agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2026.27.3.646-659agronauka-2553Research ArticleЗЕМЛЕДЕЛИЕ, АГРОХИМИЯ, МЕЛИОРАЦИЯAGRICULTURE , AGROCHEMISTRY, LAND IMPROVEMENTРасширение возможностей применения физико-химического мониторинга поверхностных вод в условиях эвтрофированияExpanding the possibilities of using physical and chemical monitoring of surface water in eutrophic conditionshttps://orcid.org/0009-0009-7208-7380НеваевА. С.NevaevA. S.

Неваев Алексей Сергеевич, аспирант.

Ул. Л. Толстого, д. 42, Ульяновск 432017

Alexey S. Nevaev - post-graduate student.

42 L. Tolstoy St., Ulyanovsk, 432017

contact@ulsu.ruФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет»РоссияUlyanovsk State UniversityRussian Federation202616072026273646659Copyright © Неваев А.С., 20262026Неваев А.С.Nevaev A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.agronauka-sv.ru/jour/article/view/2553

Сохраняющийся высокий уровень антропогенного воздействия на естественные водные объекты неизбежно приводит к ухудшению их экологического состояния. В подобных условиях перед аграриями появляется необходимость в обеспечении контроля за качеством водных ресурсов, который может быть осуществлен с помощью физикохимического мониторинга. Несмотря на преимущества данного подхода, существующие ограничения по интерпретации получаемых результатов, особенно в условиях эвтрофированного водоема, являются существенной преградой перед широкой реализацией данного подхода на практике. В статье представлены результаты разработки методики учета фактора эвтрофирования при проведении мониторинга водных объектов с помощью физико-химических методов, которая обеспечивает лучшую интерпретацию получаемых сведений и делает возможной реализацию мониторингового процесса данного типа в условиях эвтрофированных вод. В основу данной методики была положена изменчивость базовых гидрохимических показателей водной среды (pH, концентрация растворенного кислорода, уровень общей минерализации), обусловленная жизнедеятельностью фитопланктона. Для подтверждения гипотезы о возможности совместного использования данных показателей при проведении мониторинга эвтрофированных вод в районе Центрального плёса Куйбышевского водохранилища в 2022–2024 гг. определены корреляционные взаимосвязи плотности скоплений фитопланктона с содержанием растворенного кислорода (0,56…0,77), водородным показателем (0,49…0,63) и общей минерализацией (-0,57…-0,72). Полученные результаты позволили выявить стабильную умеренно-высокую корреляционную связь между исследуемыми величинами, а также определенную конфигурацию их изменчивости в зависимости от наличия в воде фитопланктона. На основе данной взаимосвязи разработана вышеупомянутая методика, которая сводится к определению трех новых величин: специфической изменчивости гидрохимических показателей (KD), степени влияния на гидрохимические показатели фактора фитопланктона (FD), величины присутствия фитопланктона в водной среде (P), позволяющих расширить возможности стандартного физико-химического мониторинга в условиях повсеместного антропогенного эвтрофирования и оценить пригодность водоемов для сельскохозяйственных практик.

The continued high level of anthropogenic impact on natural water bodies inevitably leads to a deterioration in their ecological state. In such conditions, farmers need to ensure control over the quality of water resources, which can be achieved through physical and chemical monitoring. Despite the advantages of this approach, the existing limitations in interpreting the results, especially in eutrophic water bodies, pose a significant obstacle to its widespread implementation in practice. The article presents an attempt to develop a methodology for accounting for the eutrophication factor when monitoring water bodies using the physical and chemical method, which provides a better interpretation of the obtained data and makes it possible to implement this type of monitoring process in eutrophied waters. This methodology is based on the variability of basic hydrochemical parameters of the aquatic environment (pH, dissolved oxygen concentration, total mineralization), which are subject to variability as a result of phytoplankton activity. In 2022–2024, in the Central Reach of the Kuybyshev Reservoir, correlation relationships between the density of phytoplankton clusters and the content of dissolved oxygen (0.56…0.77), hydrogen index (0.49…0.63), and total mineralization (-0.57…-0.72) were determined to confirm the hypothesis about the possibility of using these indicators together in the monitoring process of eutrophic waters. The research results revealed a stable moderate-high correlation between the studied variables, as well as a specific pattern of their variability depending on the presence of phytoplankton in the water. Based on this interaction, the above-mentioned methodology has been developed, which involves the determination of three new values: specific variability of hydrochemical parameters (KD), the degree of influence of the phytoplankton factor on hydrochemical parameters (FD), as well as the amount of phytoplankton present in the aquatic environment (P). These indicators make it possible to expand the capabilities of standard physical and chemical monitoring in the context of widespread anthropogenic eutrophication and assess the suitability of water bodies for agricultural practices.

гидрохимический анализфитопланктонводные ресурсысельское хозяйствозагрязнениеэкология водоемовhydrochemical analysisphytoplanktonwater resourcesagriculturepollutionecology of reservoirsработа выполнена без финансового обеспечения в рамках инициативной тематики. Автор благодарит рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работыthe research was carried out without financial support within the initiative topics. The author thanks the reviewers for their contribution to the peer review of this workReferencesУманская М. В., Горбунов М. Ю., Тарасова Н. Г. Цианобактериальные цветения воды в пресноводных континентальных водоемах: обзор. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2023;25(5):182–194. DOI: https://doi.org/10.37313/1990-5378-2023-25-5-182-194 EDN: WCZHUGUmanskaya M. V., Gorbunov M. Yu., Tarasova N. G. Cyanobacterial blooms in freshwater continental reservoirs: a review. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk = Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2023;25(5):182–194. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.37313/1990-5378-2023-25-5-182-194Горская О. И. Совершенствование методов альголизации и биомелиорации водоема-охладителя Ростовской АЭС и приплотинной части Цимлянского водохранилища. Глобальная ядерная безопасность. 2023;13(2):14–23. DOI: https://doi.org/10.26583/gns-2023-02-02 EDN: MHRNWWGorskaya O.Yu. Improvement of methods of algolization and biomelioration of the Rostov NPP cooling pond and the near dam part of the Tsimlyansk reservoir. Globalnaya yadernaya bezopasnost = Global Nuclear Safety. 2023;13(2):14–23. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.26583/gns-2023-02-02Дубенок Н. Н., Исаева С. Д., Овчинникова Е. В., Быстрицкая Н. С. О качестве воды для сельскохозяйственного водоснабжения и мерах по его обеспечению. Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2015;(3(39)):20–25. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=24318676 EDN: UMEHSXDubenok N. N., Isaeva S. D., Ovchinnikova E. V., Bistritskaya N. S. On water quality for agricultural water supply and measures to ensure it. Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vissheye professionalnoye obrazovaniye = Proceedingsof Nizhnevolzskiy Agrouniversity Complex: Science and Higher Vocational Education. 2015;(3(39)):20–25. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=24318676Абрамова К. И., Токинова Р. П., Водунон Н. Р., Шагидуллин Р. Р., Шурмина Н. В. Анализ корреляционной связи между развитием фитопланктона и кислородным режимом устьевой области реки. Труды Карельского научного центра Российской академии наук. 2021;(5):20–31. DOI: https://doi.org/10.17076/eco1391 EDN: TVYSKDAbramova K. I., Tokinova R. P., Vodounon N. R., Shagidullin R. R., Shurmina N. V. Analysis of correlation between phytoplankton and oxygen regime in river mouth area. Trudi Karelskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk = Transactions of the Karelian research centre of the Russian academy of sciences. 2021;(5):20–31. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.17076/eco1391Слепчук К. А., Совга Е. Е. Уровень эвтрофирования восточного района Севастопольской бухты по результатам численного моделирования индекса E-TRIX. Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2018;(2):53–59. DOI: https://doi.org/10.22449/2413-5577-2018-2-53-59 EDN: YLLQLJSlepchuk K. A., Sovga E. E. Eutrophication level of the eastern part of the sevastopol bay on the basis of numerical modeling of E-TRIX index. Ekologicheskaya bezopasnost pribrezhnoy i shelfovoy zon morya = Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea. 2018;(2):53–59. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.22449/2413-5577-2018-2-53-59Фрумин Г. Т., Терещенко О. В. Трофический статус озера Ильмень (по данным 2003–2020 годов). Труды Карельского научного центра Российской академии наук. 2022;(6):50–57. DOI: https://doi.org/10.17076/lim1555 EDN: NHPPGRFrumin G. T., Tereshchenko O. V. Trophic status of lake Ilmen (2003-2020). Trudi Karelskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk = Transactions of the Karelian research centre of the Russian academy of sciences. 2022;(6):50–57. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.17076/lim1555Макеева Е. Д. Деятельность человека как причина ухудшения экологического состояния реки Волги в конце XIX – начале XXI ВВ (исторический аспект). Вестник Сургутского государственного педагогического университета. 2021;(6(75)):58–69. DOI: https://doi.org/10.26105/SSPU.2021.75.6.005 EDN: KHYHANMakeeva E. D. Human activity as a cause of deterioration of the ecological state of the Volga river in the late XX – early XXI centuries (historical aspect). Vestnik Surgutskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta = Bulletin of Surgut State Pedagogical University. 2021;(6(75)):58–69. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.26105/SSPU.2021.75.6.005Петров Б. Г. Куйбышевское водохранилище. Географические аспекты водоохранных мероприятий. М.: Экопресс, 2004. 320 с.Petrov B. G. Kuibyshev reservoir. Geographical aspects of water protection measures. Moscow: Ekopress, 2004. 320 p.Поздняков Ш. Р., Кондратьев С. А., Минакова Е. А., Брюханов А. Ю., Игнатьева Н. В., Шмакова М. В. и др. Оценка биогенной нагрузки на Куйбышевское водохранилище со стороны водосбора. География и природные ресурсы. 2019;(3):67–76. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=39239187 EDN: GAESVBPozdnyakov Sh. R., Kondratyev S. A., Minakova E. A., Bryukhanov A. Yu., Ignatyeva N. V., Shmakova M. V. et al. Estimation of nutrient load on the kuibyshev reservoir from the catchment area. Geografiya i prirodniye resursi = Geography and Natural Resources. 2019;(3):67–76. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=39239187Минеева Н. М., Поддубный С. А., Степанова И. Э., Цветков А. И. Абиотические факторы и их роль в развитии фитопланктона водохранилищ средней Волги. Биология внутренних вод. 2022;(6):640–651. DOI: https://doi.org/10.31857/S0320965222060158 EDN: DFTPPDMineyeva N. M., Poddubny S. A., Stepanova I. E., Tsvetkov A. I. Abiotic factors and their role in phytoplankton development in reservoirs of the middle Volga river, Russia. Biologiya vnutrennikh vod = Inland Water Biology. 2022;(6):640–651. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.31857/S0320965222060158Халиуллина Л. Ю., Яковлев В. А. Фитопланктон мелководий в верховьях Куйбышевского водохранилища. Казань: Изд-во Академии наук РТ, 2015. 171 с. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=25560890 EDN: VNJBRNKhaliullina L. Yu., Yakovlev V. A. Phytoplancton of shoals in upper reaches of the Kuibyshev reservoir. Kazan: Izd-vo Akademii nauk RT, 2015. 171 p. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25560890Мольков А. А., Капустин И. А., Щегольков Ю. Б., Воденеева Е. Л., Калашников И. Н. Взаимосвязь первичных гидрооптических характеристик на 650 нм с глубиной видимости диска Секки и концентрацией сине-зеленых водорослей в Горьковском водохранилище. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2018;11(3):26–33. DOI: https://doi.org/10.7868/S2073667318030036 EDN: YAMOYXMolkov A. A., Kapustin I. A., Shchegolkov Yu. B., Vodeneeva E. L., Kalashnikov I. N. On correlation between inherent optical properties at 650 nm, Secchi depth and blue-green algal abundance for the Gorky reservoir. Fundamentalnaya i prikladnaya gidrofizika = Fundamental and Applied Hydrophysics. 2018;11(3):26–33. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.7868/S2073667318030036Пронина Г. И., Корягина Н. Ю., Терентьев П. В. Воздействие фитопланктона на кислородный режим рыбохозяйственного водоема в условиях низких температур. Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. 2016;(1):52–61. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=25736552 EDN: VRFAFVPronina G. I., Koryagina N. Yu., Terentyev P. V. Impact of the phytoplankton on the oxygen mode of the fishery reservoir in the conditions of low temperatures. Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Ribnoye khozyaystvo = Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Fishing Industry. 2016;(1):52–61. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25736552

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