Сравнительный анализ качества воды Красноярского водохранилища по химическим и биологическим показателям

Содержание кислорода, величины биохимического потребления кислорода по акватории водохранилища. Плотность микробного населения Красноярского водохранилища в августе. Оценка качества воды по структуре биоты и анализ токсичности вод по биотестам.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 01.08.2013
Размер файла 19,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ВОДЫ КРАСНОЯРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА ПО ХИМИЧЕСКИМ И БИОЛОГИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

Гольд З.Г., Глущенко Л.А., Морозова И.И., Шулепина С.П.

Характеристика водоема, материалы, методы. Красноярское водохранилище - глубоководный искусственный водоем, сформированный в верховье р. Енисей.Максимальная глубина 105 м, средняя - 57 м, протяженность - 388 км, объем водных масс - 73.3 км3 [2].

В данное сообщение включены материалы, полученные в августе 2005 г. в ходе маршрутной биосъемки по всей акватории водохранилища.

В соответствии с программой, осуществляемого экологического мониторинга на Красноярском водохранилище (1979-2005 гг.), синхронно отбирались пробы воды на химический анализ, оценку токсичности вод по биотестам и пробы природных сообществ (бактерио-, фито-, зоопланктон, зообентос, перифитон) [1, 3]. Одновременно с отбором проб биоты, с помощью зонда DateSonde 4a (HYDROLAB Co., USA), в автоматическом режиме регистрировались рН, кислород, температура, мутность. Отбор указанных проб производился на следующих плесах водохранилища: верховье - Усть-Абаканский, Моховский, Краснотуранский; средний район - Новоселовский, Приморский; низовье - Щетинкинский, Приплотинный.

Токсичность вод оценивалась непосредственно на водоеме по реакциям двух тест-объектов: 1 - хемотаксис парамеций Paramecium сaudatum, Ehr. - экспресс-метод, активность перемещения парамеций по градиенту концентраций загрязненных вод, регистрируется на приборе Биотестер-2(Iк - контроль, у.е.; Iоп - опыт, у. е.) [7], 2 - выживаемость и темп отрождения молоди рачков Ceriodaphnia affinis, Lilljeborg в острых 48 часовых и хронических 7 суточных экспериментах [8].

Класс качества воды по биоте (индекс сапробности - S, численность микробного населения) устанавливался по классификатору ГОСТа 17.1.3.07-82 [9], по химическим показателям (индекс загрязнения вод - ИЗВ) [5].

Прозрачность воды по белому диску Секки в 2005 г. колебалась от 3.0 м (плесы верховья водохранилища) до 5.5 м (Щетинкинский плес). Температура воды в эвфотическом слое составила 16 -20 0С, в придонном горизонте - 7-10 0С.

Анализ химического состава вод

Содержание кислорода, величины биохимического потребления кислорода (БПК5) и рН колебались по акватории водохранилища в рамках нормативных величин: кислород - от 5.8 мг/л (Щетинкинский плес) до 7.3 мг/л (Моховский плес), БПК5 - от 1.5 мгО2/л (Усть-Абаканский плес) до 2.0 мгО2/л (Приплотинный), рН = 7.6-8.3.

Из группы биогенных веществ определились фосфор общий, азот органический и углерод органический. Концентрация общего фосфора колебалась от 0.002 мг/л (Приплотинный район) до 0.06 мг/л (Новоселовский плес), в среднем по водохранилищу - 0.019±0.009 мг/л.; азота органического - от 0.001 мг/л (Новоселовский, Щетинкинский плесы) до 0.055 мг/л (Краснотуранский плес), в среднем по водохранилищу - 0.018±0.001 мг/л. В динамике содержания органического углерода зарегистрировано закономерное снижение от верховья (Краснотуранский плес - 0.25 мг/л) к приплотинному району - 0.75 мг/л.

Из группы металлов регистрировались марганец, цинк, железо, медь, свинец, кадмий, хром. Содержание хрома (менее 5 мкг/дм3), кадмия (менее 0.5 мкг/дм3), и свинца (58±9 мкг/дм3) по всей акватории не превышали ПДК [10]. Превышение ПДК зарегистрировано по меди - 3-9 ПДК, цинку - до 12 ПДК, железу - до 7 ПДК.

Содержание нефтепродуктов варьировало по акватории водохранилища в пределах нормативных величин, не превышая 0.05 мг/дм3.

Максимально неблагоприятная ситуация по химическому составу зарегистрирована в среднем районе водохранилища, на Новоселовском и Приморском плесах.

водохранилище биотест качество микробный

Оценка качества воды по структуре биоты

Плотность микробного населения Красноярского водохранилища в августе 2005 г. достаточно равномерно распределялась по исследуемым плесам и районам водохранилища: верховье - 1.26 ± 0.25 млн.кл./мл, средний район - 1.24 ± 0.06 млн.кл./мл, низовье - 1.26 ± 0.09 млн.кл./мл. Соответственно этим величинам качество воды в среднем по всей акватории оценивается III классом, воды умеренно-загрязненные, в-мезосапробная стадия самоочищения. Статус "чистых вод", II класс качества вод, по численности микробного населения (0.8 млн. кл/мл) зарегистрирован на Усть-Абаканском плесе.

В фитопланктоне Красноярского водохранилища индикаторами качества воды выступили доминанты - диатомеи с низкой индивидуальной сапробностью Asterionella formosa, Hass. (Si=1.4 балла), Cyclotella radiosa, (Grun) Lemm. (Si=1.5 балла). Достаточно высокую индивидуальную сапробность из структурообразующего комплекса имели диатомовая водоросль Nitshea palea, (Kutz.) W.Sm. (Si=1.2 балла), синезеленая водоросль Aphonisomenon flos-aqua, (L) Ralfs (Si=2.0). Индекс сапробности по фитопланктону в среднем по водохранилищу варьировал слабо: Sф=1.50-1.89 баллов. Оценки качества воды по этим величинам укладывались в амплитуду индекса сапробности III класса качества воды, это воды умеренно-загрязненные, самоочищение вод соответствует в-мезосапробной стадии, доля синезеленых водорослей по всей акватории водохранилища не превышала 5% от общей биомассы водорослей и «цветение» вод выше второй стадии не зафиксировано.

В зоопланктонном сообществе структурообразующий комплекс составили ветвистоусые рачки Bosmina mixta s. lat (Si=1.6), Daphnia longispina O.F.M. (Si=2.0), Diaphanosoma brachyurum Live. (Si=1.5); веслоногие рачки - Eudiaptomus graciloides Lill. (Si=1.6), коловратки - Keratella cochlearis Gosse (Si=1.5). Индекс сапробности, рассчитанный по величинам индивидуальной сапробности видов-зоопланктонтов и их численности, варьирует в узком диапазоне 1.46-1.63 балла (Приморский - Краснотуранский плесы соответственно). В среднем по водохранилищу по индексу сапробности вода оценивалась на уровне III класса как умеренно-загрязненная. Самоочищение вод по отмеченным характеристикам соответствует в-мезосапробной стадии, наибольший вклад в этот процесс вносят коловратки, на долю которых приходится более 30% от общей численности зоопланктона.

В придонной области различных плесов Красноярского водохранилища качество воды, оцененное через численность и индивидуальную сапробность зообентосных организмов, соответствует III-VI классам, умеренно-загрязненные - очень грязные. На глубинах более 40 м структурообразующим комплексом стабильно выступают олигохеты р.р. Tubifex и Limnodrilus с сапробностью 3.0-3.8 баллов. Эти биоценозы в Красноярском водохранилище находятся на этапе сукцессионного развития, поэтому в ближайшие годы качество воды на глубинах более 40 м будет оцениваться IV-V классом, как загрязненные и грязные.

Наиболее чистые воды по состоянию донных сообществ зарегистрированы в верховье - на Усть-Абаканском и Моховском плесах - III класс, воды умеренно-загрязненные. На Краснотуранском плесе - переходная зона IV-V класс, воды загрязненные - грязные. На Новоселовском и Приморском плесах индекс сапробности более 3.5 баллов, что соответствует V классу качества, воды грязные. В приплотинном районе индекс сапробности достигает 3 баллов и воды соответствуют IV классу, загрязненные. То есть четко по оси водохранилища прослеживается в придонных слоях ухудшение качества воды от верховья к среднему району и далее - улучшение к приплотинному району до уровня верховья.

Самоочищение придонных вод соответствует б-мезосапробной стадии: преобладают организмы, обладающие выносливостью к недостатку кислорода, растительные организмы с гетеротрофным и миксотрофным питанием, высокие плотности малощетинковых червей.

По характеристикам численности, индивидуальной сапробности организмов - перифитонтов, обрастателей твердых субстратов, вода характеризуется на уровне оценок планктонных сообществ - Ш класс, вода умеренно загрязненная.

Анализ токсичности вод по биотестам

Тест-функция - хемотаксические реакции инфузорий. Воды верховья водохранилища ингибировали активность движения парамеций: Усть-Абаканский плес - Iк=118.50±5.46 у.е., Iоп=82.23±5.21 у.е., Моховский плес - Iоп=88.13±5.32 у.е., Краснотуранский плес - Iоп=39.40±3.37 у.е., коэффициент токсичности (0.31, 0.47, 0.67 соответственно) оценивает токсичность вод на уровне умеренной и высокой. В среднем районе эффект ингибирования активности движения парамеций сохраняется с наибольшей выраженностью на Новоселовском плесе (Iк=74.67±3.39 у.е., Iоп=15.27±2.06 у.е.), коэффициент токсичности, равный 0.80, оценивает воду на уровне высокой степени токсичности. Зарегистрированные по хемотаксическим реакциям парамеций эффекты токсичности снимались 8-10 кратным разбавлением тестируемых природных вод.

В нижнем районе водохранилища токсичность вод по хемотаксическим реакциям парамеций не зарегистрирована: Приплотинный плес Iк=105.00±5.02 у.е., Iоп=96.80±6.68 у.е.

Тест-функции - выживаемость, темп отрождения молоди рачков. В краткосрочных экспериментах с водой всех исследуемых участков Красноярского водохранилища острая токсичность по реакциям Сeriodaphnia affinis не зарегистрирована.

В хронических экспериментах с природными водами верховья Красноярского водохранилища токсичность зарегистрирована по выживаемости взрослых особей: на Усть-Абаканском она составила 60%, Моховском - 80%. В темпе отрождения молоди токсические эффекты не проявились.

В средней части водохранилища токсичность зарегистрирована по достоверному снижению темпа отрождения молоди рачков: Приморский плес - в контроле 4.50±0.48 экз., в опыте - 1.90±0.35 экз.

Воды нижней части Красноярского водохранилища не оказали токсического действия на регистрируемые показатели рачков (выживаемость, плодовитость).

В целом, токсичность по реакциям цериодафний зарегистрирована на участках верхнего и среднего районов водохранилища.

Заключение

В итоговой оценке качества вод Красноярского водохранилища по комплексу химико-биологических дескрипторов (ИЗВ, численность микробного населения, индекс сапробности, хемотаксис парамеций, выживаемость и темп отрождения рачков) использовано общепринятое в водной токсикологии правило: итоговое заключение делается по тому параметру, который выявляет максимальное воздействие на окружающую среду [6] .

Таблица 1. Качество вод Красноярского водохранилища по индексу загрязнения вод [5], индексу сапробности [9] и токсическим эффектам у биотестов, август 2005 г. (III - воды умеренно загрязненные; IV - загрязненные; V - грязные)

Район водохранилища

Индекс загрязнения вод, балл, класс качества

Бактериопланктон, класс качества по численности,

млн.кл./мл

Индекс сапробности, балл, класс качества

Токсичность

планктонные и перифитонные сообщества

зообентос

острая

хрони ческая

Верхний

1.69±0.13

III

1.26±0.25

III

1.79±0.03

III

2.69±0.37

IV

токсично

токсично

Средний

3.02±0.85

IV

1.24±0.06

III

1.57±0.07

III

3.59±0.01

V

токсично

токсично

Нижний

2.60±0.01

IV

1.26±0.09

III

1.67±0.09

III

2.76±0.43

IV

не токсично

не токсично

В пространственном плане по акватории водохранилища по величинам химического дескриптора оценки качества воды варьируют следующим образом (табл. 1): верховье - ИЗВ=1.69±0.13 балл, Ш класс качества, воды умеренно-загрязненные; средний район - ИЗВ=3.02±0.85 балл, пограничный IV-V класс качества, воды загрязненные-грязные; нижний район - ИЗВ=2.60±0.01 балл, IV класс качества, воды загрязненные.

В верховье водохранилища (Усть-Абаканский, Моховский и Краснотуранский плесы) воды пелагиали по индексу сапробности планктонных и перифитонных сообществ оцениваются как умеренно загрязненные, III класс качества, самоочищение вод соответствует - мезосапробной стадии; токсические эффекты проявляются как в этологических реакциях парамеций, так и в физиологических процессах рачков. Более строгие оценки по качеству вод зарегистрированы в придонной области по структуре зообентосных сообществ - IV класс качества, воды загрязненные, самоочищение вод соответствует -мезосапробной стадии (см. табл. 1).

К среднему району водохранилища (Новоселовский и Приморский плесы) уровень загрязнения вод (по химическим показателям и структуре придонных сообществ) возрастает до IV-V класса соответственно, воды загрязненные-грязные. Токсичность вод регистрируется как в острых, так и в хронических экспериментах.

В низовье водохранилища (Щетинкинский и Приплотинный плесы) оценки качества воды по ИЗВ соответствуют ситуации среднего района. По донным сообществам улучшение до IV класса. Токсичность вод данного района в реакциях тест-объектов (парамеции, рачки) не проявляется.

Выравненность оценок качества воды по структуре фито-, зоопланктона и перифитона по акватории водохранилища, включая плесы с токсичной водой и повышенными концентрациями металлов, может быть следствием неточных величин индивидуальной сапробности видов, как это показано на других водных объектах бассейна Енисея [4], не учитывающих токсобные условия различных участков водохранилища. Необходима разработка региональных таблиц индивидуальной сапротоксобности видов биоты.

Работы выполнены при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации и Американского фонда гражданских исследований и развития, грант RUX0-002-KR-06, программа «Фундаментальные исследования и высшее образование».

Список литературы

1. Гольд, З.Г. Организация экологического мониторинга на глубоководных Верхнеенисейских водохранилищах / Гольд З.Г. // Актуальные проблемы биологии. - Красноярск: Изд-во КрасГУ, 1994. - С. 24.

2. Гольд, З.Г. Гидробиологический режим Красноярского водохранилища. 1. Динамика структурных характеристик биоты / Гольд З.Г., Мучкина Е.Я., Ануфриева Т.Н., Кузнецова О.А., Кожевникова Н.А., Тропина С.П. // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири, Красноярск: КНИИГиМс. 2000. - С.156-165.

3. Гольд, З. Г. Экологический мониторинг Красноярского водохранилища (принципы, этапы организации, схема, модель) / Гольд З. Г., Чупров С.М., Гольд В.М., Сапожников В.А., Глущенко Л. А., Морозова И. И., Кожевникова Н. А., Попельницкий В.А., Шапошников А.В // Вестник Красноярского государственного университета, Естественные науки, №5. Красноярск, изд-во КрасГУ, 2003. - С. 69-78.

4. Гольд, З.Г. Оценка качества вод по химическим и биологическим показателям: пример классификации показателей для водной системы руч. Черемушный - Енисей / Гольд З.Г., Глущенко Л.А., Морозова И.И., Шулепина С.П., Шадрин И.А. // Водные ресурсы, 2003, т.30, №3, - С.335-345.

5. Гусева, Т.В. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды. / Гусева Т.В., Молчанова Я.П., Заика Е.А., Винниченко В.Н., Аверочкин Е.М.: Справочные материалы. - М.: Эколайн, 2000. - 61 с.

6. Жмур, Н.С. Государственный и производственный контроль токсичности вод методами биотестирования в России. / Жмур Н.С. - М.: Международный дом сотрудничества, 1997.- 115 с.

7. Методика определения токсичности воды по хемотаксической реакции инфузорий. ПНД ФТ 14.1:2:3:4.2-98. - М.: Госкомприрода, 1998. - 11 с.

8. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний. ФР.1.39.2001.00283. -М.: "Акварос", 2001. - 48 с.

9. Охрана природы. Гидросфера: Правила контроля качества воды водоемов и водотоков. ГОСТ 17.1.3.07-82.- М.: Изд-во стандартов. 1982. -12 с.

10. Перечень предельно допустимых концентраций и ориентировочно безопасных уровней воздействия вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов - М.: ТОО «Мединор». 1995. - 222 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Обоснование результатов полевых и гидробиологических исследований водных объектов по индексу видового разнообразия Шеннона, индексу сапробности по методу Пантле-Бука, индексам Вудивисса, токсичности и Олигохетному индексу. Отбор проб воды на объектах.

    дипломная работа [446,7 K], добавлен 17.04.2011

  • Сравнительный анализ степени токсичности и патогенеза металлов. Определение некоторых показателей качества питьевой воды в различных районах г. Южно-Сахалинска и их сравнительный анализ. Подготовка проб питьевой воды. Расчет индекса загрязнения вод.

    дипломная работа [112,5 K], добавлен 10.07.2010

  • Физиолого-гигиеническое и эпидемиологическое значение воды; нормы водопотребления. Заболевания, связанные с биологическим качеством и химическим составом воды. Условия, необходимые для возникновения эпидемии. Государственные стандарты качества воды.

    презентация [138,7 K], добавлен 07.11.2014

  • Пробоотбор питьевой воды в различных районах г. Павлодара. Химический анализ качества питьевой воды по шести показателям. Проведение сравнительного анализа показателей качества питьевой воды с данными Горводоканала, рекомендации по качеству водоснабжения.

    научная работа [30,6 K], добавлен 09.03.2011

  • Исследование круговорота кислорода как биохимического цикла и объединяющего элемента атмосферы и гидросферы. Изучение методов защиты литосферы. Общее содержание экологического страхования. Анализ качества и состава животного мира Нижневартовского района.

    контрольная работа [448,9 K], добавлен 27.12.2012

  • Проблема качества питьевой воды в городах Российской Федерации. Сравнительный анализ состава воды из-под крана в различных городах России. Способы решения проблемы водоподготовки государством. Рекомендации по повышению качества питьевой воды в РФ.

    контрольная работа [25,8 K], добавлен 08.01.2016

  • Классификация, виды и источники загрязнения водных объектов РФ. Важнейшие показатели качества воды. Общие положения организации и функционирования государственного мониторинга. Пункты контроля качества воды. Требования к испытательным лабораториям.

    курсовая работа [69,2 K], добавлен 12.06.2011

  • Задачи биомониторинга, системы биосигнализаторов токсичности воды с участием рыб и водяных рачков. Исследование питьевой воды на токсичность: биотесты с помощью водорослей и бактерий. Преимущества прибора для защиты качества питьевой воды ТоксПротект64.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.09.2012

  • Физико-географическая характеристика Или-Балхашского бассейна, экологическое состояние, урбанизированность территории. Проблемы, связанные с постройкой Капчагайского водохранилища и их решения: биогенизация воды, устройство ветряных электростанций.

    дипломная работа [2,0 M], добавлен 19.06.2011

  • Географическая характеристика, гидрологическая структура и водные массы Северного Каспия. Химический состав и характеристика биоты вод Северного Каспия. Комплексная оценка качества и уровня загрязненности акватории Северного Каспия с 2001 по 2004 год.

    курсовая работа [4,5 M], добавлен 11.03.2011

  • Качество нецентрализованного водоснабжения и научное обоснование гигиенических нормативов. Воздействие нитритов и нитратов на организм человека. Анализ качества воды колодцев Гомельской области по микробиологическим и санитарно-химическим показателям.

    курсовая работа [59,6 K], добавлен 28.02.2014

  • Оценка качества воды в используемых источниках, изучение их экологического состояния. Проведение химических и органолептических исследований. Проведение мероприятий для улучшения качества и условий использования родниковой воды микрорайона Казанки.

    курсовая работа [5,9 M], добавлен 06.11.2014

  • Роль питьевой воды для здоровья населения. Соответствие органолептических, химических, микробиологических и радиологических показателей воды требованиям государственных стандартов Украины и санитарного законодательства. Контроль качества питьевой воды.

    доклад [19,7 K], добавлен 10.05.2009

  • Круговорот воды в природе, поверхностные и грунтовые воды. Проблемы водоснабжения, загрязнение водных ресурсов. Методические разработки: "Водные ресурсы планеты", "Исследование качества воды", "Определение качества воды методами химического анализа".

    дипломная работа [105,2 K], добавлен 06.10.2009

  • Основные источники загрязнения водных объектов. Физико-химические, бактериологические и паразитологические, радиологические показатели качества воды, методы очистки. Влияние химического состава питьевой воды на здоровье и условия жизни населения.

    реферат [459,5 K], добавлен 28.11.2011

  • Исследование классификации, видов и источников загрязнения водных объектов РФ. Факторы воздействия на водные объекты. Изучение общих положений организации и функционирования государственного мониторинга водных объектов. Пункты контроля качества воды.

    реферат [34,4 K], добавлен 23.05.2013

  • Исследование годовой динамики загрязнения воды в Верхне-Тобольском водохранилище. Методы санитарно-бактериологического анализа. Основные методы очистки вод непосредственно в водоеме. Сравнительный анализ загрязнений питьевой воды города Лисаковска.

    курсовая работа [63,3 K], добавлен 21.07.2015

  • Географические особенности р. Касколовка как среды обитания гидробионтов. Проведение гидрологических и гидробиологических работ на реке. Определение качества воды методом биоиндикации. Гидрохимическая оценка воды. Антропогенные факторы, влияющие на реку.

    презентация [4,1 M], добавлен 06.02.2014

  • Воздействие качества воды на здоровье населения. Разновидности и причины загрязнения питьевой воды в результате деятельности человека. Влияние на структуру воды при помощи матрицы биополя. Особенности энергоинформационного загрязнения водной сферы.

    реферат [7,1 K], добавлен 10.05.2012

  • Проблема качества воды. Исследование влияния питьевой воды на заболеваемость населения. Основные источники загрязнения окружающей среды. Способы обеззараживания сточных и питьевых вод. История водолечебного метода. Значение воды для здоровья людей.

    реферат [39,8 K], добавлен 19.12.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.