Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія

Hydrology, hydrochemistry and hydroecology

БОНЧКОВСЬКИЙ А.С, ОСИПОВ В.В. ОЦІНКА НАВАНТАЖЕННЯ БІОГЕННИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ БАСЕЙНУ Р. СУЛА ВІД ТОЧКОВИХ ТА ДИФУЗНИХ ДЖЕРЕЛ

DOI: https://doi.org/10.17721/2306-5680.2024.1.6

Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. 2024. №1 (71)
Мова публікації: Українська
Автори:
Бончковський А.С., Український гідрометеорологічний інститут ДСНС України та НАН України, м. Київ
Осипов В.В., Український гідрометеорологічний інститут ДСНС України та НАН України, м. Київ

Надмірне надходження біогенних елементів (фосфору та нітрогену) у водойми викликає їх евтрофікацію та ряд інших несприятливих процесів. У Сулинській затоці, куди впадає Сула, вже тривалий час фіксуються надзвичайно інтенсивні процеси евтрофікації та загибель іхтіофауни, обумовлені великим навантаженням біогенних речовин на басейн Сули. Проте, домінуючий в Україні підхід до оцінки лише точкових джерел забруднення не дозволяв оцінити реальний обсяг біогенних речовин, які потрапляють у водойми. У статті використано розрахунковий метод оцінки навантаження басейну Сули біогенними елементами, який врахував надходження від точкових та дифузних джерел забруднення. Це дозволило встановити, що емісія у басейні Сули складає 921 т/рік або 0,05 т/км2 для нітрогену та 313 т/рік або 0,017 т/км2 для фосфору. Через природні процеси (передусім біоспоживання, нітрифікацію-денітрифікацію та седиментацію) значна частина біогенних речовин затримується у басейні. Безпосередньо до Сули потрапляє 273 т/рік нітрогену та 135 т/рік фосфору. Визначено, що головними джерелами біогенних речовин є надходження з орних земель, точкових джерел та від сільського населення не підключеного до каналізаційних мереж.

Ключові слова: антропогенне навантаження, емісія, точкові джерела, дифузні джерела, біогенні елементи, нітроген, фосфор, басейн р. Сула.

Список літератури:
1. Arnold J., Moriasi D., Gassman P., Abbaspour K., White M., Srinivasan R., Santhi C., Harmel R., van Griensven A., Van Liew M., Kannan N., Jha M. SWAT: Model Use, Calibration, and Validation. Transactions of the ASABE. 2012. 55(4). P. 1491–1508.
2. Behrendt D., Opitz D. Retention of nutrients in river systems: dependence on specific runoff and hydraulic load. Hydrobiologia. 1999. 410. P. 111–122.
3. Behrendt H. Inventories of point and diffuse sources and estimated nutrient loads — a comparison for different river basins in Central Europe. Water Science and Technology. 1996. 33(4-5). P. 99–107. DOI: https://doi:10.1016/0273-1223(96)00219-3
4. Behrendt H., Dannowski R. Nutrients and heavy metals in the Odra River system. Germany, Weissensee Verlag. 2005. 337 p.
5. Behrendt H., Huber P., Kornmilch M., Opitz D., Schmoll O., Scholz G., Uebe R. Nutrient emissions into river basins of Germany. UBA-Texte 23/00. 2000. 266 р.
6. Behrendt H., Venohr M., Hirt U., Hofmann J., Opitz D., Gericke, A. The model system MONERIS, version 2.0. User’s manual. Berlin, Leibniz Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries in the Forschungsverbund Berlin eV. 2007. 117 p.
7. Bojanowski D., Orlińska Woźniak P., Wilk P., Szalińska E. Estimation of nutrient loads with the use of mass balance and modelling approaches on the Wełna River catchment example (central Poland).  Scientific Reports. 2022. 12(13052). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-17270-4
8. Borrelli P., Ballabio C., Yang J., Robinson D., Panagos P. GloSEM: High-resolution global estimates of present and future soil displacement in croplands by water erosion. Scientific Data. 2022. 9(406). DOI: https://doi.org/10.1038/s41597-022-01489-x
9. Česonienė L., Šileikienė D., Dapkienė M. Influence of Anthropogenic Load in River Basins on RiverWater Status: A Case Study in Lithuania. Land. 2021. 10(1312). DOI: https://doi.org/10.3390/land10121312
10. De Klein J. From Ditch to Delta. Nutrient retention in running waters. Wageningen, PhD-thesis Wageningen University. 2008. 194 p.
11. Drolc A., Zagorc Koncan J., Tisler T. Evaluation of Point and Diffuse Sources of Nutrients in a River Basin on Base of Monitoring Data. Environmental Monitoring and Assessment. 2007. 129(1-3), P. 461–470. DOI: https://doi.org/10.1007/s10661-006-9376-5
12. HELCOM. Guidelines for the compilation of waterborne pollution load to the Baltic Sea (PLC-water). Helsinki. 2007. 80 p.
13. Howarth R.W., Sharpley A., Walker D. Sources of nutrient pollution to coastal waters in the United States: Implications for achieving coastal water quality goals. Estuaries. 2002. 25(4). P. 656–676. DOI: https://doi.org/10.1007/bf02804898
14. International Commission for the Protection of the Danube River (ICPDR). Danube River Basin Management Plan (DRBMP). 2021. 290 p.
15. International Water Aliance Saxony (IWAS). URL: https://www.ufz.de/iwas-sachsen/index.php?en=17427
16. Karra K., Kontgis C., Statman-Weil Z., Mazzariello J.C., Mathis M. Brumby S.P. Global land use/land cover with Sentinel 2 and deep learning. Brussels, Proceedings of the 2021 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium IGARSS. 2021.
17. Kuuppo P. River biogeochemistry and source identification of nitrate by means of isotopic tracers in the baltic Sea catchments. Biogeoscience. 2006. 3. P. 663–676.
18. Land & Water. Агро-гідрологічна модель річкових басейнів України. URL: https://landwater.uhmi.org.ua/
19. Malagò A., Venhor M., Gericke A., Vigiak  O., Bouraoui F., Grizzetti B., Kovacs A. Modelling nutrient pollution in the Danube River Basin: a comparative study of SWAT, MONERIS and GREEN models. Belgium, Publications Office of the European Union. 2015. DOI: https://doi.org/10.2788/156278
20. NASA JPL. NASA Shuttle Radar Topography Mission Global 1 arc second [Data set]. NASA EOSDIS Land Processes DAAC. 2013. DOI: https://doi.org/10.5067/MEaSUREs/SRTM/SRTMGL1N.003
21. OpenStreetMap Data Extracts. Geofabrik’s download server. URL: https://download.geofabrik.de/
22. Osadcha N.M., Luzovitska Yu.A., Ukhan O.O., Biletska S.V., Osypov V.V., Bonchkovsky A.S., Nabyvanets Yu.B., Osadchyi V.I. Methodology for Assessing the Surface Water Pollution by Nutrients. Ukrainian Geographical Journal. 2022. 4. P. 37–48. DOI: https://doi.org/10.15407/ugz2022.04.037
23. Osypov V., Osadcha N., Osadchyi V. SWAT Model Application for Simulating Nutrients Emission from an Agricultural Catchment in Ukraine. Forum Geografic. 2016. 15(2). P. 30–38. DOI: https://doi.org/10.5775/fg.2016.041.s
24. Pöthig R., Behrendt H., Opitz D., Furrer G. A universal method to assess the potential of phosphorus loss from soil to aquatic ecosystems. Environmental Science and Pollution Research. 2010. 17(2). P. 497–504. DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-009-0230-5
25. Savic R., Stajic M., Blagojević B., Bezdan A., Vranesevic M., Nikolić Jokanović V., Baumgertel A., Bubalo Kovačić M., Horvatinec J., Ondrasek G. Nitrogen and Phosphorus Concentrations and Their Ratios as Indicators of Water Quality and Eutrophication of the Hydro-System Danube–Tisza–Danube. Agriculture. 2022. 12(7). DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture12070935
26. Terekhanova T. Quantification of water and nutrient flows on a river catchment scale under scarce data conditions (A case study of Western Bug river basin, Ukraine). Dresden, MSc Thesis Dresden University of Technology, 2009. 85 p.
27. The International Benchmarking Network (IBNET). URL: https://www.ib-net.org/
28. Venohr M., Behrendt H., Hirt U., Hofmann J., Opitz D., Scherer U., Fuchs S., Wander R. Modellierung von Eintragen, Retention und Frachten in Flusssystemen mit MONERIS. Teil III. Nahrstoffe – Modellergebnisse. Schriftenreihe. 2008. P. 87–98.
29. Venohr M., Hirt U., Hofmann J., Opitz D., Gericke A., Wetzig A., Natho S., Neumann F., Hürdler J., Matranga M., Mahnkopf J., Gadegast M., Behrendt H. Modelling of Nutrient Emissions in River Systems – MONERIS – Methods and Background. International Review of Hydrobiology. 2011. 96(5). P. 435–483. DOI: https://doi.org/10.1002/iroh.201111331
30. Voss M., Dippner J.W., Humborg C., Hürdler J., Korth F., Neumann T., Schernewski G., Venohr M. History and scenarios of future development of Baltic Sea eutrophication. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2011. 92(3). P. 307–322. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecss.2010.12.037
31. Атлас адміністративно-територіального устрою України / За заг. ред. Остапенка П. / видання друге, доповнене. Проєкт «Підтримка належного врядування в місцевих громадах як складової реформи децентралізації» Координатора проєктів ОБСЄ в Україні. Київ, Міністерство розвитку громад та територій України, Товариство дослідників України. 2021. 441 с.
32. Кондратьев С.А., Казмина М.В., Шмакова М.В., Маркова Е.Г. Метод расчета биогенной нагрузки на водные объекты. Региональная экология. 2011. 3-4. С. 50–59.
33. Кондратьев С.А., Шмакова М.В., Уличев В.И. Детерминировано-стохастическое моделирование стока и биогенной нагрузки на водные объекты (на примере Финского залива Балтийского моря). СПб.: Нестор-История. 2013. 36 с.
34. Лузовіцька Ю.А., Кошкіна О.В., Осадча Н.М. Вплив водного стоку на формування виносу біогенних елементів у басейні річки Десни. Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. 2014. 2(33). С. 37–45.
35. Медінець С.В., Медінець В.І., Моклячук Л.І., Уткіна К.Б., Говард К., Саттон М.A. Створення системи оцінки азотного навантаження у басейні Дністра. Вісник ХНУ ім. В. Н. Каразіна. Серія «Екологія». 2017. 16. С. 123–131.
36. Осадча Н.М., Осадчий В.І., Ухань О.О., Клебанов Д.О., Лузовіцька Ю.А., Білецька С.В. Антропогенне навантаження біогенними елементами на поверхневі води басейнів нижнього Дунаю, Дністра та Пруту. Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. 2019. 3. С. 77–78.
37. Осадча Н.М., Осійський Е.Й., Скоблей М.П., Ухань О.О., Ярошевич О.Є. Аналіз основних антропогенних навантажень та їхніх впливів у районі річкового басейну Сіверського Дінця. 2018. 68 с.
38. Осадча Н.М., Ухань О.О., Чехній В.М., Голубцов О.Г. Оцінка емісії біогенних елементів та органічних речовин у поверхневі води басейну р. Сіверський Донець від дифузних джерел. Проблеми гідрології, гідрохімії, гідроекології. Монографія. К.: Ніка-центр. 2019. С. 192–200.
39. Осадчий В.І., Осадча Н.М., Мостова Н.М. Вплив урбанізованих територій на формування хімічного складу поверхневих вод басейну Дніпра. Наукові праці УкрНДГМІ. 2002. 250. С. 242–261.
40. Осипов В.В., Бончковський А.С., Орещенко А.В., Ошурок Д.О., Осадча Н.М. Обчислення кількості опадів на українських метеостанціях із врахуванням впливу вітру. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна, cерія «Геологія. Географія. Екологія». 2021. 55. C. 204–215. DOI: https://doi.org/10.26565/2410-7360-2021-55-15
41. Піціль А.О. Оцінка забруднення поверхневого стоку та його вплив на якість водних джерел на міських ландшафтах. Вісник ЖНАЕУ. 2012. 1(1). С. 391–401.
42. Портал електронних послуг Державного агентства водних ресурсів України. URL: https://e-services.davr.gov.ua/
43. Соломатіна В.Д., Пінкіна Т.В., Світельський М.М. Матковська С.І., Іщук О.В., Федючка М.М. Взаємозв’язок фосфорно-кальцієвого режиму водойм з їхньою біопродуктивністю (огляд). Вісник НУВГП. Серія «Сільськогосподарські науки». 2019. 1(85). С. 105–123.
44. Стародубцев В.М., Фесенко Н.В., Власенко І.С., Сергієнко А.Ю. Актуальні екологічні процеси в Сулинській затоці Кременчуцького водосховища. Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України. 2013. 2(38).
45. Технічний звіт EUWI+EAST-UA-14 «Розроблення плану управління басейну Дніпра в межах України: фаза 1, крок 2 – Аналіз антропогенного навантаження та його впливу, оцінка ризику, екологічні цілі для масивів поверхневих вод». 2020. 132 с.
46. Ухань О.О., Осадча Н.М. Оцінка антропогенного навантаження біогенними елементами та органічними речовинами у басейні р. Тетерів. Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. 2021. 1(59). C. 58–63. DOI: https://doi.org/10.17721/2306-5680.2021.1.6
47. Хільчевський В.К. Роль агрохімічних засобів у формуванні якості вод басейну Дніпра. К.: ВПЦ«Київський університет». 1996. 222 с.
48. Хрисанов Н.И., Осипов Г.К. Управление эвтрофированием водоемов. СПб.: Гидрометиздат. 1993. 278 с.
49. Центральна геофізична обсерваторія імені Бориса Срезневського (ЦГО). URL: http://cgo-sreznevskyi.kyiv.ua/

ЧИТАТИ ПОВНИЙ ТЕКСТ СТАТТІ

ЯК ЦИТУВАТИ

формат цитування ДСТУ 8302:2015

Бончковський А.С., Осипов В.В. В Оцінка навантаження біогенними елементами басейну р. Сула від точкових та дифузних джерел // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія, 2024. № 1(71). C. 58-73. DOI: https://doi.org/10.17721/2306-5680.2024.1.6

формат цитування APA

Бончковський, А.С., Осипов, В.В. (2024). Оцінка навантаження біогенними елементами басейну р. Сула від точкових та дифузних джерел. Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія, 1(71), 58-73. https://doi.org/10.17721/2306-5680.2024.1.6