Изучение многолетней динамики качества воды и анализа экологических характеристик планктонного сообщества реки Уза - Дипломная работа

В Полесье есть уникальные территории, как поймы рек, имеющие существенное значение для сохранения европейского и мирового наследия. Учитывая международную значимость региона, необходимо углубление экологических исследований по изучению динамики флоры и фауны экосистем пойм рек. Гидрографическая сеть на территории Белорусского Полесья представлена крупными реками бассейна Днепра, включая его важные притоки Припять и Сож. В настоящее время серьезную озабоченность вызывает все нарастающее загрязнение и антропогенное евтрофирование природных водных экосистем, приводящее к изменению их устойчивости и нарушению структуры сообществ гидробионтов. В выявлении качества водной среды на ряду с физико-химическими методами используются приемы, основанные на оценке состояния сообществ и отдельных особей, подвергающихся воздействию загрязнения.Оценка многолетней динамики качества воды в реке Уза по литературным данным свидетельствует о наличии химического и других видов загрязнения, влияющих на качество воды. Спустя 15 лет - в 1993 г. и в последующие 1994-1996 гг. по индексу загрязнения воды (3,3-3,6) качество воды реки соответствует категории загрязненной. В период 2005 - 2006 гг. наблюдается некоторое увеличение данного показателя (ИЗВ = 1,2-2,2; 2,3), однако сохраняется умеренный уровень загрязнения реки. По большинству гидрохимических показателей качество воды Узы в настоящее время приравнивается к III классу "умеренно загрязненная". Видовой состав зоопланктона реки Уза включает 29 видов: Rotifera - 15; Cladocera - 9; Copepoda - 5, относящихся к 19 родам, из них почти все роды включают по одному виду, кроме пяти родов Brachionus - 3, Keratella - 2, Trichocerca - 2; Bosmina - 3, Cyclops - 3.

вода зоопланктон река уза загрязнение

Актуальность темы. В Полесье есть уникальные территории, как поймы рек, имеющие существенное значение для сохранения европейского и мирового наследия. Учитывая международную значимость региона, необходимо углубление экологических исследований по изучению динамики флоры и фауны экосистем пойм рек. Гидрографическая сеть на территории Белорусского Полесья представлена крупными реками бассейна Днепра, включая его важные притоки Припять и Сож. Они оказывают существенное значение на формирование его экосистемы, важными компонентами которой являются планктонные сообщества.

В настоящее время серьезную озабоченность вызывает все нарастающее загрязнение и антропогенное евтрофирование природных водных экосистем, приводящее к изменению их устойчивости и нарушению структуры сообществ гидробионтов. В выявлении качества водной среды на ряду с физико-химическими методами используются приемы, основанные на оценке состояния сообществ и отдельных особей, подвергающихся воздействию загрязнения. При биоиндикации водных экосистем наиболее часто применяют данные по биоразнообразию сообществ.

Планктонные сообщества играют существенную роль в питании рыб, самоочищении воды, процессах трансформации веществ в водоемах. Зоопланктон позволяет четко и быстро отразить изменение в водоемах. Его реакция выражается в изменении видового состава, численности отдельных систематических групп и видов, нарушение естественных жизненных циклов животных, изменение характера сезонной динамики и др.

Водные организмы могут быть индикаторами условий среды, и это используется при биологическом анализе качества воды. Жизнедеятельность гидробионтов обеспечивает самоочищение и поддержание качества воды. Поэтому изучение населения толщи воды является необходимым.

По многолетней динамике качества воды река Уза является самым загрязненным притоком Сожа, вследствие поступления в нее хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Проблема сточных вод встает с особой остротой, так как их количество неуклонно растет. Любой вид загрязнения водоема приводит к изменению среды обитания гидробионтов, к нарушению структуры сообществ.

Целью работ явилось изучение многолетней динамики качества воды и анализа экологических характеристик планктонного сообщества реки Уза.

Практическое значение работы заключается в том, что полученные данные могут быть использованы для оценки качества воды.

Научное значение состоит в получении новых данных по биоразнообразию, степени количественного развития, индикаторным видам зоопланктона реки, подверженной значительному загрязнению. Материалы могут быть использованы при биомониторинге.

Оценка многолетней динамики качества воды в реке Уза по литературным данным свидетельствует о наличии химического и других видов загрязнения, влияющих на качество воды.

Анализ данных, полученных за период с 1979 г. по настоящее время показывает, что гидрохимический режим реки Уза 30 лет назад был вполне благоприятный. Спустя 15 лет - в 1993 г. и в последующие 1994-1996 гг. по индексу загрязнения воды (3,3-3,6) качество воды реки соответствует категории загрязненной. С 1997 г. по 2004 г. качество воды улучшается, ИЗВ имеет тенденцию к снижению от 2,6 до 1,3-2,1. В период 2005 - 2006 гг. наблюдается некоторое увеличение данного показателя (ИЗВ = 1,2-2,2; 2,3), однако сохраняется умеренный уровень загрязнения реки. По большинству гидрохимических показателей качество воды Узы в настоящее время приравнивается к III классу "умеренно загрязненная". Величины гидрохимических показателей и ингредиентов в большинстве случаев не превышают нормативов.

Видовой состав зоопланктона реки Уза включает 29 видов: Rotifera - 15; Cladocera - 9; Copepoda - 5, относящихся к 19 родам, из них почти все роды включают по одному виду, кроме пяти родов Brachionus - 3, Keratella - 2, Trichocerca - 2; Bosmina - 3, Cyclops - 3.

Общими для двух исследованных створов реки являются 15 видов: Br. с. amphyceros, Br. c. calyciflorus, K. q. qudrata, P. dolichoptera, Sm. vetulus и другие. Степень сходства двух створов по зоопланктону достаточно высока - 75% (индекс фаунистической общности Соренсена для них равен 0,75).

Большая часть обнаруженных видов зоопланктона - 88% является индикаторами качества воды загрязнения воды. Среди них 70,7% приходится на показатели умеренно загрязненных и загрязненных условий и 29,3% на показатели чистых условий. Индекс загрязнения Пантле и Букка изменяется в пределах 1,5-2,5 и соответствует классу умеренно загрязненных вод.

В сезонном аспекте полученный материал (за 2007 г.) показывает, что зимой сетяные пробы были бедными, летом и осенью (в меньшей степени) зоопланктон был развит хорошо. В исследуемый период (2005-2007 гг.) плотность зоопланктона изменяется в пределах 16,98-194,68 экз./л, биомасса - 0,6-0,2 мг/л. В 2006 г. основу плотности (61,2%) и биомассы (81,7%) составляли коловратки, из них доминировали - Br. с. amphyceros, Br. c. Calyciflorus - индикаторы загрязненных условий. В 2007 г. по плотности (53,8-65,8%) и биомассе (47,1-84,2%) преобладали кладоцеры, доминирующим видом был - Sm. Vetulus. Доля коловраток составляла 20,4-27,7% и 8,6-50,3% в общих величинах плотности и биомассы зоопланктона соответственно. Не установлено связи между плотностью зоопланктона и показателям БПК , отражающим концентрацию взвешенного вещества в воде, что вероятно, находится во взаимосвязи с невысоким содержанием зоопланктона в общей массе взвешенных веществ в реке.

Сравнительный анализ данных, полученных 10 лет назад и в настоящее время, показывает, что в реке продолжают встречаться одинаковые виды. Плотность зоопланктона различается в 1,1-2,7 раза, имеются изменения в структуре сообщества (сокращается удельный вклад коловраток), увеличивается доля индикаторов умеренно загрязненных условий.

Оценка поверхностных вод определяется и по гидробиологическим показателям, которые производятся с помощью методов биоиндикации, основанных на изучении структуры биоценозов и их отдельных компонентов. В системе гидробиологических наблюдений определяют: видовой состав, численность, плотность и биомассу сообществ, доминирующие группы, виды - индикаторы.

Водные организмы могут быть индикаторами условий среды, и это используется при биологическом анализе качества воды. Гидробионты обладают способностью накапливать отдельные элементы в количествах, значительно превосходящих их концентраций в среде. Жизнедеятельность гидробионтов обеспечивает самоочищение и поддержание качества воды. Поэтому изучение населения толщи воды является необходимым.

В 2005 г. по результатам гидробиолгических наблюдений отмечены некоторое ухудшение состояния воды в реке Уза ниже г. Гомель. Индекс сапробности по Пантле и Букку: фитоперифитон - 1,79, зоопланктон - 1,79; биотический индекс: зообентос - 1. Класс качества воды соответствует III - IV [51]. В 2007г. наблюдается увеличение индекса сапробности по Пантле и Букку фитоперифитона в 0,19 раз и уменьшение индекса сапробности по зоопланктону в 0,11 раз. Класс качества воды соответствует III [43]. Результаты гидробиологических наблюдений позволяют охарактеризовать пространственное распределение и выявить тенденцию многолетней динамики уровня загрязненных водных объектов, оценить результативность гидроохранных мероприятий [42].

1. Чернюк, В.В. Основы экологии и экономика природопользования: учебно-методичесий комплекс / В.В. Чернюк. - Гомель: ГФУОФПБ "МИТСО", 2006. - 247 с.

2. Водные ресурсы (информационные материалы) №17. - Мн., 2004. - 111 с.

3. Маврищев, В.В. Основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод / В.В. Марищев // Основы общей экологии. - Мн.: Выш. шк., 2000. - 317 с.

4. Винберг, Г.Г. Значение гидробиологии в решении водохозяйственных проблем / Г.Г. Винберг // Гидробиологический журнал, отдельный оттиск - Киев, 1969. - Т.5, № 4 - 11 с.

5. Макрушина, А.В. Биологический анализ качества вод : научное издание / А. В. Макрушина. - Л.: 1974. - С. 53-60.

6. Ривьер, И.К. Современное состояние зоопланктона водоемов Волго-Балтийской и Северо-Двинской водных экосистем / И.К Ривьер// научное издание - Л.: Наука, 1982. - С. 90-103.

7. Сущеня, Л.М. Продукция планктонных ракообразных и факторы среды: научное издание / Л.М Сущеня, В.В. Семенченко - Мн.: Наука i техніка, 1990. - С. 6-7.

8. Михеева, Т.М. Индикаторное значение и функциональная роль фитопланктона в реках с разной степенью загрязнения/ Т.М. Михеева, А.П. Гончекова// Гидробиологический журнал - 1979. - Т. 15, № 11-53 с.

9. Рассашко, И.Ф. Планктонные организмы и их сообщества как индикаторы состояния рек Сож и Уза / И.Ф. Рассашко, А.В. Гаврилова, П.Н Вырский // Проблемы экологии и природопользования в Гомельском регионе / Под ред. проф. Валетова В.В. - Мн., 1996. - 226 с.

10. Экологические проблемы Полесья и сопредельных территорий: материалы V международной конференции, Гомель, октябрь 2003. - Гомель, 2003. - 221 с.

11. Рассашко, И.Ф., Зоопланктон водоемов и водотоков Белорусского Полесья (банк данных за 1888 - 1985 гг.) / И.Ф Рассашко, Б.П. Савицкий /Деп. в ВИНИТИ 22.02.1989 г., № 1178 - В 89. - Гомель, 1989. - 125 с.

12. Вырский, П.Н. Зоопланктон реки Сож в зоне антропогенного воздействия / П.Н Вырский, О.В Ковалева, // Проблемы экологии и природопользования в Гомельском регионе / Под ред. проф. Валетова В.В. / - Мн., 1996. С. 150-155.

13. Ковалева, О.В. Гидробиология: Пособие по выполнению лабораторных работ - Гомель: УО "Бел. ГУТ", 2005. - 30 с.

14. Ковалева, О.В. Проблемы оценки качества воды, состояния водных экосистем / О.В. Ковалева, О.А. Курашова // Сб. студ. науч. работ. - Гомель, 1997. - Вып. 2. - С. 85-90.

15. Поливанная, М.Ф. Об использовании организмов зоопланктона в биоиндикации качества воды / М.Ф. Поливанная, О.А. Сергеева // Гидробиол. журнал - 1978. - Т. 14, № 3.- С. 48-53.

16. Туманов, А.А. Водные беспозвоночные как аналитические индикаторы / А.А. Туманов, И.Е. Постнов // Гидробиол. журнал. - 1978. - Т. 19, № 5 - С. 3-9.

17. Семенов, В.В. Примечание различных биологических тестов при оценке токсического влияния пестецидов: научное издание / В.В. Семенов., В.А. Дончев., Л.Н. Андреева // Инф. бюл. по вод. х-ву СЭВ. - 1968. - С. 40-46.

18. Рассашко, И.Ф. Коловратки водоемов и водотоков Белорусского Полесья / И.Ф. Рассашко, О.В. Ковалева // Тезисы и материалы IV международной конференции по коловраткам. Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Панамта, Минск, 6-8 декабря 2005. - Минск, 2005. - С. 255-269.

19. Рассашко И.Ф. Планктонные сообщества, использование показателей их структурной организации при биоиндикации (на примере реки Сож - крупного притока Днепра / И.Ф. Рассашко., О.В. Ковалева // Монография - Гомель: УО "ГГУ им. Ф. Скорины", 2004. - 312 с.

20. Ковалева О.В. Планктонные коловратки реки Сож в условиях антропогенного воздействия // Молодежь и экологические проблемы современности: Материалы III научно-практической конференции молодых ученых, Гомель, май 1999. - ГГУ им. Ф. Скорины, 1999. - С. 74-78.

21. Рассашко, И.Ф. Итоги изучения и современное состояние планктонных сообществ р. Припять / Юбилейная научно практическая конференция. Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2005. - С. 77-78.

22. Рассашко, И.Ф. Сравнительный анализ качества воды и состояния планктонных сообществ реки в условиях поступления в нее вод с очестных сооружений / И.Ф. Рассашко, О.В Ковалева, В.В. Вежновец // Известия ГГУ им. Ф. Скорины. - 2007. - № 6 (45). - С. 63-68.

23. Природная среда Беларуси: Монография под ред. В.Ф. Логинова; НАН Беларуси. Ин-т пробл. испол. Природных ресурсов и экологии: - Мн.: НОООО "БИП-с",2002. - 424 с.

24. Мониторинг поверхностных вод // Национальная система мониторинга окружающей среды РБ: результаты наблюдений, 2004. / Под ред. С.И. Кузьмина, С.П. Уточкиной - Мн.: "Белниз экология", 2005. - С. 31 - 68.

25. Макарцева, Е.С. Оценка общей стабильности зоопланктонного сообщества и его отдельных показателей при антропогенном евтрофировании водоемов /Е.С. Макарцева // Гидробиол. журнал. - 1986. - Т. 22. № 5 - С. 33-37.

26. Арабина, И.П. Видовой состав донного населения реки Сож и влияние на него загрязнения / И.П. Арабина // Вопросы естественных и технических наук. Гомель, 1975. - С. 190-192.

27. Ковалева, О.В. Рачковый зоопланктон реки Сож в районе поступления сточных вод города / О.В. Ковалева // Экология и молодежь Исследования экосистем в условиях радиоактивного и технического загрязнения окружающей среды / Материалы I международной научно-практической конференции в 2-х томах. Том 1. Часть 2. - Гомель, 1998. - С. 96-97.

28. Крючкова, Н.М. Структура сообществ зоопланктона в водоемах разного типа / Н.М. Крючкова // Продукционно - гидробиологические исследования водных экосистем. - С. 38-49.

29. Коновалюк, Е.Ф. Оценка сапробности воды реки Томь в нижнем течении по зоопланктону / Е.Ф. Коновалюк // Гидробиол. журнал. - 1988. - Т. 24., № 2. - С. 100-102.

30. Потина, И.И. Сезонное увеличение доли мелких коловраток в удобряемых озерах / И.И. Потина // Особенности экосистем интенсивно эксплуатированных малых озер. - Л., 1985. - Вып. 231. - С. 47-52.

31. Крючкова, Н.М. Динамика численности зоопланктона в гиперэквтрофном водоеме / Н.М. Крючкова // Вестник БГУ. Сер. 2. - 1993. - № 2. - С. 38-42.

32. Рассашко, И.Ф. Особенности организации и функционирования экосистем реки Днепр и притоков в районе Белорусского Поласья / И.Ф. Рассашко // Мн., 1993. - 93 с. - Ден. в НПЭЦ "Верас-эко" и изв. АНБ 21.07.1993. - № 287.- С. 19-39.

33. Рассашко, И.Ф. Зоопланктон в условиях разнофакторного загрязнения / И.Ф. Рассашко, В.В. Вежновец, О.В. Ковалева // Биоразнообразие, мониторинг экосистем и рациональное использование: Юбилейный сборник научных трудов. - Гомель, 1999. - С. 93-100.

34. Калинин, М.Ю. Водные ресурсы Гом. области / А.А. Волчек / Под общей ред. д.т.н. М.Ю. Калинина. - Мн.: ООО "Белсэн", 2005. - 144 с.

35. Кутикова, Л.А. Коловратки фауны СССР / Л.А Кутикова / - М. - Л.: Наука, 1964. - 328 с.

36. Мануйлова, Е.Ф. Ветвистоусые рачки фауны СССР / Е.Ф. Мануйлова / - М. - Л.: Наука, 1964. - 328 с.

37. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий / Под ред. С.Я. Цаломихина. Т. 2.: Ракообразные. - СПБ., 1995. - 632 с.

38. Определитель организмов пресноводных вод // Пресноводная фауна. Вып. 1. - Л., 1930. - 288 с.

39. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений / Под ред. В.А. Абакумова. - Л.: Гидрометиоиздан., 1983. 240 с.

40. Фадеев, А.А. Гидрохимические показатели водных объектов на территории Гомеля / Савченко С.В., Таратунин А.А., Романова В.Ф., Винников Ю.Н, Шевцова Н.С. // Водные ресурсы (информационные материалы). - 2006. - № 22. - С. 66-69.

41. Рассашко, И.Ф. Оценка качества воды и экологического состояния рек Днепровского региона с учетом европейских стандартов / Степанов В.А., Ковалева О.В.// Известия ГГУ им. Ф. Скорины. - 2007. - № 1 (40). - С. 62-67.

42. Рассашко, И.Ф. Гидроэкологическое состояние рек бассейна Днепра (в пределах Гомельской области): монография / Рассашко И.Ф., Собченко В.А., Гончаренко Г.Г., Ковалева О.В., Дроздова Н.И., Горнасталев А.А. // М-во образования РБ, Гомельский гос. ун-т. им. Ф. Скорины - Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2008. - 124 с.

43. Состояние природной среды Беларуси: экол. бюл., 2006 г. / Под общ. ред. В.Ф. Логинова. - Мн.: Изд. центр БГУ, 2007. - 377 с.

44. Национальная система маниторинга окружающей среды РБ: результаты наблюдений 2003. / БЕЛНИЦ экология, - Мн., 2004. - 202 с.

45. Состояние природной среды Беларуси: Экологический бюллетень, 1992. / Под ред. В.Ф. Логинова, - Мн., 1995. - 152 с.

46. Состояние природной среды Беларуси: Экологический бюллетень, 1995. / Под ред. В.Ф. Логинова, - Мн., 1996. - 148 с.

47. Состояние природной среды Беларуси: Экологический бюллетень, 1996. / Под ред. В.Ф. Логинова, - Мн., 1997. - 154 с.

48. Состояние природной среды Беларуси: Экологический бюллетень, 1996. / Под ред. В.Ф. Логинова, - Мн., 1998. - 174 с.

49. Довыденко, Т.Д. Гидрохимические и микробиологические характеристики качества воды водоисточников / Т.Д. Довыденко // Сб. науч. Работ студентов УО "ГГУ им. Ф. Скорины" "творчество молодых - 2002." / Под ред. Д.Г. Лина/. - Гомель: ГГУ, 2002. - С. 70-72.

50. Состояние природной среды Беларуси: Экологический бюллетень, 2005. / Под ред. В.Ф. Логинова, - Мн., 2006. - 324 с.

51. Государственный водный кадастр. Водные ресурсы, их использование и качество вод (за 2005 год). - Мн., 2006. - 108 с.

Размещено на .ru