Экологическая оценка состояния рек Рыбинского муниципального округа с помощью методов биоиндикации и биотестирования

Автор: Карцева Полина Сергеевна,
Рыбинский естественно-научный экологический центр

Научный руководитель: Фролова Галина Ивановна

г.Рыбинск

Введение.

Малые реки, к которым относятся постоянно действующие естественные водотоки длинной от нескольких километров до 200 - наиболее многочисленный и распространенный вид водных объектов на земле. На берегах малых рек проживает подавляющее большинство сельского и городского населения, которое издавна использует их для питьевого и хозяйственно - бытового водоснабжения, орошение приречных садов, огородов и др. В связи с этим малые реки играют исключительно важную роль в жизни людей.

Данная работа - результат двухгодичных научных исследований, проводимых на реках города Коровка и Черемуха. Целью нашей работы являлась оценка качества воды городских рек Черемухи и Коровки по гидробиологическим и токсикологическим показателям. В задачи входило: 1) изучить и применить методы биоиндикации и биотестирования для интегральной оценки качества воды вышеуказанных рек, 2) дать оценку их экологического состояния.

Наблюдения за состоянием фитопланктона проводились в местах, позволяющих оценить влияние ливневых стоков на развитие водорослей - 2,5км выше устья р.Черемухи и в устье р.Коровки. Пробы отбирались ежемесячно с мая по октябрь. Пробы на биотесты отбирались с апреля по октябрь.

Обзор литературы.

Город Рыбинск является 2-ым по величине, численности населения и промышленному потенциалу в Ярославской области. Характерной чертой ландшафта являются поймы малых рек и ручьев: река Черемуха, р.Коровка, р.Инопашь, ручьи Фоминский, Дресвянка, Уткошь, Крутец. Одной из основных экологических проблем города является наличие в черте города ливневых стоков, формирующихся на промышленных площадках многочисленных предприятий. Кроме того, в условиях нашего города заметным негативным антропогенным фактором является бытовая деятельность населения - огороды, свалки бытового мусора, сжигание мусора в черте города и т.п.

Река Черемуха - одна из 150 тыс. рек Волжского бассейна, правый приток Волги. Вытекает из Вареговского болота, впадает в Волгу в черте г.Рыбинска. Длина реки 42км, водосборная площадь 636 км², ширина русла колеблется от 10 до 40м, глубина - 0,2 - 2,5м. По берегам реки расположено более 60 населенных пунктов, детские оздоровительные лагеря и дома отдыха. В р.Черемуху сбрасывают ливневые стоки четыре промышленных предприятия города.

Одним из притоков Черемухи является р.Коровка. Она впадает в Черемуху с левого берега. Длина реки 23 км, площадь водосбора 177 км². Количество притоков - 24 общей длиной 47 км. В настоящее время Коровка загрязняется бытовыми промышленными отходами, в реку сбрасывает ливневой сток военный завод.

Применение методов биоиндикации и биотестирования для экологической оценки состояния водотоков.

Методы исследования фитопланктона. Среди методов гидробиологического анализа экологического состояния водных объектов сапробиологический анализ (метод биоиндикации) занимает одно из важнейших мест. Первоначально под сапробностью понималась способность организмов развиваться при большем или меньшем содержании в воде органических загрязнений. Затем экспериментально было доказано, что сапробность организмов обуславливается как его потребностью в органическом питании, так и приспособлении к существованию в загрязненных водах.

Наши исследования основаны на способности отдельных видов- видов -биоиндикаторов- показывать своим развитием и существованием в воде на ее степень загрязнения. Такими объектами для нас были микроскопические водоросли.

На анализ по фитопланктону ведром отбиралась поверхностная проба воды - 0,5м с поверхности. 0,5л фильтровалось под давлением, создаваемым насосом Комовского, при использовании колбы Бунзена и насадки , куда вставлялся мембранный фильтр №5. Затем фильтр с осевшими на него водорослями помещался в пенициллиновую склянку и заливался 10 см³ фильтрата Проба. консервировалась раствором Люголя( 2-3 капли на пенициллиновую склянку). Определение видов водорослей проводилось с помощью микроскопа типа Биолам - Р - 11. При подсчете численности фитопланктона использовалась счетная камера Горяева. Из каждой пробы бралось 3 капли, которые просматривались на большом увеличении. Определение диатомовых водорослей производилось в специальных постоянных препаратах. Расчеты численности и биомассы производились по общепринятым в гидрометеорологии методикам , приведенным в “Руководстве по гидробиологическому мониторингу”.

Методика биотестирования. Для оценки интегрального качества воды рек Коровка и Черемуха был использован метод биотестирования.

Для биотестирования пробы воды используются 10 - 30 сосудов объемом 30 мл, которые заполняются 15 мл тестируемой или контрольной воды. В каждый из них помещают по одной молодой ( не более 24 - часового возраста) дафнии. Тест на острую токсичность проводят в течении 48 часов. Учет выживших цериодафний проводят через 24 и 48 часов. Во время острого теста цериодафний не кормят. Тест на хроническую токсичность проводят в течении 7 суток. В этих экспериментах животных кормят суспензией дрожжей ежесуточно.

Острая токсичность определяется по 50% и более гибели тест-объектов за период времени 48 часов. Острая токсичность наблюдается в том случае, если интенсивность воздействующего агента велика настолько, что компенсаторная и адаптационная реакции организма не успевают проявиться, он гибнет.

Хроническая токсичность определяется по 20% и более гибели тест-объектов за период времени 7 суток или по достоверной разнице рождаемости в контроле и опыте. При определении хронической токсичности по показателю плодовитости определяют разницу между физиологической и экологической рождаемостью, что является показателем возможности выживаемости популяции в данных условиях. Хроническая токсичность проявляется при менее интенсивном, но более длительном воздействии токсикантов; при этом происходит нарушение равновесия между распадом и синтезом веществ в организме гидробионтов, разрушение генома и прекращение воспроизводства.

Результаты и их обсуждение.

Большой интерес среди групп организмов-сапробионтов представляет фитопланктон - основной продуцент органики водных экосистем. За период наблюдений 2000 г. в реке Черемуха было отобрано 6 поверхностных проб. В пробах данного водного объекта oпределенo 47 таксономическиx единиц фитопланктона, что более чем в 2 раза выше уровня прошлого года. Это связано с тем, что в этом году производился диатомовый анализ проб воды. Среди них были представители семи отделов: диатомовых, зеленых, синезеленых, криптофитовых, эвгленовых, хризофитовых. Из них 32 – виды – индикаторы органического загрязнения.

В пробах воды в течение весенне-летнего периода наблюдений господствовали диатомовые водоросли. “Цветение” воды синезелеными - было зарегистрировано в августе - Microcystis aeruginosa и в сентябре - октябре - Aphanizomenon flos-aquae .

В реке Коровка также было отобрано 6 поверхностных проб, в которых содержалось 25 видов фитопланктона – представителей 4-х отделов фитопланктона. Из них 15 – виды индикаторы сапробности.

С мая по июнь и в сентябре - октябре в воде реки преобладали диатомовые водоросли. "Цветение" воды синезелеными в реке было зафиксировано в июле. Доминирующими зарегистрированы Anabaena spiroides и Aphanizomenon flos-aquae.

Среднесезонные индексы сапробности, рассчитанные для рек - 1,93(для р.Черемухи), 1,74(для Коровки) - свидетельствует о соответствии воды III классу качества ( вода умеренно загрязненная). Среднесезонный индекс сапробности, рассчитанный, для рек в 1999 году - 1,87, что несколько ниже и выше значений 2000 года, но говорить об улучшении или ухудшении качества воды мы не можем, так как разница между ними не достоверна.

Пробы на биотестирование отбирались с апреля по октябрь, в тех же точках, что и гидробиологические.

В 1999 году в октябрьских пробах воды, отобранных на реках Черемуха и Коровка была обнаружена острая токсичность. Гибель цериодафний - 20 и 30% соответственно. Это можно объяснить начавшимся с опозданием на месяц разложением синезеленых водорослей. Хронической токсичности в пробах воды обнаружено не было. В 2000 году в пробах воды ни острой, ни хронической токсичности не зарегистрировано.

Выводы.

1. Общее количество видов фитопланктона в двух реках - 135. Более 60% от общего числа видов приходится на долю диатомовых водорослей, более - 20% - на долю зеленых. Таким образом, фитопланктон малых рек изучаемой системы водотоков можно охарактеризовать как диатомово-зеленый.

2. В 1999 году пики общей численности и биомассы были связаны с сине-зелеными водорослями, а в 2000 году - с развитием крупноклеточных диатомовых.

По сравнению с прошлым годом качество воды рек Черемуха и Коровка по состоянию фитопланктона не изменилось.

По результатам биотестирования двухгодичного периода наблюдений вода на исследуемых участках рек является биологически полноценной.

Заключение.

Гидробиологический мониторинг и токсикологические исследования качества воды рек Рыбинского муниципального округа будут продолжены и далее. Материалы исследований будут использованы в " Ежегоднике качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям на территории деятельности Верхне-Волжского УГМС в 2000 году", выпускаемом Рыбинской гидрометеорологической обсерваторией.

Приложение