Приведена динамика водопользования в бассейнах рек Беларуси за период 2006–2015 гг. К настоящему времени добыча (изъятие) вод уменьшилась в целом по стране на 15 %, причем добыча подземных вод сократилась на 20 %, а изъятие поверхностных вод уменьшилось на 7 %. Объемы сбросов сточных вод в поверхностные водные объекты снизились на 7 %. Выполнен анализ причин изменения основных показателей водопользования. Выявлены водопользователи, оказывающие наибольшее влияние на экологическое состояние поверхностных водных объектов. На основании принятых критериев проведена оценка степени негативного влияния со стороны наиболее крупных водопользователей на качество воды поверхностных водных объектов по гидрохимическим показателям. Установлено, что наибольшей разницей между фактическими и допустимыми значениями добычи (изъятия) воды характеризуется бассейн реки Припять, наименьшей – бассейны рек Неман и Западная Двина, между фактическими и допустимыми значениями сбросов сточных вод – бассейны рек Припять и Днепр, наименьшей – также бассейны рек Неман и Западная Двина. Обосновано различие между фактическими и нормативными объемами водопотребления и водоотведения в разрезе водопользователей и речных бассейнов. Для возможности контроля и уточнения разрешенных объемов водопользования предложено приводить в разрешениях на специальное водопользование данные об источниках информации, используемой при расчетах. При установлении допустимых сбросов рекомендуется использовать бассейновый принцип, что позволит обоснованно распределить ассимиляционный потенциал речного бассейна между
водопользователями при его ограниченности.

Проанализирован гидрологический режим Вилии на ее трансграничном участке за весь период наблюдений. Основу исследований составили ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши государственного водного кадастра за 1946–2015 гг., а также данные о водопользовании за 1976–2015 гг. Оценены последствия изменения гидрологического режима Вилии после строительства Вилейского водохранилища и Вилейско-Минской водной системы (ВМВС). Величина безвозвратного водопотребления и потерь воды в бассейне Вилии в первые годы функционирования ВМВС превышала 15 % от речного стока маловодного года 95%-ной обеспеченности, а в последние 10 лет снизилась до 11 %. Определены возможные изменения характеристик водного режима Вилии после введения в эксплуатацию Белорусской АЭС. Планируемое водопотребление и отведение технических сточных вод БАЭС в р. Вилию может привести к изменению трех основных характеристик водного режима: уменьшение расходов воды на трансграничном створе; уменьшение уровней воды в лимитирующие (для пограничной службы) периоды времени; смещение даты становления и разрушения ледостава вследствие сброса подогретых сточных вод БАЭС. Ввод в эксплуатацию БАЭС приведет к небольшим негативным изменениям водного режима Вилии в трансграничном створе, которые вполне могут быть компенсированы водохозяйственными мероприятиями на территории Беларуси.

Одним из наиболее эффективных технологических способов рационального использования природных водных ресурсов является создание замкнутых водооборотных систем с заменой природной воды на сточные воды предприятий. Исследовано влияние примесных катионов (железа, алюминия, меди и дополнительного количества магния) как в индивидуальном состоянии, так и в смеси на процесс образования карбонатов кальция. Для ингибирования процесса образования карбоната кальция в лабораторных условиях исследовано влияние карбоксилсодержащих водорастворимых полимеров – полиакрилата натрия с ММ 5100, полиметакрилата натрия с ММ 4000, сополимера акриловой и малеиновой кислот с ММ 3000 в индивидуальном состоянии. Исследования проводились на модельных системах. Показано, что присутствующие в сточной воде соли железа, алюминия, меди инициируют образование карбоната кальция и приводят к уменьшению индукционного периода осадкообразования в 1,2–1,4 раза. В связи с этим в замкнутых водооборотных системах необходимо использование реагентов с высокой эффективностью ингибирующего действия. Установлено, что индукционный период осадкообразования увеличивается при введении в систему карбоксилсодержащих водорастворимых полимеров с молекулярной массой от 3000 до 5000: в 2,7 раза при использовании полиакрилата натрия, в 2,4 раза – полиметакрилата натрия и в 1,9 раза – сополимера акриловой и малеиновой кислот. На основании полученных результатов сделан вывод о целесообразности использования водорастворимых полимеров в качестве ингибиторов осадкообразования в замкнутых водооборотных системах предприятий с циркуляцией сточных вод сложного состава.

Приводится ретроспективный исторический очерк развития гидроботанических исследований в Минской области за более чем двухсотлетний период. Выделены три этапа изучения флоры и растительности водных экосистем региона (1780–1929, 1930–1959, 1960–2017 гг.). Показана неравномерность флористического обследования области: наибольшее число сборов водных растений было выполнено в Воложинском, Мядельском, северной части Борисовского районов в пределах особо охраняемых территорий, а также в центральной части области (Минский район и г. Минск). Составлен перечень сосудистых растений водных объектов Минской области на основе литературных данных и собственных сборов, включающий 17 гибридов и 206 видов, расположенных согласно системе Angiosperm Phylogeny Group, 2016 (APG IV). Из них 148 видов составляют водную флору области и относятся к истинно водным, земноводным и прибрежно-водным растениям, 58 видов принадлежат к группе береговых растений, заходящих в воду. При включении видов в список флоры водных объектов использовались шкалы Л.Г. Раменского и Г. Элленберга. Установлено, что синтаксономическое изучение водной и прибрежно-водной растительности региона с применением метода Браун-Бланке ранее не проводилось (за исключением прибрежно-водных сообществ г. Минска). Сделано заключение о необходимости планомерной инвентаризации синтаксономического разнообразия водной и прибрежноводной растительности водных объектов Минской области, а также выполнения таксономического, экологического, экобиоморфологического, географического, созологического анализов региональной водной флоры.

Оценена биомасса облавливаемой части популяций длиннопалого рака Astacus leptodactylus основных озер и водохранилищ белорусской части бассейна Западного Буга. Раки встречаются во всех озерах, водохранилищах, карьерах, прудах и крупных реках бассейна Западного Буга. Плотность раков определяли по принятому среднему расстоянию, на которое перемещается рак, равному 10 м и коэффициенте уловистости 0,5. В работе использовали полесскую раколовку (жак), которая состояла из двух корзин и сетной вставки между ними. Рассчитанная площадь, облавливаемая одной ловушкой, составила 20 м²/сут. Плотность раков изменялась от 0,003 до 0,26 инд./м². Раков измеряли от острия рострума до конца тельсона и индивидуально взвешивали с точностью 0,1 г. Для определения массы особи по известной длине рассчитаны соответствующие степенные уравнения, которые определены отдельно для самцов и самок. Суммарная биомасса облавливаемой части популяций рассчитана по средним значениям плотности, длины особей и полученной зависимости массы от длины раков. Суммарная биомасса облавливаемой части популяций длиннопалого рака основных озер и водохранилищ белорусской части бассейна Западного Буга составила 16 т. Для всех водных объектов белорусской части бассейна биомасса раков оценена в 20 т. Сбор материала проводили в мае 2017 г.

Обыкновенная гадюка (Pelias berus, L. 1758) – один из наиболее ценных представителей животного мира Беларуси. Змеиный яд используется при производстве ряда эффективных лекарственных препаратов, применяемых при лечении невралгий, артралгий, миалгий, радикулитов, артритов, миозитов и периартритов. Беларусь, благодаря своим природно-климатическим особенностям (умеренный климат, значительная площадь лесоболотных угодий, высокая сохранность природных ландшафтов), выделяется значительными запасами популяции этого вида. Согласно результатам полевых учетов, выполненных в 2011–2017 гг., современная численность региональной популяции обыкновенной гадюки в Беларуси, составляет 500–550 тыс. особей. Наиболее крупная территориальная группировка гадюки размещена в Брестской области (60,7 тыс. экз.), наименьшие – в Могилевской (30,2 тыс. экз.) и Минской областях (30,6 тыс. экз.). Самая крупная популяция сосредоточена в Ивацевичском районе Брестской области (30,6 тыс. экз.). Различия в численности территориальных группировок, населяющих разные административные районы страны, обусловлены различиями в их общей площади, площади благоприятных для вида местообитаний и плотности популяций. Показатель плотности белорусской популяции варьирует от 0,5 до 150 экз./га, средний уровень – 15–25 экз./га. В структуре популяции доминируют средние по размерам особи, длина тела которых находится в пределах 60–75 см. Соотношение численности неполовозрелых, самцов и самок составляет 30, 33 и 37 % соответственно. Половой баланс сдвинут в сторону незначительного доминирования самок (соотношение самцы:самки – 1:1,1). Приводятся рекомендации по рациональному использованию биологических ресурсов ценного вида.

Родниковые комплексы представляют собой совокупность холодных источников разного типа (лимнокренов, гелокренов или реокренов) и связанные с ними другие типы континентальных водоемов (чаще ручьи или малые реки) или части их акватории, объединенные одним свойством – стабильно низкой температурой воды. В большинстве родниковых комплексах температура воды в течение года изменяется в пределах 3–6 °C зимой и 8–10 °C летом. Изучен видовой состав водных беспозвоночных родниково-ручьевого комплекса «Трофимова криница». Установлена таксономическая структура и получена базовая фаунистическая информация. Гидрохимические показатели воды родниково-ручьевого комплекса «Трофимова криница» соответствуют параметрам питьевой воды. Выявлено 26 видов, являющихся представителями макрозообентосного и плейстонного комплексов и относящихся к 4 типам водных беспозвоночных: Mollusca – 4; Platyhelminthes – 1; Annelida – 2 и Arthropoda – 19 видов и форм. На основании результатов исследований сделан вывод, что в биотопах родниково-ручьевого комплекса обитает относительно богатая фауна водных беспозвоночных, сходная с таковыми в холодных источниках в других областях Беларуси. Доминирующим видом являлись личинки веснянки Nemurella pictetii (Klapálek, 1900) – 53,08 % от всех выявленных водных беспозвоночных в родниковом комплексе «Трофимовой криницы». Среди выявленных водных беспозвоночных следует отметить следующие виды – Crenobia alpina (Dana, 1766), Pisidium personatum (Malm, 1855), Candona candida (O.F. Mueller, 1845), Nemurella pictetii (Klapálek, 1900) и Velia caprai (Tamanini, 1947), являющиеся представителями кренофильной фауны.

Приведены данные по распространению и численности двух видов иксодовых клещей: таежного Ixodes persulcatus (Schulze, 1930) и европейского лесного Ixodes ricinus (Linnaeus, 1758), а также по эпидемиологическому проявлению природных очагов клещевого энцефалита (КЭ) и иксодовых клещевых боррелиозов (ИКБ) на территориях Карелии и Беларуси. В разных частях ареалов двух видов иксодовых клещей на данных территориях установлены особенности встречаемости клещей и эпидемиологического проявления природных очагов клещевых инфекций. В настоящее время в Карелии, на северной периферии ареалов таежного и европейского лесного клещей наблюдается расширение границ обитания и увеличение численности эпидемиологически более опасного вида I. persulcatus. На территории Беларуси массовым видом иксодовых клещей остается I. ricinus, численность которого на протяжении последних лет значительно возросла. Несмотря на то что на данных территориях доминирующими переносчиками инфекций являются разные виды иксодовых клещей: I. persulcatus в Карелии и I. ricinus в Беларуси, эпидемиологическое проявление природных очагов носит сходный характер и выражается ростом показателей заболеваемости населения как КЭ, так и ИКБ. В то же время основное отличие в эпидемиологическом проявлении природных очагов клещевых инфекций Карелии от Беларуси состоит в более высоком уровне заболеваемости КЭ на территории Карелии.

С использованием данных наблюдений Гидрометцентра за качеством воздуха в областных городах Беларуси анализируется сезонный и суточный ход концентраций антропогенных загрязняющих веществ (углерода оксида, азота оксида и диоксида, летучих органических соединений – бензола, толуола, ксилола) и озона. Показано, что помимо непосредственных источников выбросов загрязнений на их концентрации в воздухе существенно влияют скорость ветра и термическая конвекция. Оба фактора приводят к уменьшению концентраций антропогенных загрязняющих
веществ в воздухе городов. В частности, именно этими факторами объясняется дневное снижение концентраций загрязнителей атмосферы по сравнению с утренним и вечерним пиками. Поскольку метеоусловия существенно влияют на уровень загрязнения воздуха, то по результатам мониторинга трудно судить об интенсивности и объеме антропогенных выбросов от местных источников. Для этого необходимы оценки «производительности» отдельных источников загрязнений или специально разработанные методики отбора «репрезентативных» результатов мониторинга при «особых метеорологических условиях». Установлена характерная для всех городов закономерность, согласно которой, вечернее повышение концентраций загрязнений смещается по оси времени в соответствии с продолжительностью светового дня: зимой наступает раньше, а летом позже. Для объяснения этого явления требуются дополнительные исследования. В отличие от антропогенных загрязнений концентрация приземного озона в дневное время растет, чему способствуют увеличение скорости ветра, приводящее к притоку воздуха с более высокими концентрациями озона из сельской местности, и интенсификация термической конвекции, способствующая обмену воздухом с более высокими слоями тропосферы с повышенными концентрациями озона. Эпизоды генерации озона в городском воздухе в ходе проведенного исследования не выявлены. Вероятно, это объясняется низким содержанием антропогенных загрязняющих веществ и их составом, а также весьма высокой влажностью воздуха.

Выполнена оценка возможных будущих колебаний температуры воздуха и осадков на основе использования данных климатического моделирования, предоставленных консорциумом EURO-CORDEX, для узлов сетки, входящих в границы Беларуси. В работе использованы данные с временным разрешением за суточные интервалы для периода 1970–2100 гг. и пространственным разрешением 0,44 градуса. Для оценки будущих изменений температуры воздуха и осадков выполнены расчеты по 40 комбинациям глобальных и региональных климатических моделей. Расчетный период охватывает 2017–2100 гг., исторический период 1971–2000 гг. Использованы климатические проекции, согласно сценариям радиационного воздействия RCP2.6, RCP4.5 и RCP8.5. Рассчитаны статистические параметры для рядов модельных данных по температуре воздуха и осадкам за годовые и сезонные интервалы и климатические индексы на их основе по последовательным десятилетиям. Расчеты модельных метеорологических параметров показали существенные изменения температуры воздуха и осадков по территории Беларуси к концу текущего столетия. Ожидаемые изменения связаны с положительными тенденциями температуры воздуха и осадков. Расчетные данные сезонных и годовых значений температуры и осадков варьируют в зависимости от комбинации глобальных и региональных моделей. Наименьшие изменения были отмечены для сценария RCP2.6, наиболее значимые изменения – для сценария RCP8.5. Наибольшие изменения в рамках каждого сценария были получены для холодной части года (зима и весна).

По материалам геохимической съемки масштабов 1:100000 и 1:50000 выявлены ландшафтно-геохимические особенности территории в районе размещения Белорусской АЭС. Дана эколого-геохимическая оценка состояния современных покровных отложений на начало строительства АЭС. Оценка ландшафтов и эколого-геохимического состояния территории проведена по почвенному покрову на основе интегрального показателя Zс. По отношению к кларку почв Беларуси почвенный покров территории в 1,4–3,9 раза обогащен Pb, Mn, Cu, Cr, на уровне кларка Co, Ni, Zr. По территории исследования преобладает минимальный и низкий уровень загрязнения. Это относится как к заповедным территориям Национального парка «Нарочанский», заказников – «Сорочанские озера», «Голубые озера», «Швакшты», так и к водосборным территории р. Вилии, занятых природными ландшафтами в пределах Островецкого, Ошмянского и Сморгонского районов, и к лесным массивам у границы с Литвой. Экологическую обстановку территории можно считать благоприятной. Современные покровные отложения природных ландшафтов на изученной территории в связи с невысокими на текущий момент техногенными нагрузками по уровню загрязнения почти не отличаются: показатель Zс лежит в близких пределах: 2,7–5,0. Элементарные ландшафты в пределах исследованной территории относятся к категории ландшафтов устойчивых к химическому загрязнению, за исключением отложений трансэлювиального ландшафта мелко- и среднехолмистой моренной возвышенности и супераквального ландшафта холмисто-грядовой моренной равнины, являющиеся среднеустойчивыми. Оценка существующего состояния современных отложений, в том числе почвенного покрова, послужит отправной точкой при последующих экологических исследованиях данной территории.

Показаны проблемы интеграции национальной экологической сети и Изумрудной сети в Беларуси. Авторы представляют каждую из этих природоохранных инициатив, обращая внимание на особенности их развития в Беларуси и существующие проблемы. Национальная экологическая сеть состоит из зон ядра, экологических коридоров и охранных зон. Элементы сети формируют особо охраняемые природные территори (ООПТ) и территории, подлежащие специальной охране. Изумрудная сеть состоит из территорий особого природоохранного значения (ТОПЗ), которые включают большинство ООПТ Беларуси. Анализ совмещения проектов обеих сетей показал, что национальная экологическая и Изумрудная сеть в значительной степени перекрываются. Среди проблем разработки обеих экологических сетей можно назвать недостаток информации по распространению ряда видов и биотопов, неопределенность некоторых категорий территорий специальной охраны, непонимание сути экологической сети сторонами, принимающими решения. Принимая во внимание сходные критерии и принципы формирования, авторы приходят к выводу, что оптимальным решением проблемы является включение всех объектов Изумрудной сети (ТОПЗ) в состав национальной экологической сети. Это возможно путем совершенствования национального законодательства в области экологической сети и дальнейшего развития категорий природных территорий, подлежащих специальной охране, которые до сих пор остаются невостребованными.

Проанализирована роль геостатистического анализа в изучении свойств почв на примере кислотности. Описана эволюция подходов в использовании геостатистики в географии и в почвоведении, показана актуальность дальнейшего использования геостатистического подхода для изучения гетерогенности почвенных свойств и повышения эффективности прикладного использования почв. На основании полученных опытным путем данных по кислотности почв на исследуемых ключевых участках лесных, луговых и пахотных земель было последовательно изложено применение геостатистического подхода. Показана целесообразность предварительной статистической обработки данных и анализа показателей асимметрии и эксцесса. Объяснена необходимость использования вариографии и важность правильного выбора математических моделей, которые используются при построении картограмм. Были определены наилучшие способы интерполяции, которыми стали простой и ординарный кригинг, с помощью которых были построены картограммы распределения кислотности на исследуемых участках. Это позволило определить степень неоднородности распределения кислотности почв на различных участках местности под разными видами земель, на разных гипсометрических уровнях и наличие пространственных закономерностей. На пойменном участке отмечается значительная пространственная автокорреляция данных по кислотности почв, так как отношение наггета к порогу составляет лишь 4 % и установлена значительная обратная корреляция значений рН с абсолютными высотами местности. Величина рН четко дифференцирована от степени увлажнения почв – она существенно возрастает от автоморфных почв к глеевым, что обусловлено близкой к нейтральной реакцией среды грунтовых вод в пойме.

Перспективными технологическими направлениями рационального использования водных ресурсов в промышленности является использование водооборотных систем с многократным использованием воды. При уменьшении количества природной воды, используемой для пополнения (подпитки) оборотной системы, концентрация солей увеличивается и образуется осадок. Для решения данных проблем в систему вводят специальные реагенты, ингибирующие кристаллизацию солей и стабилизирующие дисперсию с осадком. В работе предложены методы оценки эффективности ингибирующего и стабилизирующего осадок действия реагентов и рассчитаны основные метрологические характеристики. Методы основаны на определении индукционного периода осадкообразования, характеризующего начало формирования кристаллической фазы в растворе, и оптической плотности дисперсии. Сравнение данных параметров до и после введения реагентов в систему позволяет оценить их эффективность как ингибиторов осадкообразования. В работе исследованы ингибирующее и стабилизирующее действия полиакрилата натрия, полиэтиленгликоля, триполифосфата натрия, трилона Б, лигносульфоната магния, аминотриметиленовой фосфоновой кислоты, фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновой кислоты, двунатриевой соли 1-гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты. Установлено, что при использовании полиакрилата натрия индукционный период осадкообразования увеличивается почти в 7 раз по сравнению с системой без реагентов. Наиболее эффективным стабилизирующим действием из исследованных реагентов обладает полиэтиленгликоль. Использование в водооборотных системах реагентов, увеличивающих индукционный период осадкообразования и стабилизирующих дисперсию с осадком, позволяет ингибировать кристаллизацию солей при увеличении их концентрации и снижении количества воды, добавляемой в систему.