Нижнетагильское водохранилище 2010
В рамках договора с Нижнетагильским металлургическим комбинатом решалась экологическая проблема - постоянная и все возрастающая эвтрофикация Нижнетагильского водохранилища. Целью работы являлось проведение комплексных биологических и гидрохимических исследований на акватории Нижнетагильскоговодохранилища для оценки влияния альголизации на качество воды и водные экосистемы за отчетный период: апрель-октябрь 2010г.
Рассматривая общую динамику гидрохимического состава вод Нижнетагильского 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 15-20%, что авторы связывают с естественными природными условиями.
Элементы мезогруппы представлены железом и соединениями азота. На фоне пиковых значений концентраций железа в мае и октябре, отмечается его минимальные концентрации с июня по август. Соединения азота ведут себя неоднозначно. Так для аммония и нитритов отмечена тенденция уменьшения концентраций на протяжении с мая по октябрь. В то же время концентрации нитратов четкой тенденции не продемонстрировали, но начиная с июня фиксировались значения 1,5-2 раза ниже чем на начало периода наблюдений.
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 динамику изменений, направленную на уменьшение значений. Показатель БПК после макимальных значений в апреле демонстрирует четкую тенденцию к уменьшению значений.
Во время весеннего половодья в пространственном отношении наиболее неблагополучным следует считать приплотинную часть водохранилища, куда с талыми водами поступают загрязняющие компоненты с прилегающих промышленных и жилых территорий. После стабилизации гидродинамического режима (меженный период – июнь-сентябрь) наибольшее эколого-гидрохимическое неблагополучие наблюдается в верховьях водохранилища, где отмечены следы «свежего» загрязнения по соединениям азота и металлам. Тем не менее, по мере продвижение вод к приплотинной части происходит их качественное улучшение сразу по 4-5 показателям.
В целом по Нижнетагильскому водохранилищу на протяжении периода наблюдений отмечено стойкое уменьшение концентраций по трем формам соединений азота, показателю ХПК и БПК, прочие анализируемые компоненты варьировали в узком диапазоне и явных тенденций к росту не отмечено.
2.В 2010 г. (май, август, октябрь) в Нижнетагильском водохранилище выявлено 119 видов макрозообентоса и зоофитоса, их них 65 видов – в живом состоянии: 1 вид нематод, 12 видов олигохет, 3(4) вида пиявок, 45 видов моллюсков (15 – двустворчатых, 30 – брюхоногих), мшанок – 2 вида, насекомых – 56 видов (43 – в живом состоянии): поденки – 2 вида, стрекозы – 3, жуки – 3, клопы – 1, чешуекрылые - 1, ручейники – 16, двукрылые – 30 видов. Среди двукрылых преобладали хирономиды – 27 видов.
В каждом из пунктов было выявлено по 5-41 видов живых организмов, минимальное их число – в пунктах у с. Фотеево и лыжной базы (по 5-15 видов), максимальное – в низовье и верховье водохранилища (33-41 вид). С учетом остатков жизнедеятельности организмов число видов составляло от 13 до 76.
Доминирующими группами в зообентосе были олигохеты, преимущественно тубифициды, и хирономиды, при этом состав и роль различных групп резко изменялась по сезонам: весной более значительную роль играли моллюски, особенно в верховье водохранилища, летом – насекомые, осенью – олигохеты.
Общая средняя численность макрозообентоса составляла 751,7 экз/м2, от 86,7 экз/м2 до 2000 экз/м2 в различных пунктах. Максимальная численность отмечена в мае (1790 экз/м2), минимальная – летом (80 экз/м2). Общая биомасса составила 34,36 г/м2, в большинстве пунктов – по 0,41-2,03 г/м2, в верховье – 134,33 (0,78) г/м2, что является высоким показателем для водоемов этой зоны, без учета максимального значения – 1,06 г/м2, что более адекватно отражает состояние бентоса водоема и является умеренно-низким значением.
Доминирующими видами водохранилища являлись брюхоногие Opisthorchophorusabacumovae(28,8% общей численности), двустворчатые Amesodaasiatica(10,2%), массовыми были также олигохеты Limnodrilushoffmeisteri(6,9%), L. udekemianus(6,4), хирономиды Polypedilumnubeculosum(7,5%). Следует отметить, что ведущие виды моллюсков имели значение только в весенний период, в другие периоды массовыми были преимущественно эврибионтные виды олигохет и хирономид.
Информационная структура донных сообществ по усредненным данным свидетельствует о недостаточном наличии в сообществах информационного ресурса и невысоком уровне его избыточности. Индекс Шеннона составлял от 2,23 до 4,21 бит/экз, максимальное значение индекса явно связано с биогенной дотацией и краевым эффектом при впадении стоков с водами реки. Выровненность сообществ достаточно высока при низкой концентрация доминирования численности. Устойчивость сообществ по среднесезонным данным в сообществах верховья и центра – высокая, в низовье у с. Фотеево – низкая, в низовье у устья р. Б. Кушна – очень высокая за счет дотационных процессов. В наиболее типичных для водохранилища пунктах у с. Фотеево и у лыжной базы уровень энтропии минимален, информационный ресурс выработан, сообщества в данных пунктах, как и по другим показателям (фаунистическому и трофическому), являются наиболее неблагополучными среди исследованных и наиболее сильно подверглись неблагоприятным условиям в аномально жарких условиях нынешнего лета 2010 г.
Трофическая структура донных сообществ в течение сезона претерпела существенную трансформацию, выражающуюся в обеднении числа гильдий (вдвое) и групп, росте уровня детритофагии, снижении роли «мирных» полифагов фильтрующих гильдий, и падении, вплоть до полной элиминации в осенний период, облигатно хищного звена, в том числе верховных хищников, присутствующих только в трех сообществах весеннего аспекта. Трофическое разнообразие сообществ низкое, летом и осенью всегда менее 2,0 бит/г гильдии, как и уровень конкуренции. Число трофических уровней весной достигает 5, летом и осенью трофические структуры представлены 1-4 уровнями, преимущественно формируя 2-3 уровневые структуры.
Качество воды в литоральной зоне Нижнетагильского водохранилища, выявленное по расчетным индексам сапробности (S) с использованием индикаторных организмов зообентоса, по большинству показателей относится к тяжелозагрязненным (альфа-мезосапробный класс вод). По уровню сапробности к умеренно-загрязненным можно было отнести пункт верховья весной и пункт у с. Фотеево осенью. В целом, по уровню органического загрязнения отмечается ухудшение ситуации от весны к лету с частичной оптимизацией осенью в отдельных пунктах. По показателю сапротоксобности (St) весной все пункты, кроме верховья, относились в умеренно загрязненным, летом – только пункт в верховье (в других пунктах показатели достигали значений альфа-полисапробного классов), осенью – только пункт у с. Фотеево. В сезонном аспекте по уровню токсификации отмечалось ухудшение ситуации от весны к осени в верховье и в центре у лыжной базы, и ее улучшение от лета к осени – у с. Фотеево.
Поскольку ситуация по качеству воды в водохранилище развивалась неоднозначно, в целом по совокупности значений можно сказать, что наиболее благоприятна ситуация у с. Фотеево, негативна - в различные периоды у устья р. Б. Кушна и у лыжной базы.
3. Проведенные исследования фитопланктона показали, что по эколого-биологическому качеству вóды Нижне-Тагильского водохранилища 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. В ходе гидробиологических исследований, проводившихся в вегетационный сезон 2010 года в зоопланктоне Нижнетагильского водохранилища было обнаружено 54 вида и форм постянно-планктонных организмов из четырех основных систематических групп зоопланктона: простейшие ( Protozoa, Testacea) -22 вида и форм; коловратки (Rotatoria)-17 видов и форм, 11 видов ветвистоусых рачков (Сladocera); 4 вида веслоногих рачков (Copepoda). В планктоне постоянно присутствовала молодь копепод : науплии и копеподиты; отмечены организмы пелагобентоса – водяные клещи (Hydracarina) и личинки двукрылых –хиронономиды (Chironomidae).
Зоопланктон различных участков водохранилища различался по своим количественным характеристикам – численности и биомассе.
Средняя за сезон численность зоопланктона в Нижнетагильском водохранилище имела довольно высокие значения и составляла около 87 тыс.экз./м3 , биомасса-2,16 г/м3.
Основную роль в формировании общей численности и биомассы зоопланктона в Нижнетагильском водохранилище играют копеподы. На протяжении июня-августа их вклад в общую численность и биомассу был более существенным, в августе наибольшая доля по численности и биомассе принадлежала ветвистоусым рачкам (Cladocera).
По преобладанию в планктоне организмов бета-мезо-сапробного комплекса можно предположить соответствие качества воды в Нижнетагильском водохранилище бета-мезосапробной зоне, т.е. зоне слабого загрязнения.