Белоярское водохранилище 2010

Для восстановления экологической системы Белоярского водохранилища и предотвращения  «цветения» синезелеными водорослями вразработку была принята новейшая биотехнология,  основанная на альголизации  водоема штаммом ChlorellavulgarisИФР № С-111.

Материалы, приведенные ниже, отражают  проведенную  работу  по улучшению экологического состояния Белоярского водохранилища в 2010 г.

1.Рассматривая общую динамику гидрохимического состава вод Белоярского водохранилища за наблюдаемый период можно сделать следующие выводы.

Максимальные значения макрокомпонентов отмечаются в весенние и осенние месяцы. В июне и июле имеет место падение концентраций кальция и магния  на 25-50%, что авторы связывают с естественными природными условиями.

Элементы мезогруппы представлены железом и соединениями азота. На фоне пиковых значений концентраций железа в апреле и сентябре, отмечается его минимальные концентрации в мае. Соединения азота ведут себя неоднозначно. Так для нитратов и нитритов отмечена четкая тенденция уменьшения концентраций на протяжении с мая по октябрь. В то же время концентрации иона-аммония четкой тенденции не продемонстрировали, тем не менее за последние два месяца наблюдений зафиксированы минимальные значения.

В наблюдаемый период фиксируется закономерное уменьшение жесткости воды и содержания растворенного кислорода в летний период относительно весенних и осенних месяцев, связанное с увеличением среднесуточной температуры.

Показатель ХПК демонстрирует неустоявшуюся динамику изменений. Показатель БПК напротив после скачка в мае демонстрирует четкую тенденцию к уменьшению значений.

В пространственном отношении наиболее неблагополучным следует считать залив у АЭС, являющегося очагом загрязнения соединениями азота и металлов для всего низовья водохранилища.

В целом по Белоярскому водохранилищу на протяжении периода наблюдений отмечено стойкое уменьшение концентраций по трем формам соединений азота и показателю БПК, прочие анализируемые компоненты варьировали в узком диапазоне и явных тенденций к росту не отмечено.

2.В макрозообентосе литоральной зоны водоема-охладителя Белоярской АЭС выявлено144 вида беспозвоночных (106 – в живом виде): нематоды  - 1 вид, олигохеты – 22, пиявки – 3, моллюски – 31 (11-двустворчатые, 20 – брюхоногие), мшанки – 4, ракообразные – 3, клещи – 3, насекомые – 77 видами. Среди насекомых обнаружены представители 6 отрядов: поденки (2 вида), стрекозы (1), жуки (3), клопы (1), ручейники (13), двукрылые (57 видов). Из двукрылых наиболее многообразны хирономиды – 51 вид, из них таниподин – 7, ортокладиин – 5, хирономин – 39 видов. Из других двукрылых отмечены хаобориды (1 вид) и мокрецы (5 видов).

Видовое разнообразие в различных пунктах сильно отличалось. К группе маловидовых сообществ (по 18-20 видов за сезон) отнесены пункты у АЭС, ниже АЭС и у Черного болота, к многовидовым – правобережье у базы отдыха и в верховье (по 54-39 видов), к средневидовым (по 28 видов) – левобережье у плотины и залив напротив АЭС. С учетом остатков жизнедеятельности беспозвоночных, в отдельных пунктах было зафиксировано от 74-61 (верховье и база отдыха) до 27-31 вида (у АЭС и ниже АЭС).

Общая численность макрозообентоса литорали водохранилища в 2010 г. составила 924,2 экз/м² (от 340 экз/м² у АЭС до 1680 экз/м² в верховье). Средняя биомасса макрозообентоса низкая  - 2,63 г/м² (от 0,63 у АЭС до 5,59 г/м² в верховье), что обусловлено отсутствием в бентосе крупных видов – моллюсков, колоний губок, стрекоз, жуков, клопов, пиявок, т.е. смешанных и чистых фильтраторов и хищников крупных форм – К-стратегов.

Ведущими группами в численности и биомассе макрозообентоса  являлись хирономиды и олигохеты, в биомассе в отдельных  пунктах существенна доля  моллюсков и пиявок.

Доминирующими видами литорали водохранилища являлись олигохеты Limnodrilushoffmeisteri(18,9%) и хирономидыPolypedilumnubeculosum(12,5%), менее значимы олигохеты Tubifextubifex(6,1%) и хирономиды Psilotanypusimicola(6,6%). В отдельных пунктах большое значение имели виды поденок Caenishoraria,мокрецы рр. Sphaeromyiasи Probezzia, хирономиды рр. Procladiusи Cladotanytarsus. Кроме того, в различные сезоны происходила смена доминантных комплексов из-за вылетов имаго амфибиотических насекомых, деградации сообществ из-за термического стресса в условиях нынешнего аномально жаркого лета либо токсификации грунтов.

По среднесезонным показателям доминантно-информационной структуры исследуемых сообществ  наиболее благополучным сообществом является правобережная литораль у базы отдыха, где индекс Шеннона приближается к максимальному значению для природных экосистем (Н=4,82 бит/экз) при максимальной устойчивости  (А=0,75). Все другие сообщества характеризуются средними и стабильными показателями индекса Шеннона (3,16-3,99 бит/экз), имеют высокую выровненность (V=0,66-0,83), низкую концентрацию доминирования численности (Сч=0,06-0,20) и умеренную энтропию (F=0,16 – 0,32).

Сезонная динамика основных количественных показателей макрозообентоса свидетельствует о сильном обеднении в качественном (число таксонов) и количественном (численность, биомасса) отношениях макрозообентоса в летний период и его полном (ниже АЭС по численности, у базы отдыха - по биомассе) либо частичном (другие пункты) восстановлении в осенний период, что сказывается и на динамике информационной и трофической структур сообществ.  Летний и осенний аспекты сообществ обедняются за счет элиминации средних фильтраторов – двустворчатых и брюхоногих моллюсков, свойственных региональной фауне, и фитофагов, и замещается эврибионтными пелофильными детритофагами (олигохеты) и мелкими хищниками (хирономиды п/сем.Tanypodinae) c широкими ареалами, что свидетельствует об ухудшении экологических условий в водоеме от весны к осени. Исключением является верховье водохранилища с количественным максимумом осенью за счет массового развития всеядного P. nubeculosumи тубифицид.

В трофических структурах  зообентосных сообществ выявлено 13 гильдий из 5 трофических групп, в полном составе реализующихся только в весенний период. В летних и осенних аспектах сообществ отсутствуют гильдии фитофагов, отсутствует большинство фильтрующих видов при элиминации чистых фильтраторов, редки крупные хищники. Сообщества характеризуются невысокими показателями трофического разнообразия,  в летнем аспекте – низким уровнем конкуренции и доли хищников. Из-за отсутствия в большинстве аспектов сообществ верховных хищников трофические структуры имеют усеченный, 3-4 уровневый статус. В сообществах ниже АЭС  и заливе напротив АЭС большое значение имели детритофаги, в других пунктах – «мирные» полифаги, иногда наряду с хищными полифагами и зоофагами. Отмечено усиление хищного звена сообществ в осенний период во всех пунктах за счет мелких видов – r-стратегов, что подтверждает токсификацию литоральной зоны водохранилища, не дающей возможности развития крупных долгоживущих К-стратегов, в том числе хищных.

Качество вод по показателю органического загрязнения (индексу сапробности S) в большинстве пунктов различных сезонных аспектов сообществ (78,9%) характеризуется как тяжело загрязненные с максимумом  в заливе напротив АЭС в летний и осенний периоды (S=3,2-2,8), у плотины и у Черного болота – в осенний  (S=3,19-3,04). К промежуточному между умеренно- и тяжелозагрязненными водами отнесены пункты у АЭС в весенний и осенний периоды, и у базы отдыха - в весенний. Выраженного тренда изменений сапробности в течение сезона не выявлено. По уровню токсификации к умеренно загрязненным (фоновым) отнесены пункты у Черного болота в летний период, к промежуточным между умеренным загрязнением и грязными водами –  в заливе и верховье в весенний период, у плотины и в верховье – в летний. Осенью наблюдается ухудшением ситуации по индексу сапротоксобности во всех пунктах, с максимумом у Черного болота, плотины и в заливе напротив АЭС (St=3,16-3,4).

Исходя из комплексного анализа состояния макрозообентоса Белоярского водохранилища в течение вегетационного сезона 2010 г. (с учетом фаунистического, таксономического, количественного, доминантно-информационного, трофического аспектов и оценки качества воды), изучаемые донные сообщества можно расположить в ряд по мере оптимизации их состояния и структуры: АЭС – залив напротив АЭС - плотина - Черное болото – утес ниже АЭС – база отдыха – верховье.

3.Проведенные исследования фитопланктона Белоярского водохранилища показали, что по эколого-биологическому качеству вóды относятся к классу 3 – «Умеренно (слабо) загрязненные» с преобладанием β-мезосапробного типа процессов самоочищения. Отсутствие обильного “цветения” вод синезелеными водорослями говорит об относительном экологическом благополучии. А такие признаки как достаточно однообразный видовой состав сообществ; их монодоминантность или доминирование 2-3 видов; тонкостенность створок некоторых видов диатомей, - позволяют предположить, что происходит формирование нового типа сообществ низших водорослей, возможно, связанное именно с альголизацией водоема.

4.Зоопланктон водоема-охладителя Белоярской АЭС характеризуется невысоким видовым разнообразием – 35 видов и форм. Ведущей группой по видовому разнообразию являются коловратки, наименьшим числом видов представлены копеподы.

В планктоне преобладают пелагические лимнофильные формы, с широким или всесветным распространением, по отношению к факторам среды –эврибионты.

 Средняя за сезон численность зоопланктона и средняя биомасса характеризуют данный водоем как мезотрофный (средний по кормности). Сезонная динамика продукционных процессов имеет ряд отличий от известных закономерностей, характерных для природных водоемов: наблюдается только один пик численности и биомассы, смещенный к июню и обусловленный развитием не коловраточного а рачкового планктона. На пике летнего сезона – в августе и сентябре количественные характеристики развития зоопланктона имели пониженные значения.

Сапробиологический анализ, основанный на присутствии видов-индикаторов преимущественно бэта-мезо-сапробного комплекса характеризует пелагиаль водоема как слабозагрязненную – бета-мезо-сапробную зону.