При этом максимум в июле, отсутствующий в данных ст.30, был четко выражен в сезонных колебаниях минерального и общего фосфора в открытой части губы (рис.10). Повышение содержания фосфора в водах порта, наряду с влиянием загрязнения, обусловлено также более слабой убылью фосфатов за счет их потребления фитопланктоном. Характерно, что в сезонных колебаниях фосфатов и общего фосфора выражены обусловленные активизацией фотосинтеза, минимумы в июне и в августе, когда концентрации на поверхности были такими же низкими, как в устье Невы (соответственно менее 2 и 4 мкг/л фосфатов, 7 и 6 мкг/л общего фосфора).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

               Рис.33. Содержание фосфора на поверхности

               Морского Торгового порта (ст.5) и в устье Б.Невы (ст.30) в 2005 г

 

В колебаниях концентраций нитратов на фоне пониженных летних значений отмечалось отклонение от сезонного хода в июле, когда концентрация 400 мкг/л превышала максимальные из наблюдавшихся в это время в губе, как и значение 420 мкг/л в октябре, рис 34. Но остальные данные в интервале 200-360 мкг/л при соблюдении характера сезонных колебаний, не выходят за пределы их разброса в открытой части губы, хотя и относятся к высоким значениям. Превышающие их данные, отмеченные выше, вызваны прямым влиянием стоков, более значительным для нитратов, чем для фосфора, как показывает соотношение концентраций в водах порта и в устье Невы.

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.34. Содержание нитратов на поверхности

       Морского Торгового порта (ст.5) и в устье Б.Невы (ст.30) в 2005 г

 

Высокая аммонийная нагрузка, характерная для акватории порта, отражена в концентрациях аммония в интервале 70-200 мкг/л, более чем в 2 раза превышающие значения в устье Невы (рис. 35). В ряду ежемесячных данных концентрации в водах порта уступают лишь экстремально высоким значениям, отмеченным у Лисьего Носа (табл.    ). При этом сохранялся сезонный ход с единственным отклонением в виде максимума в мае, скорее всего вследствие влияния берегового стока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 35. Содержание аммония на поверхности

            Морского Торгового порта (ст.5) и в устье Б.Невы (ст.30) в 2005 г.

 

Концентрации общего азота в водах порта, преимущественно в диапазоне 900-1200 мкг/л, превышали соответствующие данные в устьевой области (из 14 проб в десяти). При этом превышение обусловлено, главным образом, минеральной составляющей, поскольку доля органического азота в большинстве данных для порта ниже - 35-50 %, тогда как в устье Невы этот показатель в интервале 45-67 % на поверхности и 57-67 % у дна. При этом, как показывают данные по нитратному и аммонийному азоту, главный вклад дает антропогенное загрязнение.

На фоне преобладания одинакового характера сезонных колебаний показателей в водах порта и в открытой части губы выделяется их различие для значений pH на поверхности (рис. 36), обусловленное влиянием сточных вод и более значительным вкладом биохимической деструкции, чем фотосинтеза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 36. Значения pH на поверхности Морского Торгового порта (ст.5)

и в устье Б.Невы (ст.30) в 2005 г.

 

Низкие значения pH – около 7,4 в мае и в августе и 7,3 в октябре – ниже минимумов в месячных данных в открытой части губы, что отражает более интенсивное накопление продукта биохимической деструкции - углекислого газа в водах порта.

Заключение.

 

Колебания большинства показателей в водах порта соответствовали характерному для открытой части губы сезонному ходу. При сравнении с состоянием вод в устье Б.Невы, ст.30, концентрации соединений биогенных элементов были несколько выше, на уровне высоких значений в открытой части, но в большинстве данных в пределах их разброса. Наибольшие различия наблюдались для содержания кислорода, более низкого, кремния, аммония, а в летний период для нитритов. Главная причина различий связана с антропогенным влиянием, но дает свой вклад слабое развитие фотосинтеза, что иллюстрируют более высокие концентрации кремния, и относительно больший вклад процессов биохимической деструкции, выраженный в колебаниях pH.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРОРТНЫЕ РАЙОНЫ

Гидрохимические показатели

 

В курортных районах Невской губы количественные характеристики показателей и их сезонные колебания отличались от преобладающих в открытой части, при существенных особенностях гидрохимических условий в каждом из них, наибольших в период с мая по октябрь.

Зимние наблюдения проводились во всех районах в январе, у Ломоносова, ст.17а,  также в феврале и в марте, в северном районе в марте. Соленость при этом составила 0,07-0,08 ‰ с некоторым повышением в интервале 0,08-0,1 ‰ на ст.17а.

В период с мая по октябрь в северном районе соленость была такой же, как преобладающая в Невской губе – 0,07 ‰ и лишь в мае несколько выше - 0,08 ‰. У южного берега наблюдалась преимущественно более высокая соленость - у Стрельны, ст.11а - 0,09 ‰ (в мае 0,08 ‰, и в октябре – 0,11 ‰), у Петергофа , ст.14а – 0,08 ‰ (в мае – 0,07 ‰, в августе – 0,09 ‰), у Ломоносова, ст.17а – снижение значений от 09 ‰ до 0,07 ‰ с мая по июль, с подтоком солоноватых вод в августе – 0,17 ‰, но с низкими значениям 0,07 ‰ в осенние месяцы.

Кислородные условия. В ледовых условиях по данным для января самая низкая концентрация кислорода отмечалась на ст.12а у Лисьего Носа - 5,3 мл/л (насыщение около 50 %), 7,4 мл/л у Петергофа, ст.14а и довольно высокие значения – 8,9 мл/л на южных пляжных станциях 11а и 17а. В марте соотношения резко изменились, т.к. наибольшие и высокие показатели - 9,2 мл/л, 89 % насыщения, наблюдались на севере, ст.12а, а низкие – 7,5 мл/л, 72 % - на юге у Ломоносова, ст.17а.

В теплый период на всех курортных станциях наблюдалось высокое содержание кислорода, которое обеспечивалось его интенсивным продуцированием в фотосинтезе (рис.37). В сезонном ходе кислорода выражены летние максимумы – в июне на южных станциях, в мае – на северной, ст.12а (рис.37а). При этом обеспечившая эти максимумы  активизация развития фитопланктона создала значительную перенасыщенность вод кислородом (рис.37б). В мае насыщение в интервале 102-119 % наблюдалось почти на всех станциях (кроме ст.14а), а в июне достигло максимальных значений для летнего периода, в том числе уникально высокой величины – более 170 % при концентрации 10,7 мл/л на ст.11а у Стрельны,  на остальных станциях – 115-119 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.37. Сезонные изменения содержания кислорода в курортной зоне

Невской губы в 2005 г. а) % насыщения, б) концентрации, мл/л.

 

Благодаря интенсивному продуцированию кислорода даже в период летнего минимума в июле-августе концентрации не снижались до значений ниже 6 мл/л, а в северном и юго-западном районах (ст.12а и ст.17а) – составили около 7,2 мл/л (рис.37б).

Среди курортных районов выделяется северный у Лисьего Носа, ст.12а, постоянным и самым высоким перенасыщением вод кислородом в период с мая по октябрь (кроме максимума на ст.11а в июне). Значения насыщения составили – преимущественно около 120 %, с наименьшим значением 114 % в августе, и наибольшим – около 130 % в октябре при самой высокой в Невской губе концентрации – 11 мл/л (рис.37) – редкая столь поздняя осенняя вспышка фитопланктона.

Несколько меньшие летние кислородные показатели наблюдались в юго-западном прибрежном районе – Ломоносова, ст.17а, где насыщение с мая по август  колебалось в интервале 102-117 %, с последующим снижением в сентябре и октябре соответственно до 100 % и 98%.

Наименьшее содержание кислорода, близкое по показателям, у Петергофа, ст.14а, и у Стрельны, ст.11а, было относительно высоким – после максимумов на ст.14а -115 % (июнь) и на ст.11а - 108 % и 170 % (май и июнь соответственно) - преимущественно 96-99 % и только при минимуме в августе - 93 % и 91 %

Водородный показатель, pH. В зимних условиях значения pH составили 7,45-7,6 в январе, за исключением аномально низкой величины 7,0 на ст.12а (при аномалии содержания кислорода). В наблюдениях в марте величины pH на ст.12а и 17а были близкими к обычным летним – 7,65 и 7,53 (рис. 38).

В мае-октябре наибольшее продуцирование кислорода в фотосинтезе сопровождалось экстремально высокими значениями pH вследствие истощения запасов углекислого газа в водной толще. В июне на всех станциях наблюдались наибольшие для них значения pH – 9,8 (ст.12а), 9,2 (ст.11а), 8,5 (ст.17а) 8,1 (ст.14а). В мае значения  такого уровня наблюдались на ст.12а – 9,0 и 11а – 8,4.

Экстремально высокие значения в интервале 9-9,8 (выше ПДК – 8,5) были преобладающими в северном районе у Лисьего Носа, при этом максимальные значения наблюдались в периоды наибольшей летней (июнь) и осенней (октябрь) активизации фотосинтеза (рис.38). Но не всегда при высоком содержании кислорода наблюдались такие высокие значения pH (при 120 % насыщении в июле и в сентябре величины pH составили 7,3 и около 8 соответственно). В остальных районах интервал значений за пределами мая-июня составил 7,5-7,8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.38. Сезонные изменения значений pH в курортной зоне Невской губы в 2005 г.

 

Щелочность. Зимние значения щелочности были близки к данным в соответствующих открытых районах в этих наблюдениях. Самые низкие величины 0,59-0,62 мг-экв/л отмечены в северном районе у Лисьего Носа,, более высокие 0,9-1,0 мг-экв/л в южных районах у Стрельны, ст. 11а, и у Петергофа, ст. 14а, и наибольшие 1,1-1,2 мг-экв/л у Ломоносова, ст.17а, в соответствии с несколько повышенной соленостью. (рис.39).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.39. Сезонные изменения щелочности в курортной зоне Невской губы в 2005 г.

 

Щелочность, наблюдавшаяся в курортных районах в мае-октябре значительно превышала данные в открытой части Невской губы. Самые низкие значения в интервале 0,52-0,78 мг-экв/л отмечались, как и зимой, в северном районе, ст.12а, и даже они, кроме нескольких, были выше максимальных значений в ежемесячных данных в Невской губе. Наибольшие величины - 0,76-0,78 мг-экв/л здесь наблюдались в июле-августе, как и в открытой части Невской губы. В остальных районах преобладающие значения были в интервале 0,65-0,85 мг-экв/л, более высокие у Стрельны, ст.11а составили 0,7-0,95 мг-экв/л. Выходящие за эти пределы максимальные значения отмечались также в июле-августе в районе у Петергофа, ст.14а, - 1,24-1,48 мг-экв/л, у Ломоносова, ст.17а, максимум - 0,94 мг-экв/л наблюдался позднее в сентябре. Самая высокая щелочность наблюдалась, как обычно, в районе у Стрельны, ст.11а - 1,59-1,61 мг-экв/л в мае-июне в связи с влиянием локального речного стока (р. Стрелка) в период весеннего паводка.

Биохимическое потребление кислорода, БПК_5. Содержание органического вещества в зимний период по данным БПК₅  было меньшим, чем в открытой части Невской губы – значения преимущественно были около 2 мг/л, в северном курортном районе - 2,5 мг/л в январе и 2,2 мг/л в марте (рис.40). При этом лишь в одном из наблюдений величина БПК₅ была ниже ПДК.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.40. Сезонные изменения БПК₅ в курортной зоне Невской губы в 2005 г.

 

В период май-октябрь уровень значений БПК₅ в курортной зоне повысился по сравнению с зимним, в отличие от открытой части губы, где было характерным его летнее снижение. Практически все данные (за исключением одного наблюдения) были выше ПДК, половина из них в 1,5 -2 раза.

Возрастание значений БПК₅ в курортной зоне в летний период обусловлено не только естественным для таких районов повышением антропогенной органической нагрузки, но и продуцированием органического вещества в фотосинтезе, активность которого здесь значительно выше, чем в открытой части губы. Это отражает связь колебаний БПК₅  и показателя насыщения вод кислородом – возрастание в мае и максимум в июне с последующим постепенным снижением к сентябрю, как показывают данные для северного и юго-западного курортных районов, где развитие фотосинтеза было более интенсивным (сравнить рис.37а и рис.40). Этот характер сезонных колебаний отличался от преобладающего в открытой части губы, поскольку там наибольший уровень БПК₅ вследствие возрастания интенсивности продуцирования фитопланктона и притока органического вещества наблюдался в августе, а в курортной зоне – в июне. В качестве локальных особенностей можно выделить повышение величин БПК₅  октябре, в связи с усилением берегового и речного стока в районах у Петергофа и у Стрельны.

Локальные различия, в которых отражалась специфика условий, были довольно значительными. Самый высокий уровень значений был характерен для района у Стрельны, ст.11а, где в половине наблюдений их диапазон составил 4,2-7,1 мг/л, а в остальных – 2-2,8 мг/л. Все данные значительно превышали значения в открытой части района на ст.11 (1,4-1,8 мг/л). Несколько меньшие величины характеризуют БПК₅ в районе у Ломоносова, ст.17а – 3,5-5,8 мг/л в большинстве наблюдений и 2,1-2,3 мг/л в двух остальных. Эти значения также выше соответствующих данных в открытом районе на ст.17 (1,3-2,7 мг/л) с одним исключением (максимальное, отмеченное там в августе - 4,4 мг/л). Большинство данных в северном районе - в интервале 2,9-3,9 мг/л, остальные составили 2-2,6 мг/л, тогда как в открытой части на ст.12 преобладали значения 1,4-2 мг/л и лишь в мае 3 мг/л. Самые низкие значения наблюдались у Петергофа, где интервал четырех наибольших данных составил 2,4-3,4 мг/л (все выше соответствующих данных в открытом районе на ст.14 – 1,3-2 мг/л), но наименьшие-1,7-2,3 мг/л в июле-августе оказались ниже, чем на ст.14 - 2-2,8 мг/л.

При данном распределении локальные различия адекватно отражаются средними значениями данных за май-октябрь.

Станции:                                    14а       12а        17а        11а

Средние значения, мг/л:           2,6        3,0        3,5         4,0

Уровень значений в районе у Стрельны является относительно высоким в ряду данных с 1999 г. - лишь в 2004 г. средний показатель был выше (5,2 мг/л), при интервале прочих 2,8-3,9 мг/л. Но в остальных курортных районах величины БПК₅ в 2005 г. в среднем оцениваются как низкие - средние показатели относятся к минимальным в этих рядах (ст.12а,17а), на ст.14а – вблизи их минимума (2,5мг/л).

Нитриты. Концентрации нитритов, показателя накопления органического вещества, низкие в январе - 2,3-3,8 мкг/л, в феврале и марте возросли до 11-16 мкг/л (ст.12а и ст.17а) – значений, более высоких, чем большинство зимних данных в открытой части губы, Значения такого уровня в курортных районах редко (лишь дважды) встречались и в последующий период (рис. 41).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.41. Сезонные изменения концентраций нитритов в курортной зоне

Невской губы в 2005 г.

 

В период май-октябрь в подавляющем большинстве наблюдений концентрации нитритов были ниже, чем в открытой части губы. При этом характерен большой диапазон различий – от крайне низких значений в северном районе (концентрации не превышали 1 мкг/л до осени и 1,6 мкг/л в сентябре), до интервала 4-25 мкг/л в районе у Стрельны, ст.11а. Самое низкие концентрации нитритов на ст.12а, (ситуация, обычная для этого района) при достаточно высоком содержании органического вещества связано с лучшими условиями водообмена у северного берега, чем у южного. Лишь в октябре здесь наблюдалось возрастание содержания нитритов до 3,6 мкг/л, связанное с усилением берегового стока (рис.41).

В южной курортной зоне самые низкие концентрации нитритов в интервале 1-5 мкг/л отмечались в юго-западном районе, ст.17а, с выраженным максимумом в июне-июле, снижением до минимума в августе и осенним возрастанием. Такой же характер сезонных изменений наблюдался в районе у Петергофа, ст.14а, при более высоких концентрациях в интервале 2-10 мкг/л, где в период максимума в июне-июле значения были наибольшими для курортной зоны. Максимум связан с усилением биохимической деструкции органического вещества, продуцируемого в период активизации фотосинтеза в июне, и с последующей вспышкой нитрификации в июле. Возрастание содержания нитритов в эти месяцы отмечалось и в районе у Стрельны, ст.11а, но летний максимум – 18 мкг/л отмечен позднее – августе. Локальная особенность колебаний концентраций нитритов в этом районе – высокое, превышающее ПДК и все данные в курортной зоны значение в октябре 25 мкг/л, обусловленное осенним паводком р.Стрелки. (В районе у Петергофа в это время наблюдалось самая низкая для него концентрация – 1мкг/л.).

В районе у Стрельны, в отличие от остальных, содержание нитритов в курортном районе преимущественно превышало данные в открытой его части. Меньшие значения, обычные для большинства данных прибрежных станций, здесь наблюдались лишь в июле и сентябре. Характерно, что в открытой части района у Лисьего Носа, ст.12, практически во всех наблюдениях наблюдались высокие, наибольшие в губе, концентрации, тогда как  в его курортной зоне значения относились к наименьшим.

Фосфор. В зимних наблюдениях концентрации минерального фосфора в интервале 25-55 мкг/л соответствовали данным в открытой части губы, но значительно превышали их у Стрельны, ст.11а – 100 мкг/л и в феврале у Ломоносова, ст.17а – 95 мкг/л. Концентрации общего фосфора составили 35-75 мкг/л для большинства данных, максимальные – 260 мкг/л (ст.11а) и 110 мкг /л (ст.17а), (рис. 42). Доля минерального фосфора в составе общего соответствовала зимним -70-85%, была несколько меньшей в северном районе, ст.12а – около 60 %, но аномально низкой для зимних условий – 38% при выбросе у Стрельны, отражая загрязненность вод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

              Рис.42. Сезонные колебания концентраций фосфора в курортной зоне

              Невской губы в 2005 г. а) минеральный фосфор, б) общий фосфор.

 

Главная особенность сезонных колебаний минерального фосфора в мае-октябре (рис.42а) - обусловленные вспышками фитопланктона два минимума - в июне, как и в открытой части губы, и в сентябре, позднее, чем в губе, где второй минимум отмечался в августе (рис.10а).

Концентрации общего фосфора в мае в курортных районах сохранялись после зимы высокими (30-47 мкг/л) и оказались наибольшими в сезонных колебаниях для летне-осеннего периода (рис.42б). Но содержание минерального фосфора в мае снизилось до 10 мкг/л (на ст.11а до 15 мкг/л), значений преимущественно меньших, чем в открытой части соответствующих районов (рис.43), в отличие от общего фосфора. В июне для всех районов, за исключением ст.14а, наблюдались самые низкие в курортной зоне концентрации минерального (1-2 мкг/л) и общего фосфора (6-13 мкг/л) на уровне наименьших в губе и значительно ниже данных для открытой части этих районов (рис.43), что связано с активным фотосинтезом в начале теплого периода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           Рис.43. Концентрации минерального фосфора на курортных станциях

           и на поверхности открытой части районов: а) у Лисьего Носа, ст.12а и ст.12,

           б) у Ломоносова, ст.17а и ст.17, в) у Петергофа, ст.14а и ст.14.

Высокая доля органического фосфора в составе общего – около 65-75% в мае и 85-90 % в июне отражает более интенсивное, чем в открытом районе развитие фитопланктона, ассимилирующего основную часть минерального фосфора. При ослаблении фотосинтеза и интенсификации процессов минерализации в июле-августе и в октябре доля органического фосфора снизилась до 14-17 %. В июле отмечались максимальные для летних условий концентрации - около 15-22 мкг/л, с «выбросом» 83 мкг/л в районе у Стрельны, ст.11а (данные по общему фосфору).

Осенняя вспышка фитопланктона в сентябре была более выражена в западной части курортной зоны на ст. 12а и ст.17а, где концентрации фосфатов снизились до 3,2-3,6 мкг/л, значений, более низких, чем в открытой части этих районов (рис.43), хотя доля органического фосфора при этом была меньше, чем в июне (около 60 % в северном районе, 35% на ст.17а). В районах у Петергофа, ст.14а, и у Стрельны, ст.11а, вторая вспышка фитопланктона, по-видимому, наблюдалась раньше – в августе, когда здесь отмечались минимумы минерального фосфора, как и в открытой части губы, хотя концентрации (8-11 мкг/л) были не ниже, чем в открытой части этих районов.

В целом, кроме отмеченных фаз активизации фотосинтеза в курортных районах, в остальное время здесь наблюдались более высокие концентрации фосфора, чем в соответствующих открытых районах, но не выше наибольших значений в Невской губе. Даже в районе у Стрельны, где концентрации часто были самыми высокими в курортной зоне, лишь в двух случаях (июль, октябрь) наблюдались экстремальные, выпадающие из общего ряда значения – около 80 мкг/л.

Кремний. Зимние концентрации кремния были чрезвычайно высокими - в январе-феврале – 900-1200 мкг/л, в среднем 2 раза выше соответствующих данных в открытой части губы. Но в марте содержание кремния снизилось до этого уровня, составляя - 420-430 мкг/л.

В большинстве наблюдений в мае-октябре концентрации в курортных районах были ниже, чем в их открытой части (более высокие отмечались лишь в 4-х случаях). Самые большие пространственные различия характеризуют летнее содержание кремния в северном районе, ст.12а, и в юго-западном у Ломоносова, ст.17а. В сезонном ходе в мае и в сентябре отмечались общие для всех районов минимумы содержания кремния в курортной зоне (10-30 мкг/л), обусловленные соответственно весенней и осенней вспышками диатомовых (рис.44).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

              Рис.44. Сезонные колебания концентраций кремния в курортной зоне

  в Невской губы в 2005 г.

 

При этом осенний минимум был специфичным для курортной зоны (в открытой части губы не наблюдался). Колебания концентраций между этими фазами отражают различия интенсивности ассимиляции кремния в разных районах. В июне у Петергофа, ст.14а и у Стрельны, ст.11а, как и в открытой части губы, наблюдались низкие концентрации, отражающие продолжение интенсивного развития диатомовых. В то же время в северном районе, ст.12а и у Ломоносова, ст.17а в июне отмечались повышенные значения. Особенность северного района - в сохранении наибольших в курортной зоне концентраций в связи с более слабым летним развитием диатомовых до осеннего минимума, (значение 850 мкг/л явно завышено из-за попадания в пробу постороннего загрязнения, возможно взвеси). В то же время в юго-западном районе, ст.17а, уже в июле-августе концентрации снизились до наименьших не только в курортных районах, но и в губе в целом, что отражает более интенсивное функционирование диатомовых, характерное и для соответствующего открытого района.

Концентрации в октябре в курортной зоне сохранялись относительно низкими, хотя в открытой части губы возросли до значений около 300 мкг/л и более. При этом в октябре отмечалась редкая для кремния ситуация более высокой концентрации в курортном районе, чем в открытом, - у Ломоносова на ст.17 наблюдалось наименьшее для открытой зоны значение, выпадающее из общего ряда (190 мкг/л) а на ст.17а - довольно высокое, наибольшее для прибрежных станций – 270 мкг/л.

Нитраты. Разброс зимних концентраций нитратов был очень большим. Наименьшая из них составила 240 мкг/л (ст.12а, март), преобладающие значения - в интервале 400-700 мкг/л и наибольшая – 1130 мкг/л (ст.17а, февраль), (рис. 45). За исключением максимального значения, интервал остальных соответствовал зимним данным в открытой части губы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                       Рис.45. Сезонные колебания концентраций нитратов в курортной зоне

           в Невской губы в 2005 г.

 

В период май-октябрь сезонный ход нитратов был четко выражен на фоне самых низких концентраций в северном районе, ст.12а и у Ломоносова, ст.17а, где значения были, как правило, наименьшими в южной курортной зоне. Сезонные изменения характеризуются постепенным снижением концентраций с мая до минимума в июле-августе, более позднего, чем в открытой части губы с последующим возрастанием к октябрю. При этом концентрации были ниже, чем в соответствующих открытых районах, особенно у Лисьего Носа, ст.12а, где при наименьших значениях (в мае-сентябре 25-80 мкг/л и 130 мкг/л в октябре), данные в открытом районе, ст.12, были близки к максимальным в губе (260-370 мкг/л с минимумом в июне-июле 140-170 мкг/л).

У Стрельны, ст.11а, в период весеннего (май) и осеннего (октябрь) паводков р.Стрелки концентрации нитратов были наибольшими для курортной зоны (около 600 мкг/л и 500 мкг/л соответственно) и выше, чем в открытом районе, ст.11. Но в интервале между этими сроками содержание нитратов здесь было ниже, чем на ст.11, и даже меньшим, чем у Петергофа, ст.14а. В отличие от остальных курортных районов, минимумы нитратов (около 90 мкг/л) отмечались при интенсивном развитии фитопланктона в июне при максимальных в курортной зоне кислородных показателях, а также в сентябре при осенней вспышке диатомовых (промежуточные концентрации составили 220 мкг/л).

В районе у Петергофа, ст.14а, наблюдались высокие концентрации нитратов, в летние месяцы преимущественно наибольшие в курортной зоне (240-310 мкг/л) и из-за слабой ассимиляции нитратного азота фитопланктоном выше, чем в открытом районе в начале теплого периода. Но вспышка в августе вызвала снижение содержания нитратов до значения 100 мкг/л, вдвое меньшего, чем в открытой части района. Более интенсивная убыль нитратов в фотосинтезе отмечалась здесь и в сентябре.

Значительные различия концентраций нитратов в северном и южных курортных районах наблюдались и в холодный период – в марте и в октябре. Наименьшие значения  характерны также для большинства данных северо-восточной части открытой зоны Невской губы и обусловлены локальными особенностями поступающего речного стока. С этим фактором связаны, по-видимому, и особенности режима нитратов в северном курортном районе.

Аммонийный азот. Диапазон зимних концентраций аммония – от самых низких 100-130 мкг/л в январе (ст.12а, 14а) до 170-280 мкг/л для остальных наблюдений (максимальное значение - на ст. 17а, февраль). Эти данные соответствовали зимним концентрациям в открытой части губы, не превышая их.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           

           Рис.46. Сезонные колебания концентраций аммония в курортной зоне

           Невской губы в 2005 г.

 

В мае-октябре разброс концентраций, значительно меньших, чем зимние, был небольшим (рис.46). На этом фоне выделяются специфический для курортной зоны общий минимум содержания аммония в августе (30-50 мкг/л и значение на ст.12а на пределе обнаружения), а также закономерное снижение его в октябре до значений не более 20 мкг/л (за исключением выпадающей из общего ряда данных концентрации– 190 мкг/л в районе у Стрельны, ст.11а).

Пространственные различия содержания аммония (от значений на пределе обнаружения до 120 мкг/л) не носили систематического характера. Но при этом у Лисьего Носа, ст.12а, концентрации, включая наибольшую майскую (120 мкг/л), были значительно ниже данных в открытой части, ст.12, вплоть до октября максимальных в месячных наблюдениях в губе или близких к ним (110-300 мкг/л). В юго-западном районе у Ломоносова, ст.17а, наблюдались концентрации 20-65 мкг/л - такие же, либо меньшие, чем в открытой части района, ст.17. Но в районе у Петергофа, концентрации в курортной зоне, ст.14а – 30-90 мкг/л  оказались выше, чем в открытой его части, ст.14 где содержание аммония в мае-сентябре характеризовалось минимальными значениями - 10-30 мкг/л. В районе у Стрельны, ст.11а, общий интервал значений (кроме отмеченного экстремума) составил 45-110 мкг/л, и наибольшие из них (70, 110 и 190 мкг/л соответственно в октябре, в июне и в сентябре) превышали данные в открытом районе, ст.11.

В целом концентрации аммония в курортной зоне не отличались от данных в открытой части Невской губы, и даже наибольшие значения в месячных наблюдениях не превышали максимумов в губе, за исключением отмеченного экстремума в октябре.

Общий азот. В колебаниях концентраций общего азота в курортной зоне (данные имеются только для периода май-октябрь) выражен сезонный характер, отличающийся от наблюдавшегося в открытой части Невской губы, и даже в разных районах, на фоне заметных пространственных различий (рис.47а).

Сезонные колебания и пространственные различия определяются в значительной мере изменениями концентраций органического азота, (рис.47б), в мае-октябре преобладающего в составе общего – в большинстве данных 2005 г. на его долю приходилось от 60 до 90 % от общего содержания азота в мкг N/л (рис.47в).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            Рис. 47. Сезонные колебания содержания азота в курортной зоне

Невской губы в 2005 г.: а) общий азот, б) органический азот,

в) процентное содержание органического азота в составе общего азота.

 

В северном районе, ст.12а, где наблюдались самые низкие концентрации нитратов, содержание общего и органического азота было также наименьшим в курортной зоне (рис.47 а,б) - 520-890 мкг/л общего азота и 350-850 мкг/л органического азота, но вклад органической части в общее содержание азота в летние месяцы был наибольшим - 70-95 % (рис.47 в). Сезонные изменения здесь также отличались от характерных для остальных районов. Наибольшие концентрации наблюдались в период минимума нитратов в июле-августе, когда содержание органического азота, продуцируемого в фотосинтезе, 780-850 мкг/л было самым высоким для этих месяцев в курортной зоне, а его доля в составе общего 90-95 % - максимальной для всех данных.

Особенность сезонных колебаний азота в южных курортных районах - наибольшие концентрации в мае-июне в связи с наибольшей активностью фотосинтеза, а в мае также вследствие усиления влияния берегового стока. Самые высокие концентрации отмечены в районе у Стрельны, ст.11а в мае в связи с весенним паводком р.Стрелка – более 2000 мкг/л общего азота и 1350 мкг/л органического. Но наибольший вклад органического азота - около 85 % (1130 мкг/л при концентрации общего азота более 1300 мкг/л) обусловлен вспышкой фотосинтеза в июне (при максимуме насыщения кислорода). В последующие месяцы при снижении содержания органического и общего азота доля органической составляющей уменьшилась до 68-72 %, а повышенный уровень содержания общего азота, особенно в августе, обеспечивался нитратами. С этим же фактором связан максимум общего азота в октябре (около 1400 мкг/л), обусловленный осенним усилением локального речного стока. При интенсификации биохимической деструкции доля органического азота здесь оказалась самой низкой в октябрьских наблюдениях – менее 50%. (Общий для всех районов минимум общего и органического азота в сентябре, по-видимому, связан с погрешностью при анализе общего азота).

Такой же характер сезонных изменений с некоторыми особенностями наблюдался в остальных южных курортных районах. Наибольшие концентрации общего азота, как и у Стрельны, здесь отмечались в мае-июне и повышенные в октябре (рис.47а) - у Ломоносова, ст.17а –около 1200 мкг/л и 1000 мкг/л соответственно, (общий диапазон 820-1210 мкг/л), у Петергофа – 1030 мкг/л в оба срока (интервал - 820-1030 мкг/л). Но при этом, в отличие от ст.11а, доля органического азота на станциях 14а и 17а была максимальной, как и в северном курортном районе, в августе в результате интенсификации летнего фотосинтеза, а самой низкой в октябре в связи с усилением процессов биохимического окисления органического вещества. В районе у Ломоносова, ст.17а, доля органического азота – максимум около 90 % (август) и 70-85 % в остальное время (кроме сентября) была самой высокой в южной курортной зоне. Летнее увеличение доли органического азота до 83-90 % обусловлено его продуцированием в фотосинтезе, как показывают данные по насыщению кислородом и уровень значений БПК₅ (несколько ниже лишь максимального на ст.11а). В районе у Петергофа, ст.14а, вклад органического азота был высоким – около 84 % только в августе, а в остальные летние месяцы концентрации органической составляющей и ее доля в составе общего - 56-70 %- были самыми низкими в курортных районах. В октябре этот показатель состава общего азота снизился до 60 %, но сохранялся относительно высоким у Ломоносова (68%).

Содержание общего азота в курортной зоне было преимущественно выше, чем в открытой части соответствующих районов, причем различия обусловлены более высокими концентрациями органического азота. Самое большое превышение концентраций органического азота наблюдалось в октябре у Стрельны в (3,7 раза), вследствие замедленного водообмена и осеннего паводка р.Стрелки, тогда как усиление берегового стока в это время в остальных районах вызвало меньшие различия (в 1,5 раза). Эти же факторы отразились в мае-июне в превышении более чем вдвое данных в открытой части районов у Стрельны и Ломоносова. Различия были значительными (в 1,5-1,7 раза) и при летних максимумах содержания органического азота в июле-августе из-за более интенсивного его продуцирования, особенно в северном районе (в августе в 2,5 раза), где в остальное время таких различий не наблюдалось. Тем не менее, доля органического азота в составе общего была значительно больше в прибрежной его части, чем в открытой (рис.48а), как и в курортной зоне в целом. Самые слабые различия характеризуют соотношения содержания и состава азотных соединений в прибрежной и открытой частях района у Петергофа, ст.14а и ст.14 (рис.48б).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           Рис.48. Концентрации общего азота на курортных станциях

           и на поверхности открытой части районов: а) у Лисьего Носа, ст.12а и ст.12,

           б) у Петергофа, ст.14а и ст.14 и в) у Стрельны, ст.11а и ст.11.

 

Характерно, что в осенних условиях, как показывают данные для октября, различия повсеместно сглаживались (сентябрьские данные для ст.17а и ст.14а не рассматриваются из-за сомнительных значений для общего азота). При этом в октябре отмечалось самое низкое процентное содержание органического азота в составе общего как в прибрежной, так и в открытой частях района у Стрельны (49 % и 37% соответственно), отражающее наибольший вклад биохимической деструкции органического вещества в условиях самого замедленного водообмена в губе.

Заключение.

Гидрохимическое состояние вод курортной зоны в зимний период при ледовых условиях и ограниченном водообмене с открытой частью губы в значительной мере определялось береговым стоком и антропогенным влиянием. Поэтому  наблюдалось более низкие, чем в открытых районах, концентрации кислорода и значения pH, хотя различий в щелочности не отмечалось. Содержание органического вещества (ОВ) было меньшим, судя по более низким значениям БПК₅ , но более высокие концентрации нитритов (не учитывались экстремумы в открытой части губы) отражают возрастание роли биохимической деструкции ОВ в условиях замедленного водообмена, особенно в южных районах.

Среди биогенных элементов выделяется зимнее содержание фосфора, для большинства данных такое же, как в открытых зонах данных районов, но значительно выше у Стрельны, ст.11а, и у Ломоносова, ст.17а – 260 мкг/л и 110 мкг/л соответственно. При этом доля минерального фосфора, преимущественно 70-85 % соответствовала зимним условиям, но в северном районе, ст.12а, (около 60%) и особенно у Стрельны (около 40 %) отражала повышенную загрязненность вод. Роль ограниченного водообмена проявилась в чрезвычайно высоких концентрациях кремния, в январе вдвое выше, чем в открытой части губы, но в марте - на уровне этих данных. При большом разбросе данных по нитратам преобладающая их часть соответствовала данным в открытых районах губы. Не превышало этого уровня и зимнее содержание аммония в интервале 100-280 мкг/л.

Гидрохимические условия для теплого периода отражали интенсивное развитие фотосинтеза. Продуцирование кислорода обеспечило высокое содержание кислорода, наибольшее в северном районе с преобладающим в мае-октябре насыщением около 120 % и 102-117% в юго-западном у Ломоносова. При общем максимуме в июне у Стрельны отмечено наибольшее насыщение – около 170 % на фоне 115-120 % в остальных районах. Более низкие показатели, наблюдавшиеся у Петергофа, ст.14а, и у Стрельны,ст.11а, за пределами максимума преимущественно составляли 96-99 % и только при кислородном минимуме в августе снизились до 91-93 %. В северном районе наблюдались уникально высокие кислородные показатели в октябре, отражающие позднюю осеннюю вспышку фитопланктона – насыщение 130 % и концентрация 11 мл/л.

Высокое кислородное насыщение сопровождалось интенсивной убылью растворенного углекислого газа – величины pH в северном районе преобладали в диапазоне превышающих ПДК значений 9-9,8, а в июне при общем максимуме pH составили на ст.11а - 9,2, на ст.17а - 8,5 (равно ПДК), на ст.14а - 8,1. Остальные значения в интервале 7,5-7,8 почти не отличались от данных в открытой части губы.

Влияние большей интенсивности фотосинтеза в курортной зоне отразилось в относительно низком уровне концентраций биогенных элементов при сопоставлении с открытой частью Невской губы. В наибольшей степени этот эффект выражен для кремния, концентрации которого в мае-октябре во всех прибрежных районах губы были ниже, чем в открытой её части. В сезонном ходе кремния в курортной зоне в отличие от губы вспышки диатомовых отразились в минимумах не только в мае, но и в сентябре на фоне колебаний низких значений, сохранявшихся даже в октябре (в губе после минимума в мае концентрации последовательно возрастали до значений в октябре, втрое больших чем в курортных районах). Все эти эффекты отражают активность диатомовых, значительно большую, чем в открытой части губы.

Концентрации нитратов в курортной зоне, самые низкие в северном районе у Лисьего Носа, и несколько выше у Ломоносова, при четко выраженном сезонном ходе, были постоянно существенно ниже, чем в соответствующих открытых районах. Этот эффект отмечался и у Стрельны, за исключением периодов весеннего (май) и осеннего (октябрь) паводков р. Стрелки, и оказался особенно значительным при вспышках фитопланктона в июне и в сентябре. У Петергофа при высоких концентрациях, в летние месяцы преимущественно наибольших в курортной зоне (240-310 мкг/л) и выше, чем в открытом районе, при вспышке фитопланктона в августе отмечено снижение до 100 мкг/л, значения вдвое меньшего, чем на ст.14. Более интенсивная ассимиляция нитратного азота фитопланктоном продолжалась здесь и при повышении концентраций в сентябре.

Содержание аммония было существенно ниже, чем в открытой части района, лишь у Лисьего Носа, где поступление стоков с мая по сентябрь приводило к максимумам на ст.12, сильно превышающим остальные данные в губе. Но при общем минимуме в колебаниях, наблюдавшемся в августе, все концентрации оказались меньшими, чем в открытых районах, хотя в остальное время существенно не отличались. Исключение составляет район у Стрельны, где отмечено несколько повышенных концентраций в прибрежной части, в том числе и «выброс» в октябре - 190 мкг/л (самое высокое значение в губе для этого срока).

Особое место среди биогенных элементов занимает фосфор, поскольку в курортной зоне преобладали более высокие, чем в соответствующих открытых районах концентрации минерального и общего фосфора. Но при активизации фотосинтеза в мае и вспышках фитопланктона в июне и в сентябре наблюдались минимумы содержания минерального фосфора с концентрациями, значительно меньшими, чем в открытых районах, а у Лисьего Носа, ст.12а, и у Ломоносова,ст.17а, на уровне самых низких в губе – (в июне 1-2 мкг/л, включая даже район у Стрельны, в сентябре 3,2-3,6 мкг/л). Характерно, что в остальное время концентрации минерального и общего фосфора в курортной зоне, хотя и превышали значения в открытых районах, не выходили за пределы наибольших данных в открытой части губы в целом. Лишь у Стрельны дважды наблюдались значения, выпадающие из общего ряда данных – около 80 мкг/л минерального и несколько выше общего фосфора.

В курортной зоне в период май-октябрь постоянно большим, чем в открытой части Невской губы, является содержание органического вещества по данным БПК₅, частично за счет антропогенного поступления, но в большей степени вследствие продуцирования в фотосинтезе. Это иллюстрирует связь сезонных колебаний БПК₅ и насыщения вод кислородом- возрастание значений в мае, максимум в июне и снижение к октябрю. Все (за исключением одного) значения превышали ПДК, половина из них в 1,5 – 2 раза. Особенность условий этого года – наибольший в курортной зоне уровень БПК₅ в районе у Стрельны, где среднее значение, высокое в ряду данных с 1999 г., составило 4 мг/л. Остальные средние - 2,6 мг/л (ст.14а), 3 мг/л (ст.12а), 3,5 мг/л (ст.17а) являются наименьшими в этих многолетних данных.

Другой показатель содержания органического вещества – концентрации нитритов в большинстве наблюдений были ниже, чем в открытых районах губы, с большим диапазоном локальных различий. Самые низкие значения – на уровне минимальных в губе отмечены в северном районе – (менее 1 мкг/л до осени и 1,6-3,6 мкг/л в сентябре-октябре), у Ломоносова 1-5 мкг/л, у Петергофа 2-10 мкг/л - с самыми высокими концентрациями в курортной зоне в период общего максимума в июне-июле. В районе у Стрельны летний максимум 18 мкг/л наблюдался позднее в августе, а самое высокое значение, выше ПДК – 25 мкг/л, отмечено в октябре в связи с осенним паводком р.Стрелки. При этом только здесь содержание нитритов в интервале 4-25 мкг/л преимущественно превышало данные в открытой его части.

В различиях содержания нитритов в курортных районах прослеживается связь их возрастания с замедлением водообмена – наиболее интенсивного в северном районе, более слабого в южной зоне и самого замедленного у Стрельны. Этот фактор, наряду с влиянием локального речного стока, обеспечивает и наибольшую аккумуляцию органического вещества в данном районе (самые высокие значения БПК₅). В остальных курортных районах более высокое, чем в открытой части губы, содержание легко окисляемого органического вещества (по данным БПК₅) сочетается с более низкими концентрациями нитритов, показателями относительно слабой интенсивности биохимической деструкции. Это сочетание может быть обусловлено (наряду с лучшим водообменном) преобладанием в составе органического вещества его части, продуцируемой в фотосинтезе.

Во всех курортных районах наблюдалось более высокое содержание общего азота, чем в открытой части губы, определяемое органическим азотом и его повышенной долей в составе общего. Колебания содержания и состава общего азота носили сезонный характер и различались в разных районах. Концентрации общего азота преобладали в интервале 800-1000/ мкг/л, высокие составили 1100-2000 мкг/л. Самые низкие значения наблюдались в северном районе - 550-900 мкг/л, поскольку здесь было наименьшим содержание нитратов. Соответственно доля органического азота здесь была наибольшей в курортной зоне – в летние месяцы 70-95 % с максимумом 90-95 % в период минимума нитратов в июле-августе. При этом концентрации органического и общего азота в эти месяцы были наибольшими для данного района, а органического – в курортной зоне для этих сроков.

В южных районах самое высокое содержание общего азота наблюдалось в мае-июне за счет возрастания органической составляющей, тогда как повышенные концентрации в октябре обеспечивались увеличением содержания нитратов. Самые высокие концентрации общего азота отмечены у Стрельны – 900 - 2000 мкг/л, с наибольшими из них в связи с весенним и осенним паводками р.Стрелки в мае (более 2000 мкг/л) и в октябре (около 1400 мкг/л ). У Ломоносова и у Петергофа наибольшие концентрации наблюдались в эти же сроки вследствие усиления берегового стока. Но доля органического азота в составе общего была максимальной 85-90 % в июле-августе, у Стрельны в июне за счет повышения вклада органического азота, продуцируемого в фотосинтезе. В остальное время этот показатель в летние месяцы находился в интервале 67-86% и снизился до 60-63 % в октябре, у Стрельны – до 50%.

Более высокое содержание общего азота в курортной зоне по отношению к открытой части губы определялось органической составляющей. Самое большое превышение концентраций органического азота отмечалось в мае-июне (более чем вдвое) у Стрельны вследствие весеннего паводка р.Стрелки и у Ломоносова из-за повышенного влияния берегового стока. При осеннем паводке в октябре превышение здесь было еще большим - в 3,7 раза, в остальных районах в 1,5 раза. Различия были значительными и при летних максимумах содержания органического азота в июле-августе вследствие более интенсивного его продуцирования, особенно в северном районе (в августе в 2,5 раза), где в остальное время превышение не наблюдалось. Тем не менее, доля органического азота в составе общего была значительно больше в прибрежной его части, чем в открытой (рис.47а), как и в курортной зоне в целом.

Для курортной зоны характерна более высокая щелочность вод, чем в открытой части Невской губы. Даже самые низкие значения, наблюдавшиеся в северном районе – 0,52- 0,78 мг-экв/л превышали максимумы в ежемесячных данных в Невской губе. В остальных районах преобладала щелочность в интервале 0,65-0,85 мг-экв/л, у Стрельны –– 0,7- 0,95 мг-экв/л. Максимальные значения наблюдались в июле-августе (у Ломоносова в сентябре), а наибольшие для этого периода 1,24-1,48 мг-экв/л отмечены у Петергофа. Однако самая высокая щелочность - около 1,6 мг-экв/л наблюдалась, как обычно, у Стрельны в мае-июне в связи с весенним паводком р.Стрелки.

В целом, при сравнении с открытой частью районов преобладание в мае – октябре меньших концентраций биогенных элементов в сочетании с высокими кислородными показателями свидетельствует о довольно благоприятных гидрохимических условиях, в формировании которых роль биохимической деструкции продуцируемого и антропогенного органического вещества была относительно слабой. Соблюдение нормального сезонного хода, небольшой случайный разброс значений на этом фоне и крайне редкие « выбросы» отражают относительно небольшой антропогенный вклад. При этом роль берегового и локального речного стока в повышенной щелочности и большем содержании общего азота обусловлена, как показал анализ, естественными причинами.

Среди нормируемых показателей только значения БПК₅,  как обычно, были выше, чем в открытой части районов и превышали ПДК, в отличие от зимних условий, но и в этом случае сезонный ход отражает определяющую роль продуцирования органического вещества, а не его антропогенного поступления. С интенсификацией  фотосинтеза связаны превышающие ПДК значения pH в северном районе, а в июне у Стрельны. Единственный случай концентрации нитритов более ПДК, отмеченный в октябре у Стрельны, обусловлен, осенним паводком р.Стрелка.

Обобщение состояния гидрохимических условий в мае-октябре по районам показывает, что среди них выделяется северный, у Лисьего Носа, ст.12а, где комплекс показателей свидетельствует о наиболее интенсивном фотосинтезе. С этим фактором связаны

 - наибольшая постоянная перенасыщенность вод кислородом с максимальными показателями в октябре в связи с осенней вспышкой фитопланктона,

 - наибольшие значения pH, преимущественно превышающие ПДК,

 - наименьшие концентрации нитратов,

 - самые низкие концентрации аммония в июне и в августе при истощении запасов

нитратного азота,

 - самые низкие концентрации общего азота из-за минимального вклада нитратов и

наименьшего влияния берегового стока, и соответственно наибольшая доля органического азота,

 - наибольшие концентрации и максимальная доля органического азота в период максимума его содержания в июле-августе, обусловленного продуцированием в фотосинтезе,

 - самые низкие концентрации минерального фосфора при минимумах в июне и в сентябре, обусловленных вспышками фитопланктона.

Но при этом концентрации кремния, в летние месяцы более высокие, чем в остальных районах, свидетельствуют о более слабом развитии диатомовых.

Другие факторы, обеспечившие самые низкие показатели в северном районе, - наиболее интенсивный водообмен с открытыми водами губы и соответственно, меньшее влияние берегового стока, с которыми связаны

 - самая низкая щелочность,

 - наименьшие, самые низкие в губе летние концентрации нитритов, показатели слабой интенсивности биохимической деструкции органического вещества.

Благодаря этому фактору и активному фотосинтезу содержание органического вещества по данным БПК₅, довольно высокое, не является наименьшим в курортной зоне.

Южные курортные районы из-за существенных различий гидрохимических условий целесообразно рассматривать индивидуально, в дополнение к осредненным данным по южной курортной зоне в целом в таблицах 3 и 4 Приложения.

Наиболее близкие условия к характерным для северного района наблюдались у Ломоносова, ст.17а, где активность фотосинтеза была достаточно большой. Об этом свидетельствуют

 - перенасыщенность вод кислородом с мая по сентябрь, наибольшая в южной зоне и несколько меньшая, чем на ст.12а,

 - самые низкие в южной зоне концентрации минерального фосфора (такие же, как на ст.12а) при минимумах в июне и в сентябре, обусловленных вспышками фитопланктона,

 - в период минимума нитратов в июле-августе наименьшие в южной зоне концентрации, но выше, чем в северном районе,

 - наибольшие в южной зоне концентрации органического азота в период максимума в июле-августе, за счет его продуцирования в фотосинтезе,

 - низкие, наименьшие для курортных районов концентрации кремния в июле-августе, отражающие интенсивное летнее функционирование диатомовых,

Наряду с влиянием фотосинтеза гидрохимические условия в значительной мере определялись лучшим, чем в других южных районах, водообменном, с которым связаны

 - самые низкие в южной зоне концентрации нитритов, несколько выше, чем в северном районе,

 - самая низкая для южных районов щелочность, хотя и большая, чем в северном районе.

Содержание органического вещества по данным БПК₅ в районе у Ломоносова было высоким, ниже лишь максимального, наблюдавшегося у Стрельны.

Район у Петергофа, ст.14а, характеризуется комплексом показателей, отражающих более слабое развитие фотосинтеза, чем на ст.12а и 17а. К ним относятся

 - более низкое содержание кислорода, при котором перенасыщение наблюдалось лишь в июне,

 - отсутствие минимума в колебаниях концентраций минерального фосфора при вспышке фитопланктона в июне, а при более поздней в августе -сентябре - слабое снижение концентраций,

 - высокие концентрации нитратов, преимущественно наибольшие в курортной зоне, за исключением минимума в августе,

 - самое низкие концентрации органического азота и его доли в составе общего в период его максимума в июле-августе, обусловленного продуцированием в фотосинтезе,

 - низкие концентрации кремния, наблюдавшиеся только при его общих минимумах в мае-июне и в сентябре, и выше, чем у Ломоносова в остальное время,

При этом замедленный водообмен усиливает влияние берегового стока, с которым связаны

 - более высокая щелочность, чем у Ломоносова,

 - более высокие концентрации нитритов, в июне-июле наибольшие в курортной зоне, отражающие более интенсивное биохимическое окисление органического вещества.

С комплексом этих факторов, возможно, связано наименьшее в курортной зоне содержание органического вещества по данным БПК₅.

Район у Стрельны, ст.11а, отличается от всех остальных самым замедленным водообменном и влиянием локального речного стока (р.Стрелка), повышенного в мае-июне и в октябре. Развитие фотосинтеза на этом фоне отразилось преимущественно лишь при наибольшей его интенсивности в мае-июне, с которым связаны

 - кислородные показатели, самые высокие в южной зоне в мае, а в июне –максимальные для всей курортной зоны в период май-октябрь,

 - максимальные для южной зоны значения pH – в мае, а в июне и выше ПДК,

 - низкая концентрация минерального фосфора при вспышке фитопланктона в июне, но при минимуме в период второй вспышки в августе – более высокая, чем в остальных курортных районах,

 - концентрации кремния такие же, как у Петергофа - низкие при его общих минимумах в мае-июне и в сентябре и в остальное время повышенные,

 - минимумы нитратов в июне и в сентябре,

 - максимальное процентное содержание органического азота в составе общего при вспышке фитопланктона в июне, в отличие от остальных районов, где обусловленный его наибольшим продуцированием максимум наблюдался в июле-августе.

Влиянием локального речного стока и замедленного водообмена обусловлены

 - наибольшая в курортной зоне щелочность, максимальная в мае-июне,

 - наибольшие в курортной зоне концентрации общего азота, максимальные в мае и в октябре,

 - самые высокие концентрации нитритов в мае, в августе и превышающий ПДК максимум в октябре, отражающие притоки более загрязненных вод,

 - наибольшие в курортной зоне значения БПК₅ в мае-июне и в октябре, с максимумом в июне, обусловленном продуцированием органического вещества при вспышке фитопланктона. Эти значения обеспечили наибольший в курортной зоне средний показатель БПК₅.