Оценка экологического состояния реки Днепр на территории Смоленской области по гидробиологическим показателям

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Военной академии войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского ГП ВС

Оценка экологического состояния реки Днепр на территории Смоленской области по гидробиологическим показателям

Ю.С. Зверькова, старший преподаватель 2 кафедры тактики и оперативного искусства

Актуальность и проблематика научной работы

Проблема экологического мониторинга рек, являющихся основными путями аккумуляции загрязняющих веществ с водосборных бассейнов и их транзита, актуальна для индустриальных регионов. Одной из задач фундаментальных исследований водных экосистем является количественная оценка допустимых пределов антропогенной нагрузки, при которых сохраняется устойчивость экосистемы. Для достижения этого важно решить проблему контроля качества поверхностных вод не только по гидрохимическим, но и по гидробиологическим показателям с учетом отклика гидробионтов на антропогенное воздействие.

Днепр - третья по величине, после Волги и Дуная, река Европы. Ее водосборная площадь составляет 509 тыс. км², длина реки - более 2200 км. Днепр - трансграничный водоток: 22 % его бассейна расположено на территории Российской Федерации, 23 % - в Белоруссии и наибольшая часть, 55 % - в Украине. Несколько главных притоков Днепра также являются трансграничными: Березина, Припять, Десна, Псел, Ворскла, Сож. Хотя преобладающая часть бассейна падает на Украину, больше чем 63 % (44,8 км³) речного стока формируется в России и Белоруссии, регионах избыточного увлажнения. В бассейне Днепра проживает около 33 миллионов человек, из которых на российскую территорию приходится около 4 млн. человек при преобладании городского населения (67 %).

Российская часть водотока полностью находится на территории Смоленской области, где основная антропогенная нагрузка на водосборный бассейн формируется под воздействием предприятий машиностроения (г. Смоленск, г. Вязьма, г. Ярцево), химической промышленности (п. Верхнеднепровский), топливно-энергетической (г. Смоленск, г. Дорогобуж), а также объектов жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ).

Проведенное исследование дает возможность оценить экологическое состояние р. Днепр на территории Смоленской области и выработать рекомендации по регулированию антропогенной нагрузки на его водную экосистему, что делает его актуальным.

Цели научной работы

1. Оценка экологического состояния р. Днепр в границах Смоленской области по гидробиологическим показателям.

2. Прогноз дальнейшего развития состояния водной экосистемы.

Задачи научной работы

При выполнении исследования ставились следующие задачи:

1. Исследовать таксономические характеристики, пространственную динамику численности и биомассы макрозообентоса.

2. Изучить влияние антропогенных факторов на развитие сообществ макрозообентоса.

Научная новизна

Впервые проведена оценка экологического состояния р. Днепр на территории Российской Федерации по гидробиологическим показателям, так как специальные гидробиологические исследования на территории Смоленской области с изучением фауны макрозообентоса, его структуры и особенностей функционирования ранее не проводились.

Патентно-лицензионная ценность научной работы

Патентно-лицензионная ценность научной работы заключается в том, что результаты исследования могут быть использованы в качестве региональных критериев при оценке состояния водотоков.

Материалы и методы исследования

С целью оценки экологического состояния р. Днепр по гидробиологическим показателям в период с 2005 по 2008 гг. нами были проведены гидробиологические исследования водотока на 12 станциях (ст. 1-12), испытывающих различную антропогенную нагрузку на участке от истока реки с. Болшево (ст. 1) до границы с Республикой Беларусь (ст. 12). Места отбора проб выбраны с учетом расположения источников загрязнения, наличия населенных пунктов, характера биотопов.

Гидробиологические исследования макрозообентоса включали изучение таксономического состава, численности (N, экз./м²), биомассы (В, г/м²) и распределения гидробионтов. В качестве фоновых показателей были взяты данные с. Болшево (ст. 1), поскольку участок исток р. Днепр - с. Болшево не урбанизирован, слабозаселен, максимально залесен и заболочен.

Сбор материала и его обработка проводились согласно методике гидробиологических исследований. Всего было собрано 720 количественных и 80 качественных проб. Выбранные из проб организмы макрозообентоса определяли, по возможности, до вида или таксонов надвидового ранга.

Для характеристики сообществ макрозообентоса использовали индексы: видового богатства Маргалефа, видового разнообразия Шеннона, биотический индекс Вудивисса, индекс Пареле.

Результаты, теоретическая и практическая значимость научной работы

В составе макрозообентоса за период исследований в 2005-2008 гг. установлено 97 видов и таксономических групп гидробионтов. Ведущей по видовому составу группой организмов являются хирономиды - 34 вида, представлены моллюски - 21, олигохеты - 11, личинки стрекоз - 7, ракообразные - 5, по 4 вида клопов и личинок ручейников, по 3 вида пиявок и личинок поденок, единичными были личинки жуков, вислокрылок и прочих двукрылых. Представители класса Nematoda до вида не определялись. таксономический макрозообентос антропогенный экосистема

Верхнее течение реки (ст. 1) характеризуется высокими количественными показателями развития макрозообентоса и доминирующим комплексом видов, характерным для чистоводных рек. В результате загрязнения на ст. 2, 4, 6, 9 резко снижается численность и биомасса макрозообентоса, вплоть до полного его исчезновения (ст. 10). Происходят изменения в структуре донных сообществ, связанные с увеличением в составе макрозообентоса доли олигохет и хирономид (ст. 9). На этих же станциях (2, 4, 6, 9) отмечены минимальные показатели индекса видового разнообразия Шеннона, что свидетельствует о процессах деградации бентоценозов, связанных с техногенным поступлением тяжелых металлов и их накоплением донными отложениями на этих участках. На ст. 4 ТМ поступают со сточными водами Дорогобужского завода азотных удобрений, производящего также катализаторы, и котельного завода п. Верхнеднепровский; ст. 6 испытывает нагрузку ТМ, вымываемых из золоотвалов Дорогобужской ТЭЦ, расположенных на берегу р. Днепр; загрязнение Днепра в черте г. Смоленска (ст. 9) связано с тем, что в большей части города отсутствуют сеть сбора поверхностного стока с промплощадок города и очистные сооружения ливневого стока, а также с неорганизованным сбросом сточных вод. Максимальное поступление ТМ на ст. 10 связано с недостаточной очисткой очистными сооружениями г. Смоленска сточных вод, содержащих промышленные стоки заводов «Аналитприбор», «Измеритель», «Протон», АО «Айсберг», АО «Свет», авиационного, автоагрегатного, радиодеталей.

Экологическое состояние водной экосистемы р. Днепр на территории Смоленской области нельзя считать благополучным. Основной причиной является, на наш взгляд, загрязненность вод и донных отложений тяжелыми металлами, как природного, связанного с геохимическим особенностями региона, так и техногенного происхождения. Низкая численность бентосных организмов, прежде всего, двустворчатых моллюсков-фильтраторов, а также олигохет, являющихся мощным фактором самоочищения дна водоемов от загрязнений, ограничивает способность экосистемы к самоочищению. При сохранении существующей антропогенной нагрузки на водную экосистему р. Днепр можно прогнозировать ее дальнейшую деградацию.

Теоретическая значимость научной работы обусловлена тем, что данные, изложенные в работе, вносят вклад в теоретические основы гидроэкологии и факториальной экологии и служат для разработки стратегии природоохранных мероприятий, проводимых на территории Смоленской области.

Практическая ценность научной работы заключается в том, что результаты исследования могут быть использованы для совершенствования мониторинга водной экосистемы р. Днепр на федеральном и региональном уровнях и создания базы гидробиологических данных; для прогнозирования дальнейших изменений в экосистеме при сохранении существующей антропогенной нагрузки; для информационной поддержки процесса принятия решений, связанных с охраной окружающей среды в трансграничных водных объектах.

Список публикаций, опубликованный автором по теме научной работы

1. Зверькова Ю.С. Мониторинг загрязнения тяжелыми металлами водной экосистемы р. Днепр на территории Смоленской области с помощью пресноводных моллюсков // Материалы II Всероссийской научно-практической конференции «Мониторинг природных экосистем». Пенза, 2008. С. 60-64.

2. Зверькова Ю.С. Макрозообентос литорали реки Днепр в границах Смоленской области // Тез. докл. Всероссийской конференции «Экология малых рек в XXI веке: биоразнообразие, глобальные изменения и восстановление экосистем». Тольятти, ИЭВБ РАН, 2011. С. 63.

3. Зверькова Ю.С. Таксономический состав и пространственное распределение макрозообентоса реки Днепр на территории Смоленской области // Известия Смоленского государственного университета. Смоленск, 2011. № 2. С. 7-18.

Размещено на Allbest.ru