Экология/6. Экологический мониторинг
Л.В. Дембовская
ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени
академика И.Г. Петровского»
Биоиндикация
состояния рек староосвоенного региона
Экосистема – основное понятие экологии.
Это совокупность сосуществующих видов растений, животных, грибов,
микроорганизмов, взаимодействующих между собой и с окружающей их средой
обитания таким образом, что такое сообщество может сохраняться и
функционировать на протяжении длительного периода геологического времени. В результате
взаимодействия организмов между собой и окружающей их средой внутри экосистемы
организуются потоки вещества, энергии и информации [3].
Особенно важно равновесие и благополучие
водных экосистем на планете, так как водные ресурсы требуют постоянной охраны и
преумножения. Водные экосистемы – главный объекты гидроэкологии [3] и требуют
специальных подходов к оценке их состояния.
Цель работы – выявить
гидромониторинговые показатели рек Брянской и Калужской области по
гидробиологическим параметрам.
В ходе достижения цели решались следующие задачи: рассмотреть
состояние водных экосистем в мониторинге территории; изучить основные
показатели водных объектов, подходы к оценке их состояния в мониторинге; провести
малакоиндикационные исследования, оценить состояние вод и их способность к
самоочищению на Десне и Судости в Брянской области.
Методы исследования. В работе применен метод аналитического обзора
литературы, малакоиндикационный метод, расчет биотического индекса качества вод
(индекс реки Трент индекс Вудивисса), методы математической статистики [1, 2].
Биоиндикация состояния рек староосвоенного региона – важнейшая
задача гидробиологического мониторинга в том числе и при использовании хорошо
разработанного малакоиндикационного метода. При наличии хорошо разработанных
методик малакоиндикации имеется возможность сравнивать результаты и проводить
комплексные мероприятия по оценке и прогнозу состояния водотоков.
Нами были исследованы воды реки Верхний Судок. Река Верхний Судок
может быть классифицирована как самая малая речка (длина < 10,11-25 км (по
А.А. Соколову)). Питание реки дождевое, снеговое и родниковое, до недавнего
времени, с преобладанием родникового. Река сильно меандрирует по широкой, от
9,7 до 48 м, пойме. Пойма заболочена. Выделяются участки со стоячими водами: на
2011 год их 8. В соответствии с данными 2011 года: ширина русла - от 10 см до
1 м, с максимальной шириной до 1,2 м;
максимальная глубина реки не превышает 28 см, в среднем она составляет 25 см;
средняя скорость течения - 0,4 м/с.
Река Верхний Судок входит
в систему внутренних вод территории Брянской области. Впадая в крупную реку
Десна, она вносит свой вклад в
формирование ее водных ресурсов.
В 2011 г. были проведены исследования вод реки Верхний Судок
(период июнь - октябрь). Исследования проводились в 4 точках оврага Верхний
Судок.
Было найдено содержание растворённого кислорода в водах реки
Верхний Судок. Полученные данные сравнивались с ПДК водоемов рыбохозяйственного
водопользования (для растворённого кислорода – не менее 6 мг/л).
Анализ результатов позволяет сделать вывод о недостаточном
содержании растворенного кислорода в пробах воды, взятых в пунктах 2 и 3, что
объясняется процессами эфтрофикации и зарастания русла реки в этих
участках. Снижение содержания
растворенного кислорода в воде в августе, сентябре и октябре объясняется
разбавлением вод дождевыми стоками.
Полученные показатели биохимического потребления кислорода (БПК5)
в воде р. характеризуют воду в реке как
относительно чистую, так как эти величины не превышают ПДК. Максимальные
показатели БПК характерны для пунктов 2 и 3. В этих же пунктах наблюдается
низкое содержание растворенного кислорода. Это приводит к выводу о повышенном содержании на данном участке
легко окисляемых органических и
неорганических остатков, а также о достаточно высокой концентрации
микроорганизмов.
Ни в одной точке отбора проб значения перманганатной окисляемости
не превышают ПДК (3 мг О2/л).
Данные по бихроматной окисляемости (ХПК) вод р. В. Судок,
демонстрируют наличие начальной стадии эвтрофикации в пунктах 2 и 3. Это
объясняется наличием в воде нитрит-ионов свежеобразованных органических
соединений и небольшого количества гуминовых кислот. В целом обмен органики в
этих пунктах вполне удовлетворительный, так как показатели не превышают ПДК.
Забор проб производился в троекратной повторности по каждому
пункту исследования. В качестве контроля мы использовали дистиллированную воду.
В пунктах исследования у воды наблюдается устойчивый запах болотной травы. Это
связано с усилением зарастания водоема и его обмелением. В пункте 6 по данным
мониторинговых исследований с 1994 года постоянно присутствует устойчивый запах
болотной травы, что связано со слабым течением
и застоем воды в данном участке.
Прозрачность, или светопропускание воды обусловлено ее цветом и
мутностью, то есть содержанием в ней различных окрашенных и взвешенных органических и минеральных веществ.
Из данных можно сделать вывод, что наблюдается высокая степень прозрачности воды
практически по всем пунктам исследования, кроме сентября и октября, характеризующихся обильными
осадками, часто ливневого характера. Понижение уровня прозрачности воды в эти
месяцы объясняется наличием в водах
реки взвесей иловатых частиц и примесей бытовых и промышленных отходов,
выносимых временными потоками со склонов и с пойменных почв.
Следует отметить, что по ходу течения реки Верхний Судок и ее
притоков в отрогах оврага происходит постепенное общее повышение прозрачности
воды. Это объясняется тем, что многие загрязнители, например, соединения
железа, легко осаждаются на дне, что можно зафиксировать по окраске дна (пункт
5), и вода дальше течет более прозрачной, а также своеобразной «фильтрацией»
растительностью на зарастающих участках русла (пункты 7, 5). Более высокий
показатель прозрачности характерен также для мест впадения родников (пункт 3) и
места впадения реки в дренажную трубу (пункт 7). По-видимому, это объясняется
разбавлением вод реки В. Судок родниковыми водами, прозрачность которых во всех
случаях соответствует показателю I в пункте 3
и относительно высокой скоростью течения в пункте 7. Точки локализации
родников по склонам показаны на карте.
Важным показателем состояния природных вод является их окраска. Цветность воды определяют
путем сравнения исследуемой пробы с дистиллированной водой. В соответствии с
результатами исследований в пунктах 1 и 7 как в 1994, так и в 2001, и в 2003
году, окраска воды практически отсутствует, что объясняется, по-видимому,
достаточно высокой скоростью течения, по этой же причине отсутствуют и нефтяная
пленка или пятна - они сносятся водой ниже по течению. В связи с зарастанием
данных участков показатели на 2011 год отсутствуют. Для проб воды, взятых в
пункте 2, и в 1994, и в 2001, и в 2003, и в 2011 году характерны радужные
нефтяные пятна, что объясняется присутствием стоков с гаражей, расположенных на
склоне выше по течению, и от БВТК.
Присутствие в пробах, взятых в пункте №3, ниже родника, пятен
нефтяной пленки, объясняется впадением сточных вод от свалки металлолома на
правом склоне оврага и задержанием их болотной растительностью (стоячая вода),
стоячей водой объясняется и зеленоватая окраска воды.
Вдоль по течению реки, в направлении от Лесных Сараев
располагается зона обильно заросших стоячих вод, здесь нефтяные пятна
задерживаются растительностью, поэтому в пункте 5 и 6 вода имеет устойчивый
зеленоватый оттенок, что связано с активным зарастанием водоема.
Следует обратить внимание на то, что для сентября и октября во
всех пунктах исследования, вода, в основном имела желтоватую окраску, что
объясняется частыми ливневыми осадками, и впадением в реку временных стоков со
склонов и смывом этими стоками почвенных частиц.
Исходя из анализа данных органолептического исследования вод реки Верхний
Судок, можно сделать вывод о том, что эвтрофикация характерна для участков 5 и
6.
По классификации сапробности и трофности водоемов Верхний Судок
может быть отнесен к мезосапрофным и мезотрофным (умеренно загрязненным).
Малакоиндикационные работы осуществлялись на учетных площадках
(створах) по стандартной методике [2].
В ходе исследований реки Десны в д. Рясное, Выгоничского района
были выбраны три тест-площадки, расположенные на разных участках реки (2011
г.).
1 точка: берег реки пологий, основная растительность – ивняк.
Заболоченных мест нет. В данной точке течение реки особенно сильное. Длина
раковин от 24 мм до 96 мм, средняя длина – 67,1 мм. Наиболее встречаемый
возраст: 3 года, средний возраст – 2,9 года. Найденные виды: беззубка (Unio Stagnalis), перловица (Unio Tumidus), горошинка речная (Pisidium amnicum). Мёртвых особей нет.
2 точка: берег реки сильно обрывист,
не заболочен. Длина раковин от 21мм до
79мм, средняя длина - 54,8 мм. Наиболее встречаемый возраст: 1 и 3 года.
Средний возраст составляет 2,3 года. Найденные виды: беззубка (Unio Stagnalis), перловица (Unio Tumidus). Мертвые особи: 1 экземпляр.
3 точка: берег обрывистый, прослеживаются довольно сильные
эрозионные процессы – подмывание берега водами реки. Длина раковин от 42 мм до
78 мм. Средняя длина составляет 56,7 мм. Наиболее встречаемый возраст: 3-4
года. Средний возраст - 3,4 года. Найденные особи: беззубка (Unio Stagnalis), перловица (Unio Tumidus). Мёртвых особей нет.
В ходе исследования правого берега реки Десны была заложена одна
тест-площадка в районе 52-ого квартала лесопарка Соловьи. Питание реки
осуществляется в основном за счёт подземных вод, имеет место дождевое и
снеговое питание. Растительность - ивняк. Размерная изменчивость: от 1см до 11
см. Средняя длина раковины: 6,5 см, 1,5 см (т. к. на гистограмме прослеживается
два пика). Плотность моллюсков: 10,75 особей на 1 м2. Популяция
представлена всеми возрастными категориями, но наиболее встречаемый возраст 4-5
лет.
В ходе исследований реки Судость в с. Суворово, Погарского района
были выбраны две тест-площадки, расположенные на разных участках реки (2013
г.).
1 точка: берег реки— глинистый пологий, основная растительность –
ивняк. Заболоченных мест нет. В данной точке течение реки слабое. Длина раковин
от 9 мм до 65 мм, средняя длина – 24,5 мм. Наиболее встречаемый возраст: 3
года, средний возраст – 3,7 года. Найденные виды: беззубка (Unio Stagnalis), перловица (Unio Tumidus), горошинка речная (Pisidium amnicum). Мёртвые особи: 10 экземпляров.
2 точка: Берег реки— песчаный, мало различающийся по высоте в
верхнем течении, растительность не встречается. Длина раковин от 6мм до 31мм, средняя длина – 18,1 мм.
Наиболее встречаемый возраст: 2 и 3 года. Средний возраст составляет 2,5 года.
Найденные виды: беззубка (Unio Stagnalis), перловица (Unio Tumidus). Мертвые особи: 18 экземпляров.
Выводы
1. Лотические экосистемы – реки –
устойчивые самоорганизующиеся системы для которых требуется организация и
проведение экологического мониторинга, включающего и блок биомониторинга по
гидробиологическим параметрам (полная и сокращенная программа наблюдений).
2. В ходе исследований реки Десны в
д. Рясное (Выгоничского района), г. Брянска (роща Соловьи) на четырех
тест-площадках (2011 г.) по малакоиндикационным показателям установлено, что
показатели соответствуют норме, состояние водного объекта удовлетворительно,
способность реки к самоочищению устойчива.
3. Биоиндикационные работы на реке
Судость в с. Суворово (Погарского района) на двух тест-площадках (2013 г.) методом малакоиндикации показано, что
состояние водного объекта неудовлетворительное., способность реки к
самоочищению нарушена.
Литература:
1.
Вудивисс
Ф. Биотический индекс р. Трент. Макробеспозвоночные и
биологическое обследование / Научные основы контроля качества поверхностных вод
по гидробиологическим показателям. Труды Советско-английского семинара / Ф.
Вудивисс. – Л.: Гидрометеоиздат, 1977. – С.132-161.
2.
ГОСТ 17.1.3.07-82. «Охрана природы. Гидросфера.
Правила контроля качества воды водоемов и водотоков» и методическими указаниями
(РД 52.24.309-2004. «Организация и проведение режимных наблюдений за
загрязнением поверхностных вод суши на сети Росгидромета»).
3.
Мидоренко Д.А. Мониторинг водных ресурсов: Учебное пособие/ Д. А.
Мидоренко, В.С. Краснов Тверь: Твер. гос. ун-т, 2009. – 77 с
Научный
руководитель Анищенко Л.Н. – профессор, доктор сельскохозяйственных наук.