CC BY
32
УДК 577:574.24:591.1:351.777.61 © 2014: Д.Д. Алексеюс, О.М. Плотникова, О.В. Козлов, С.Ю. Максимовских; ФНИ «XXI век»
БИОМОНИТОРИНГОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В РАЙОНЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА «ЩУЧЬЕ» ПО УНИЧТОЖЕНИЮ ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ
Д.Д. Алексеюс1*, О.М. Плотникова1' 2, О.В. Козлов2,
С.Ю. Максимовских1
1 Региональный Центр по обеспечению государственного экологического контроля и мониторинга объектов по хранению и уничтожению химического оружия (РЦ ГЭКиМ) по Курганской области и 2 Курганский государственный университет, г. Курган, Россия
* Эл. почта: [email protected] Статья поступила в редакцию 09.01.2014; принята к печати 26.02.2014
Представлены результаты обследования природного комплекса зоны защитных мероприятий (ЗЗМ) объекта «Щучье» (Щучанский район Курганской области) по хранению и уничтожению химического оружия. Дана общая характеристика территории ЗЗМ. Мониторинг ЗЗМ проводился в 2009—2013 гг. методами лесопатологических исследований, лихеноиндикации, а также по показателям состояния зообентоса озер. Лесопатологические исследования показали, что лесные массивы в ЗЗМ не испытывают дополнительной негативной нагрузки, сверх действия факторов антропогенного (низовые пожары) и природного (вымокание за счет переувлажнения почвы) характера, и являются в целом стабильными системами. Исследования лихенофлоры показали, что в ЗЗМ преобладают листоватые и кустистые лишайники, принадлежащие к эпифитам, эпиксилам и эпигеидам. Негативное влияние объекта «Щучье» на их состояние не отмечено. Содержание пролина как показателя стресса в индикаторной группе эпифитов вблизи завода по уничтожению и арсенала хранения химического оружия — низкое. В рамках гидробиологического мониторинга исследованы три озера ЗЗМ, которые по индексам сапробности отнесены к р-мезосапробным водоемам с умеренной степенью органического загрязнения. Изменения, происходившие на протяжении периода исследований в зоопланктонных сообществах этих экосистем, обусловлены протеканием естественных сукцессионных процессов, не связанных с антропогенным воздействием. В целом проведенные исследования не выявили негативного влияния объекта «Щучье» на состояние природной среды ЗЗМ.
Ключевые слова: биомониторинг, зообентос, лишайники, патология леса, уничтожение химического оружия.
BIOLOGICAL MONITORING OF THE PROTECTED AREA OF "SCHUCH'YE" FACILITY FOR DESTRUCTION OF CHEMICAL WEAPONS D.D. Alekseyus1*, O.M. Plotnikova12, O.V. Kozlov2, S. Yu. Maksimovskikh1
1 Kurgan Regional Center for Provision of State Environmental Control and Monitoring of Facilities for Destruction of Chemical Weapons and 2 Kurgan University, Kurgan, Russia
* E-mail: [email protected]
The results of biological monitoring of the protected area of the facility for destruction of chemical weapons (PAFDCW) located in Schuchanskiy District of Kurganskaya Oblast are reviewed. The general environmental characteristic of the area is presented. Monitoring of the area carried out in 2009-2013 included studies related to forest pathology, lichen indication, and studies of lacustrine bentos conditions. Forest pathology studies suggest that forests within PAFDCF do not suffer from additional adverse influences beyond known factors of anthropogenic (creeping fires) and natural (soaking caused by soil overwetting) origins and that their condition is stable. Lichen flora is dominated by foliose and fruticose forms of epiphytic, epixylic and soil species. No negative effects on their conditions are found. The content of proline as an indicator of stress is low in epiphytes found at sites near the facility. Three lakes examined within PAFDCW are referred to P-mesosaprobic basins moderately polluted with organic matter. Changes in the zooplanktonic communities of these systems are attributed to natural succession processes unrelated to anthropogenic effects. On the whole, no negative effects attributable to the facility for destruction of chemical weapons were found within its protected area.
Keywords: biological monitoring, forest pathology, zooplankton, lichen indication, destruction of chemical weapons
ВВЕДЕНИЕ риже в январе 1993 г. и вступила в силу 29 апреля В Российской Федерации в марте 1996 г. была при- 1997 г., когда была ратифицирована большинством нята Федеральная целевая программа «Уничтожение ее стран-участников. Россия ратифицировала Кон-запасов химического оружия в Российской Федера- венцию 5 ноября 1997 г. После ратификации конвенции», а в мае 1997 г. вступил в силу Федеральный за- ции Россия объявила о наличии 24 бывших объектов кон «Об уничтожении химического оружия». Эти до- по производству химического оружия (ХО) и около кументы стали основой для выполнения «Конвенции 40 тысяч тонн общих запасов отравляющих веществ о запрещении разработки, производства, накопления [20, 21]. К 2010 г. из бывших объектов по производи применения химического оружия и его уничтоже- ству ХО восемь уничтожены полностью и 15 пере-нии», которая была открыта для подписания в Па- профилированы на производство мирной продукции,
что подтверждено сертификатами организации по запрещению химического оружия (ОЗХО). На конец октября 2013 г. в России уничтожено около 31 тыс. т ОВ, что составляет около 77%.
В 1987 г. в России было полностью прекращено промышленное производство ХО, основными отравляющими веществами (ОВ) которого являлись фосген общеудушающего действия, иприт и люизит кожнонарывного действия и фосфорорганические ОВ зарин, зоман и вещество типа ви-икс нервнопарали-тического действия. Все запасы химического оружия в России к этому времени были сосредоточены на семи арсеналах хранения - в Брянской (г. Почеп), Саратовской (г. Горный), Пензенской (пос. Леонидовка), Кировской (пос. Марадыковский), Курганской (пос. Плановый) областях и в Удмуртии (пос. Камбарка и Кизнер).
Особенностью арсенала в пос. Плановый Щучан-ского района, который был создан на базе передислоцированного в сентябре 1941 г. военного склада из г. Кунгура Пермской области и переименован в 1947 г. в центральную артиллерийскую базу боеприпасов, является хранение химических боеприпасов ракетных войск и артиллерии. С 1987 г. этот объект известен как арсенал хранения химического оружия в г. Щучье (объект «Щучье»). Техническая территория хранения ХО занимает площадь 253 га, на которой запасы химических оружия до недавнего времени составляли около 5,5 тыс. т фосфороргани-ческих ОВ с общей формулой RОСН3P(O)X - фосген, зарин, зоман и вещество типа ви-икс. Фосген в 2001 г. был перетарен из снарядов в металлические бочки и вывезен из Щучанского района. На заводе по уничтожению ХО, который начал свою работу в мае 2009 г., к июлю 2012 г. уничтожено около 3 тыс. т зарина (изопропилметилфторфосфоната), а к концу 2013 г. - около 1,8 тыс. т зомана (пинаколилметил-фторфосфоната). Уничтожение оставшихся запасов ОВ - это 0,7 тыс. т вещества типа ви-икс (УХ, О -изобутил- S - 2-(Ы^-диэтиламино)этилтиолметил-фосфоната) начинается с 2014 г.
Для объекта «Щучье» (арсенала хранения и завода по уничтожению ХО) утверждена единая зона защитных мероприятий (ЗЗМ) площадью 750 кв. км. Такой размер ЗЗМ обусловлен тем, что арсенал хранения и завод по уничтожению химического оружия расположены на расстоянии 12 км друг от друга и соединены железнодорожным путем. В ЗЗМ объекта в 20 населенных пунктов (г. Щучье, п. Плановый, села Чумляк, Пуктыш, Нифанка и др.) проживает около 16 тыс. жителей. Здесь находятся железнодорожная и автомобильная магистрали Челябинск-Курган, водная система реки Миасс с притоками рек Чумляк и Чумлячка, озера Пуктыш, Панькино, Наумовское, Песчаное, Фролиха, Нифановское, множество болот, а также Чумлякское месторождение подземных вод.
На состояние природной среды в ЗЗМ в настоящее время оказывают влияние: сельское хозяйство (основной фактор воздействия на ландшафты); Челябинский промышленный узел (объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в 2,5 раза превышает совокупный объем выбросов Курганской области, а сброс загрязненных сточных вод из Челябинской области по реке Миасс приводит к тому, что на входе в Курганскую область вода реки Миасс содержит нефтепродуктов, фосфатов, меди, железа от 5
до 10 ПДК); производственное объединение «Маяк», расположенное в 100-120 км от объекта по уничтожению ХО и имеющее большой объем хранящихся радиоактивных отходов; промышленные предприятия, транспорт и коммунальное хозяйство Щучан-ского района (хотя доля их влияния на природные системы в общем объеме невелика и воздействие имеет локальный характер); преобладающий западный перенос воздушных масс; застойный режим увлажнения части территории, повышенные концентрации радона. Таким образом, природная среда в Щучан-ском районе находится под многофакторным техногенным воздействием, к которому добавляется воздействие объекта по уничтожению ХО.
Начиная с 2004 г. в ЗЗМ объекта «Щучье» были начаты регулярные фоновые наблюдения за качеством природной среды (воздуха, воды, почвы, снега), а с 2008 г. - за состоянием растительного и животного мира. С началом работы объекта «Щучье» с мая 2009 г. проводится регулярный государственный экологический контроль и мониторинг окружающей среды в ЗЗМ объекта, в том числе биологический мониторинг.
Возможное влияние объекта по уничтожению ХО на окружающую среду оценивается, прежде всего, по концентрации общепромышленных и специфических загрязняющих веществ в компонентах природной среды ЗЗМ - атмосферном воздухе, почве, поверхностной природной воде и донных отложениях рек и озер, а также в промышленных выбросах и сбросах сточных вод. Для контроля общепромышленных загрязняющих веществ в настоящее время разработаны все методики измерений и установлены соответствующие нормативы в виде предельно-допустимых или ориентировочно-допустимых концентраций (ПДК, ОДК), ориентировочно-безопасные уровни воздействия, предельно-допустимые выбросы и нормативы допустимых сбросов.
Однако не менее важным является оценка потенциального специфического химического воздействия, связанного с возможной миграцией продуктов де-токсикации и деструкции фосфорорганических ОВ в атмосферу, поверхностные и грунтовые воды, почву, донные отложения, из которых они могут поступать по пищевым цепям в биологические объекты растительного и животного происхождения. Кроме того, при попадании в природную среду фосфороргани-ческих ОВ, продуктов их деструкции и компонентов дегазирующих смесей возможна их биодеградация, а также трансформация в другие вещества при химическом взаимодействии с соединениями, находящимися в природных средах, которые являются активными биореакторами. Так, в состав воздуха входят такие сильные природные окислители, как кислород и озон, а благодаря промышленности и автотранспорту в воздухе присутствуют оксиды углерода, азота, серы, серная кислота, углеводороды, ацетон, сложные эфиры, бензпирены, диоксины и другие вещества. Природная вода - хороший растворитель для протекания химических реакций и среда обитания микроорганизмов. Почва - наиболее сложная природная среда, состоящая из воды, почвенного воздуха, почвенных организмов, минеральных и органических веществ, в том числе гуминовых кислот и белков, ферментов, углеводов, липидов, лигнина, органических кислот -содержит, таким образом, практически все реакци-
онно-способные функциональные центры (амино-, меркапто-, гидрокси-, карбонильные, карбоксильные) для химических превращений.
Возможные пути и продукты спонтанной трансформации фосфорорганических ОВ и веществ их промышленного гидролиза в природных средах определяются, прежде всего, строением и реакционной способностью этих соединений. Технологические стадии обезвреживания фосфорорганических ОВ предполагают, что основными процессами, определяющими образование продуктов деструкции при уничтожении ХО, является взаимодействие зарина и зомана с водным раствором моноэтаноламина, взаимодействие VX с активными компонентами рецептуры РД-4М, в состав которой входят изобутилат и гидроксид калия, изобутанол, ^метилпирролидон и е-капролактам, взаимодействие с водными растворами щелочей остаточных количеств ФОВ и их пиролиз (термодеструкция) [2, 16, 18]. Вещества дегазирующих смесей и продукты их деструкции, поступая в природную среду, в силу своей реакционной способности могут сами оказывать на нее воздействие, реагируя с природными веществами и участвуя в процессах метаболизма, давая новые химические соединения.
При большом количестве химических соединений, образующихся как продукты детоксикации и деструкции фосфорорганических отравляющих веществ и веществ дегазирующих составов, при недостаточной изученности всего спектра продуктов трансформации фосфорорганических ОВ и методического и приборного обеспечения, а также из-за сложности и высокой стоимости анализов весьма затруднительно организовать эффективный экологический мониторинг только средствами аналитической химии, особенно при низких концентрациях загрязняющих веществ в условиях штатного режима эксплуатации объекта. Химико-аналитический контроль не учитывает и комбинированный характер действия загрязнителей, когда влияние каждого из них может дополнять, усиливать или подавлять друг друга. Существенным недостатком данных методов является и отсутствие достаточной информации о влиянии поллютантов на биологические объекты.
В настоящее время основными маркерами при контроле содержания фосфорорганических ОВ в природных средах считаются достаточно устойчивые к разложению метилфосфоновая кислота (МФК) и ее кислые эфиры, которые в силу своего строения могут быть посредниками свободно-радикальных процессов и таким образом влиять на антиоксидант-ные системы живых организмов [14].
Все это указывает на важность биологического мониторинга растительного и животного мира - системы наблюдений, оценки и прогноза изменений в биотических компонентах природного комплекса, вызванных факторами антропогенного происхождения. Важнейшей задачей является оценка эффектов загрязнения в биологических объектах на самой их ранней стадии, когда они еще не приняли необратимого характера.
Для достижения максимальной информативности биологического мониторинга при обеспечении оперативности и экономичности сбора материала требуется отбор наиболее показательных видов. В качестве индикаторных могут выступать сообщества микро-
водорослей, зоопланктона, почвенная микро- и ме-зофауна, мелкие млекопитающие с высокой численностью, не склонные к миграции, а также рептилии, амфибии, озерные рыбы, являющиеся типичными представителями лесных и луговых биоценозов.
БИОМОНИТОРИНГ ЗЗМ ОБЪЕКТА «ЩУЧЬЕ»
Биологический мониторинг проводился сотрудниками аккредитованных лабораторий биомониторинга и экотоксикологии Регионального центра государственного экологического контроля и мониторинга объектов по хранению и уничтожению химического оружия (РЦ ГЭКиМ) по Курганской области, которые имеют аттестаты аккредитации № РОСС RU.0001.515937 от 24.09.2009 г. и № РОСС Ки.0001.517720 от 28.01.2010 г., а также достаточное количество аттестованных методик для производства работ методами биоиндикации и биотестирования.
Проведению биологического мониторинга и выбору объектов биомониторинга в ЗЗМ объекта по уничтожению химического оружия в Щучанском районе предшествовало обследование природного комплекса этого района.
1. Результаты обследования природного комплекса ЗЗМ объекта «Щучье» и обоснование объектов биомониторинга
В 2002-2008 гг. в целях изучения разнообразия флоры и фауны было проведено сплошное детальное обследование территории ЗЗМ.
Исследуемая территория расположена в юго-западной части Западно-Сибирской низменности и в геологическом отношении относится к периферической части эпигерцинской Западно-Сибирской плиты с двумя геоструктурными этажами, мезо-кайно-зойский осадочный чехол покоится на палеозойском складчатом основании с глубиной залегания в пределах 50-100 м [8].
Рельеф района исследований равнинный с общим слабым уклоном с юга на север. Абсолютные высоты водоразделов незначительны и изменяются в пределах 180-230 м над уровнем моря. Перепад высот от водоразделов к руслу Миасса составляет 75-80 м.
К характерным особенностям исследуемой территории относятся слабый дренаж участка Исеть-Ми-асского и Миасс-Уйского водоразделов и близкое к поверхности горизонтальное залегание водоупорных глин, что определяет близость грунтовых вод. Этим объясняется расположение на этой территории множества блюдцевидных западин глубиной до 2-3 м и диаметром от 10-50 м до 1-3 км, которые сформировались при просадке грунта в результате выщелачивания из него солей или в результате механического действия вод, когда-то покрывавших зауральские степи. Блюдцевидные западины заняты пресными и солеными озерами, низинными болотами, ивняками, мелколиственными колками. Наибольшие по площади озера в ЗЗМ - Песчаное, Зайково, Пуктыш, На-умовское, Никитино, Нифановское и Щучье. Вытянутые котловинообразные поймы мелких притоков Миасса (реки Чумляк и Чумлячка) практически не оказывают влияния на дренаж территории.
Особенности рельефа и гидрологической сети в ЗЗМ объекта обусловливают разнообразие почв и растительности.
Почвенный покров отличается пестротой и мозаич-ностью: смена почв определяется микро- и мезорельефом, составом почвообразующих пород и в сильной степени зависит от колебаний уровня и химизма грунтовых вод. По механическому составу почвы района преимущественно тяжелосуглинистые и глинистые -около 66%; на среднесуглинистые приходится около 30% и на легкосуглинистые и супесчаные почвы -примерно 4% [7]. Территориальное распределение почвенного покрова определяется рельефом местности: на возвышенностях - преимущественно черноземные почвы, занимающие до 30% площади района; на пониженных расчлененных участках и склонах -солонцеватые почвенные разности. Наиболее распространенными почвообразующими породами в районе являются делювиальные отложения, на которых сформировались обыкновенные, выщелоченные, осолоделые и солонцеватые черноземы. Засоленность пород различна - от слабо до сильно засоленных. На них формируются солончаки, лугово-солончаковые почвы, частично солонцы. Солончаки, которые засолены по всему профилю, составляют 1% территории и занимают берега соленых озер и пересыхающие лощи-нообразные понижения. На легких по механическому составу породах формируются серые лесные почвы, к которым приурочены березовые колки. В пойме Миасса распространены аллювиальные почвы, которые заняты лугами, пойменными ивняками, пойменными низинными болотами. Значительные площади аллювиальных почв распаханы. Щучанский район относится к территориям интенсивного земледелия, земельные угодья сельскохозяйственного назначения составляют около 62%. В целом для почв Щучанско-го района в настоящее время характерно пониженное содержание гумуса и азота, достаточное - калия, среднее - фосфора и повсеместное повышенное содержание соединений меди и марганца.
Зональный тип растительности - луговые степи и степные луга, перемежающиеся с березовыми и бе-резово-осиновыми лесами, низинными болотами на месте заросших пресных озер и солонцовыми лугами [17]. На территории ЗЗМ объекта по уничтожению ХО нередко отмечается характерное для Зауралья явление периодической гибели западинных березовых колков в результате переувлажнения. Среди основных причин - близкое к поверхности почти горизонтальное залегание водоупорных слоев, равнинность и слабая дренажность территории в сочетании с периодическим увеличением количества осадков и понижением температур вегетационного периода в отдельные годы.
Разнообразие природных условий Щучанского района определило широкий набор жизненных форм растений, включающий древесные, полудревесные и травянистые типы семенных растений, травянисто- и кустарничковидные типы высших споровых. В границах ЗЗМ объекта по уничтожению ХО произрастает 623 вида сосудистых растений из 744 видов из списка флоры Щучанского района [11]. В числе дикорастущих аборигенные таксоны (591 вид) и адвентивные, появившиеся на данной территории благодаря непреднамеренному заносу (ксенофиты). В пределах ЗЗМ объекта произрастают 16 видов растений из Красной книги Курганской области [9].
Лесопокрытая площадь составляет 19%, что несколько ниже среднего показателя степени лесисто-
сти Зауральской лесостепи. Древесная растительность Щучанского района представлена 12 видами деревьев, 25 видами кустарников и 11 видами кустарничков. На водоразделах широко представлены березовые, березово-осиновые и осиновые леса. Хвойно-лесная группа в ЗЗМ объекта малочисленна (4 вида) ввиду отсутствия естественной боровой растительности на этом участке. Подлесок развит неравномерно, от довольно густого до одиночных кустарников. Константные виды подлеска: вишня, малина, лесные виды ив, кизильник черноплодный, ракитник русский, шиповники майский, иглистый и гололист-ный, смородина щетинистая. На осветленных местах нередко встречаются заросли степных кустарников: таволга городчатая, ракитник.
Лугово-степные безлесные участки района исследований поражают пестротой типов местообитаний. Луговые, степные и галофитные сообщества ЗЗМ объекта по уничтожению химического оружия представлены 322 видами, что составляет около 50% флористического списка. На пологих участках пойм Миасса и Чумляка широко представлены мезофитно-луговые сообщества с участием мезофитных трав. Пойменные луга высокого уровня отличаются остепнением.
Огромное количество мелководных озер обусловливают развитие пестрой картины прибрежной, водной и болотной растительности района. Растительность водоемов включает не менее 84 прибреж-но-болотных и 32 водных видов: земноводных, полностью погруженных, плавающих на поверхности или имеющих плавающие листья. Это число дополняют группы лугово-болотных и болотно-лесных видов, способных выдерживать длительное затопление. Соленые озера лишены высшей водной растительности, их берега заняты солончаковыми комплексами и зарослями тростника.
Наибольшие по площади болотные массивы представлены низинными осоковыми, осоко-во-разнотравными болотами - тростниковыми, тростниково-осоковыми и манниковыми. Низинные болота - типичные для южной части ЗападноСибирской равнины - играют важную роль в поддержании уровня и степени минерализации грунтовых вод. Высокотравные болота образуют комплексы с преобладанием осоковых и осоково-разнотравных ассоциаций. Сфагновые болота незначительны по площади и приурочены исключительно к северной части района.
Таким образом, разнообразие природных условий в районе объекта по уничтожению химического оружия в Щучанском районе предопределило разработку базовых стационарных площадок (СП) для проведения биомониторинга.
Для химико-аналитических исследований в ЗЗМ для объекта по уничтожению ХО «Щучье» определено 158 точек пробоотбора, которые имеют географическую привязку и отмечены на местности реперами. Изначально при построении системы пробоотбора за основу было принято радиальное расположение точек пробоотбора, выведенное на основании математических расчетов и учитывающее вероятность распределения концентраций загрязняющих веществ относительно источников загрязнения - арсенала хранения и завода (промзоны) уничтожения ХО.
Из точек пробоотбора для химико-аналитических исследований для каждого вида биологического мо-
д.д. алексеюс, о.м. Плотникова, о.в. козлов, с.ю. максимовских
ниторинга с учетом специфики наблюдений было биологический мониторинг проводили методами ле-
определено по несколько СП. В связи с тем, что для сопатологии на 6 СП (№ 33, 35, 40, 56, 89, 34), лихе-
ЗЗМ особенно характерно наличие березовых колок, ноиндикации на 6 СП (№ 33, 35, 40, 56, 89, 98), по по-
в том числе с лишайниками, посевов злаковых куль- казателям и зообентоса озер на 3 СП (№ 46, 70, 123)
тур, мелких грызунов, а также множественных озер, (табл. 1, рис. 1).
Табл. 1
Расположение стационарных площадок биологического мониторинга в ЗЗМ объекта по уничтожению химического оружия в Щучанском районе Курганской области
Расположение СП относительно источника Номера СП в системе пробоотбора
Второй радиус от промзоны объекта - 2,3 км 26, 28, 33, 34, 35, 40
Третий радиус от промзоны объекта - 4,2 км 41
Пятый радиус от промзоны - 7,6 км 70 (оз. Панькино)
Четвертый радиус от промзоны - 5,9 км и пятый радиус от арсенала - 8,3 км 56
Третий радиус от промзоны объекта - 4,2 км и шестой радиус от арсенала - 9,9 км 46 (оз. Наумовское)
Первый радиус от арсенала - 2,0 км 89, 98
Третий радиус от арсенала - 6,7 км 123 (оз. Фролиха)
Рис. 1. Схема расположения постоянных стационарных площадок в ЗЗМ объекта по уничтожению химического оружия в Щучанском районе Курганской области
2. Результаты лесопатологического мониторинга в ЗЗМ объекта «Щучье»
Лесопатологическое состояние насаждений - характеристика насаждений по комплексу признаков, в том числе по соотношению деревьев разных категорий состояния, доле сухостоя и валежника, повре-жденности насаждений вредителями, болезнями и другими неблагоприятными факторами среды природного и антропогенного характера. Лесопатоло-гический мониторинг на территории ЗЗМ объекта «Щучье» проводился в соответствии со статьей 56 Лесного кодекса Российской Федерации и приказа МПР РФ «Об утверждении порядка организации и осуществления лесопатологического мониторинга» (№ 174 от 09.07.2007 г.).
При лесопатологическом обследовании проводили визуальную оценку состояния - натурную лесопато-логическую таксацию жизнеспособности деревьев по кроне (основной признак), а также по дополнительным признакам - повреждения коры, корневых лап, наличие стволовых вредителей и грибных болезней. Дополнительно обследовали насаждения на наличие в них очагов насекомых-вредителей. Лесопатологическое обследование лесов в ЗЗМ объекта по уничтожению химического оружия в Щучанском районе проведено в 2009 и 2012 гг. (один раз в три года), следующее обследование лесов ЗЗМ планируется в 2015 г.
В целом лесопатологическое состояние древостоя на биоиндикационных СП по результатам обследования признано удовлетворительным по мягколиствен-ному и хорошим по хвойному хозяйству. Для лесов Курганской области характерны две главные причины ослабления древостоя: вымокание - переувлажнение почвы под воздействием почвенно-климатиче-ских факторов - естественный фактор, характерный для лиственных лесов, и низовые пожары разной степени интенсивности антропогенного характера.
В лесах ЗЗМ низовые пожары 2009 г. привели к об-горанию корней и коры деревьев и выгоранию лесной подстилки (кроме СП-33, СП-56 и СП-89), что вызвало значительное ослабление деревьев и снижение качества кроны. Однако в 2012 г. на СП пожаров не происходило, что в целом способствовало восстановлению лесов ЗЗМ. Обнаружен единичный ветровал и бурелом деревьев (кроме СП-89). Так как 2009-2012 гг. характеризовались небольшим количеством осадков в осенне-зимнее время и недостаточным увлажнением в вегетационный период, это благоприятно сказалось на гидрологическом режиме
в лесных массивах. В 2012 г. в момент обследования лесов очагов насекомых-вредителей не выявлено, что подтверждалось отсутствием дефолиации. Из насекомых-вредителей единично встретился непарный шелкопряд и большой березовый пилильщик. Для березы характерно поражение ложным трутовиком; для осины - сердцевинной гнилью; сухостойные деревья заселены и отработаны стволовыми вредителями (лубоеды, усачи, златки).
По интегрально-балльной оценке состояния деревьев по комплексу визуальных признаков (густоте и цвету кроны, наличию и доле усохших ветвей, состоянию коры и др.), согласно «Методическим рекомендациям по государственной инвентаризации лесов» (приказ Рослесхоза № 472 от 10.11.2011 г. в ред. 2013 г.), выделяют 6 основных категорий: 1 - без признаков ослабления, 2 - ослабленные, 3 - сильно ослабленные, 4 - усыхающие, 5 - сухостой текущего года, 6 - сухостой прошлых лет. Рассчитанная средняя категория состояния деревьев в 2009 и 2012 гг. на всех биоиндикационных стационарных площадках ЗЗМ сопоставима и находилась в пределах методики проведения натурной лесопатологической таксации (табл. 2). Это указывает, что в целом насаждения находились в хорошем и удовлетворительном состоянии.
Таким образом, можно утверждать, что лесные массивы в ЗЗМ объекта «Щучье» не испытывают дополнительной негативной нагрузки, помимо установленных факторов ослабления, и являются в целом стабильными системами. В сравнении с предпусковым периодом объекта (2009 г.), когда впервые на биоиндикационных СП был проведен лесопатологический мониторинг, состояние лесов ЗЗМ в 2012 г. не ухудшилось.
3. Результаты исследований качества атмосферного воздуха методом лихеноиндикации в ЗЗМ объекта «Щучье»
Лишайники как широко распространенные организмы с высокой устойчивостью к изменениям климатических факторов и чувствительностью к загрязнителям окружающей среды используются для мониторинга качества атмосферного воздуха. Кроме того, будучи многолетними медленно растущими организмами, лишайники долго сохраняют однообразное строение, их части не подвергаются сезонной смене, поэтому лишайники являются интегральным индикатором состояния среды.
Из всех экологических групп лишайников наиболее чувствительны к загрязнителям растущие на
Табл. 2
Динамика изменения средней категории состояния деревьев в ЗЗМ объекта по уничтожению химического оружия в Щучанском районе в 2009 и 2012 гг.
№ СП Главная порода Средняя категория состояния деревьев в 2009 г., единиц Средняя категория состояния деревьев в 2012 г., единиц Изменение, единиц
33 Сосна 1,76 1,72 0,04
34 Береза 1,81 1,73 0,08
35 Береза 2,04 2,21 -0,17
40 Береза 2,49 2,52 -0,03
56 Береза 1,76 1,74 0,02
89 Береза 1,78 1,64 0,14
Средняя на всех СП: 1,94 1,93 0,01
коре деревьев эпифиты. Они реагируют на загрязняющие вещества, входящие в состав выбросов большинства промышленных производств. При повышении степени загрязнения воздуха первыми исчезают кустистые, затем листоватые и последними накипные (корковые) формы лишайников [5, 15].
Определение экологических рядов выносливости (полеотолерантности) лишайников основано на регистрации видового состава с удалением от источника загрязнения. Разработаны методы лихеноиндикаци-онного картирования загрязнённости атмосферного воздуха на основе изучения лишайниковых группировок и вычисления индексов, отражающих влияние загрязнения воздуха на лишайники.
Характеристикой степени загрязнения атмосферы служат процент деревьев, покрытых лишайниками, степень проективного покрытия и изменение числа индикаторных видов.
Материалом для исследования послужили лихено-логические сборы, проводившиеся в летние сезоны 2009 и 2012 гг. в ЗЗМ объекта по уничтожению химического оружия. На каждом дереве закладывали по 4 площадки размером 100 см2. Для повторного обследования проводили точную и устойчивую маркировку учётной площади на дереве. Фиксировался видовой состав всех лишайников, которые представлены на стволе дерева в пределах учётной площадки, отмечалось, в каком числе квадратов представлен каждый вид (встречаемость).
В 2012 г. к списку 42 видов, обнаруженных ранее, нами были определены и добавлены 25 новых видов лишайников - накипных (16 видов из 25), листоватых (5) и кустистых (4). Основу лихенофлоры исследуемой территории ЗЗМ объекта «Щучье» составляют широко распространённые виды - плюрирегиональ-ные, евро-американские, голарктические и еврази-атские. Подавляющая часть лишайников относится к бореальным видам, из которых можно, например, отметить Hypogymnia physodes, Evernia mesomorpha и Parmelia sulcata. Лихенофлора в ЗЗМ объекта «Щучье» на 40% представлена листоватыми, на 36% кустистыми и 24% - накипными формами лишайников. Среди кустистых лишайников преобладают виды с шило-сцифоидными талломами из семейства Cla-doniaceae.
В экологическом отношении лишайники ЗЗМ объекта «Щучье» принадлежат к трём группам - эпифиты (64%), эпиксилы (24%) и эпигеиды (12%). Преобладают эпифиты (27 видов).
Берёзовые древостои не отличаются высоким видовым разнообразием лишайников. К наиболее массовым видам эпифитных лишайников в берёзовых лесах относятся Hypogymnia physodes, Parmelia sulcata, Cladonia coniocraea, Lecanora symmicta, Melanelia olivacea, Flavopunctelia soredica. Значительное увеличение разнообразия видов придаёт осина. Массовыми видами эпифитных группировок лишайников, развивающихся на осине, являются виды родов Ca-loplaca, Physcia, Phaeophyscia. Спектры семейств лихенофлоры характеризуется ведущей ролью Parmeli-aceae, Cladoniaceae, Physciaceae.
Индекс полеотолерантности (ИП) вычисляется по формуле:
ип=t=
¿-i C '
1=1 Cn
где n - число видов на площадке описания, ai - класс полеотолерантности вида, ci - покрытие вида в баллах, Cn - суммарное покрытие видов в баллах [19]. Оценка покрытия при этом даётся по 10-балльной шкале [6]: 1-2% - 1 балл, 3-5 - 2, 6-10 - 3, 11-20 - 4, 21-30 - 5, 31-40 - 6, 41-50 - 7, 51-65 - 8, 66-80 - 9, 81-100% - 10. Значения ИП колеблются между 0 и 10, чем больше значение ИП, тем более загрязнён воздух в соответствующем местообитании.
Частота встречаемости отдельных видов лишайников на модельных деревьях в районе СП и общее проективное покрытие лишайников в пределах СП приведены в табл. 3. Средние значения ИП вычисляли для каждого обследованного ствола дерева, а затем для каждой СП. На всех исследованных СП значения IP имели величину в пределах 5-7. Среднее значение по всем СП = 5,9.
Дополнительно для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха на СП в ЗЗМ в лишайниках оценивали содержание аминокислоты пролина. Пролин накапливается в условиях биотического и абиотического стрессового воздействия, приводящего к снижению его окисления [4, 10]. Концентрация пролина возрастает в лишайниках вблизи дорог с интенсивным движением транспорта, вблизи заводов, населённых пунктов и др. Анализ пролина основан на фотометрическом определении окрашенного продукта, образующегося при взаимодействии нингидрина с продуктом расщепления пролина сульфосалицило-вой кислотой. Изучение содержания свободного про-лина было проведено на доминирующем виде Hypo-gymnia physodes.
Табл. 3
Частота встречаемости различных видов лишайников на модельных деревьях СП ЗЗМ
количество модельных деревьев с лишайниками Среднее проективное покрытие на СП, %
№ СП Hypogymnia physodes parmelia sulcata Vulpicida pinastri Evernia mesomorpha Flavopunctelia soredica Melanelia olivacea Trapeliopsis flexuosa Usnea hirta
33 10 10 3 6 2 7 - 5 23
35 7 8 1 1 10 2 - 1 36
40 7 4 4 - 6 1 - - 32
56 8 10 3 4 7 5 - 1 17
89 10 8 3 4 1 3 - 2 41
98 7 2 - 7 8 - - - 51
Среднее 8,2 7,0 2,3 3,7 5,7 3,0 0 1,5 33,3
Содержание пролина изучено в образцах лишайников, отобранных на СП-33 и СП-35 южнее завода по уничтожению ХО, СП-40 - севернее завода, СП-56 -между заводом и арсеналом, СП-89 - северо-восточнее от арсенала и СП-98 - южнее от арсенала (рис. 2). Такое минимальное количество точек обусловлено гомогенным составом площадок (тип сообщества береза-осина), распространением и покрытием индикаторного вида.
Рис. 2. Содержание пролина в лишайниках в ЗЗМ объекта по уничтожению химического оружия в Щучанском районе Курганской области (мг на 1 г сырой массы). Затемнением выделен диапазон нормальных значений
В слоевищах лишайников вблизи завода по уничтожению (СП-33, 35) и арсенала хранения ХО (СП-89, 98) содержание пролина низкое - 0,18-0,34 мг на 1 г сырой массы. На этих СП отмечены высокое проективное покрытие и богатое видовое разнообразие. Повышенное содержание пролина в Hypogym-та physodes, низкое проективное покрытие и скудное видовое разнообразие отмечено на СП-56 около села Наумовка, вероятно, в связи с повышенным антропогенным воздействием на природную среду (последствия низовых пожаров, вырубка леса, печное отопление).
Таким образом, по проценту проективного покрытия, индексу полеотолерантности и содержанию пролина в лишайниках ЗЗМ негативное влияние на природную среду объекта по уничтожению химического оружия «Щучье» не отмечено.
4. Результаты исследований зообентоса озер ЗЗМ объекта «Щучье»
Подсистема гидробиологического мониторинга в ЗЗМ объекта по уничтожению химического оружия в Щучанском районе занимает значительное место в структуре мониторинга методом биоиндикации в связи с большим количеством озер на этой территории. Кроме того, выпадение атмосферных осадков на исследуемой территории ЗЗМ объекта «Щучье» может привести к первичному загрязнению поверхностных вод различными органическими соединениями, а также вторичному загрязнению посредством поступления их с грунтовыми водами при загрязнении почв.
В ЗЗМ объекта «Щучье» в 2009-2013 гг. исследовали озера Наумовское - 30,0 га, Панькино - 115,5 га и Фролиха - 77,0 га (табл. 4).
Озеро Панькино находится на расстоянии около 6 км от завода по уничтожению ХО в северо-восточном направлении, озеро Фролиха - на расстоянии 4,5 км юго-восточнее арсенала, а озеро Наумовское расположено между заводом по уничтожению (4 км) и арсеналом хранения (10 км) химического оружия. При оценке возможного воздействия данных объектов на экосистемы исследуемых водоемов необходимо учитывать данный факт, так как озеро Нау-мовское может испытывать воздействие со стороны сразу двух потенциально опасных источников.
По своему происхождению водоемы ЗЗМ типичны для территории Курганской области и представляют собой результат суффозионных процессов. Это привело к формированию правильных по форме блюд-цеобразных озер с незначительной (2,0-2,5 м) глубиной, малым уклоном дна и различной степенью зарастания погруженными и полупогруженными макрофитами. Физико-географические характеристики исследованных водоемов получены с помощью дистанционного зондирования и обработаны с использованием геоинформационной системы Мар1п/о 8.0.
Полевые исследования проводились в соответствии со стандартными методиками научных гидробиологических исследований [1]. Места отбора планктонных и бентосных проб, а также их количество определялись в зависимости от морфологических особенностей водоема.
Табл. 4
Физико-географические характеристики исследованных водоемов ЗЗМ объекта «Щучье»
название озер ЗЗМ географические координаты Площадь, км2 длина береговой линии, км Высота над уровнем моря, м
в. д. с. ш.
Панькино 62°48'12'' 55°26'33'' 115,5 4,259 160
Наумовское 62°42'47'' 55°21'41" 30,0 2,030 162
Фролиха 62°48'27'' 55°14'30'' 77,0 3,281 159
Табл. 5
Сравнение степени сапробности природных вод по двум шкалам оценки
Степень сапробности водоема Балльная оценка
госгидромет РФ кольквитц-Марссон
Ксеносапробный 0 0,0-0,5
Олигосапробный 1 0,5-1,5
ь 2 1,5-2,5
а 3 2,5-3,5
Полисапробный 4 3,5-4,0
Для комплексной оценки степени загрязнения (са-пробности) озер различной типологии использовали индекс Пантле-Букка, который является универсальным индексом, применяемым на любых водоемах и использующим как планктон, так и бентос [22]. Данный индекс разработан для четырехбалльной системы сапробности Кольквитца-Марссона (табл. 5) и используется с небольшими изменениями при оценке загрязненности природных и сточных вод в системе Госгидромета Российской Федерации.
При данном методе оценки в определение сапробности должны включаться некоторые поправки, учитывающие природный фон содержания органики в водоеме и разницу в субстратах обитания, так как для водоемов Зауралья, имеющих значительные накопления иловых грязей, оценка может быть несколько завышенной.
Индекс вычислялся по формуле:
, ЕЕхJ)
" я '
где - сапробность каждого найденного в пробе индикаторного таксона (от 0 до 4); J - его индикаторный вес (от 1 до 4). При данном методе оценки в определение сапробности включаются некоторые поправки, учитывающие природный фон содержания органики в водоеме и разницу в субстратах обитания, так как для водоемов Зауралья, имеющих значительные накопления иловых грязей, оценка может быть несколько завышенной. В модификации Сладечека и Чертопруда данный индекс учитывает видовой состав гидробионтов озерных экосистем исследуемого региона и индикаторный вес организмов, показывающий, насколько узок диапазон загрязнения, характерный для данного таксона (см. [22]).
При определении биомассы популяций организмов зоопланктона учитывались размерно-весовые характеристики каждой из них. Индивидуальную массу особей определяли на аналитических весах с точностью до 0,001 г. Для планктонных ракообразных, относящихся к Copepoda и Cladocera, масса тела рассчитывалась с использованием номограмм, отражающих зависимость их массы тела от линейных размеров особей [22, 23]. Среднюю удельную биомассу популяции определяли взвешиванием всех особей в пробе с дальнейшим пересчетом данной величины на единицу площади поверхности водоема (1 м2).
Водные экосистемы в отличие от наземных более динамичны, поэтому отбор проб в точках с постоянными координатами дает возможность получить объективную картину состояния природных компонентов в изменяющихся природных условиях. Это позволяет впоследствии при оценке антропогенного воздействия на данные экосистемы исключить влияние обычного для данной территории комплекса природных факторов для более точной оценки состояния компонентов зоопланктонных сообществ.
Для определения таксономического статуса организмов использовались определители пресноводных беспозвоночных [3, 12, 13]. В результате обработки полученных материалов получали популяционные характеристики беспозвоночных гидробионтов, статус доминирования их в экосистемах озер, оценивали биологическое разнообразие зоопланктоценозов исследованных водоемов.
В 2009 г. по биологическому разнообразию во всех наблюдаемых водоемах доминировали виды Keratella quadrata, Acanthocyclops vernalis. К субдоминантному виду относился Daphnia longispina, численность которого в момент исследования составляла 36000 осо-бей/м2. Половая структура представлена преимущественно самками, самцы встречаются редко.
В 2010 г. отбор проб показал изменение видового состава. Доминирующими видами являлись Daphnia cristata и Acanthocyclops vernalis. Отсутствовал вид Keratella quadrata, однако в планктоне присутствовал вид Daphnia longispina.
По биологическому разнообразию зоопланктон-ных организмов озеро Панькино представляется наиболее интересным с точки зрения биоиндикации негативных воздействий. Зоопланктоценоз озера Панькино в 2010 г. был представлен двумя видами ветвистоусых ракообразных (Cladocera, Daphnidae), которые различаются по степени доминирования. К доминирующим видам ветвистоусых ракообразных в планктоценозе водоема относятся Daphnia longispina, Daphnia pulex. К субдоминантному виду относится Mesocyclops leuckarti, плотность популяции которого в момент исследования составила 4000 особей/м2. Доля молоди в популяциях ветви-стоусых ракообразных в июле 2010 г. колеблется от 9 до 13% общей численности популяций. В выводковых камерах самок отмечено в среднем 6-8 яиц, причем часть самок имеют эфиппиумы, содержащие диапаузирующие яйца. Количество самок с яйцами составляет до 76% общего числа особей в популяциях. В осенних сборах 2010 г. в планктоне озер отмечено значительное количество (до 890 эфиппиумов/м2) эфиппиумов, содержащих диапаузирующие яйца ветвистоусых раков. Данная зимующая жизненная форма дает возможность возобновления популяций ветвистоусых раков после неблагоприятных условий зимнего периода. Доля молоди в популяциях ветвистоусых ракообразных в 2011 г. колеблется от 10 до 23% общей численности популяций. В выводковых камерах самок отмечено в среднем 5-9 яиц, причем часть самок имеют эфиппиумы, содержащие диапа-зирующие яйца. Количество самок с яйцами составляет до 48% общего числа особей в популяциях.
Зоопланктоценоз в озере Фролиха достаточно стабилен, а все возможные изменения связаны, по всей видимости, с изменениями солености воды в водоеме. За исследуемый период минерализация воды в озере повысилась на 1 г/л, что привело к исчезновению из планктоноценоза одного вида ветвисто-усых раков (Bosmina longirostris, Keratella quadrata) и появлению в нем незначительного количества особей Trichocerca sp., Eylais sp., Daphnia cucullata, Cyclops leucarti. Представители данного рода, наряду с Keratella quadrata, составляют систему субдоми-нантов, которая может нивелировать незначительные негативные природные воздействия на данный зоопланктоценоз. Одновременно с этими процессами увеличилась численность еще одного вида-доминан-та - веслоногих раков Cyclops strenuous, плотность популяции которого в 2011 г. по сравнению с предыдущим годом выросла в 1,75 раза, в 2009 г. этот вид вообще не был обнаружен.
Подобные процессы можно считать типичными для небольших суффозионных озер исследуемой территории, так как все они подвержены влиянию
циклов водности и, как следствие, регулярному изменению минерализации воды. За последние два года начал снижаться уровень подземных вод, а изменения климата привели к сезонным уменьшениям количества атмосферных осадков. Повышение минерализации воды приводит к структурным перестройкам зоопланктоценозов и изменению их видового разнообразия.
В зоопланктоценозах озер в 2011 г. значительную роль играют ветвистоусые рачки, плотность популяций которых в момент исследований доходила до 826-1134 особей/м2. Половая структура популяций сдвинута в сторону преобладания самок, что объясняется неоптимальными условиями существования популяций в момент исследований при массовом развитии зеленых и сине-зеленых водорослей. Горизонтальное распределение ветвистоусых ракообразных достаточно равномерно. Это связано с развитием кормовой базы в водоеме и отсутствием ветрового переноса и перемешивания в момент исследований.
В 2012 г. для всех трех модельных водоемов проводились исследования в прибрежной фации зарастания полуводными и погруженными макрофитами и в открытой части водоемов, свободной от плавающих макрофитов, на расстоянии 70-120 м от уреза воды. В озере Фролиха различий в видовом составе зоо-планктеров прибрежной и открытой части водоема не наблюдалось. По сравнению с 2011 г. в водоеме в небольшом количестве и примерно одинаковой плотности популяций появляются Bosmina longirostris и Daphnia longispina. Стабильно на протяжении всех лет исследований в зоопланктоне отмечались представители веслоногих раков Eudiaptomus gracilis и коловраток Keratella quadrata. По сравнению с предыдущими годами наблюдается снижение общей массы планктонных организмов. Возможно, одной из причин, определяющих данную тенденцию в исследованных водоемах, является снижение уровня воды в связи с аномально жарким летом и минимальный уровень на протяжении современной фазы гидрогеологического цикла для озер Зауралья.
В летний сезон 2013 г. наблюдалась стабилизация структуры зоопланктонных сообществ исследуемых озер (табл. 6), что, возможно, связано с установлением интервала минерализации среды, характерного для формирования подобных комплексов с меньшим биологическим разнообразием. Несмотря на понижение уровня озер по вертикали на 0,3-0,5 м и увеличение солености на 1,0-1,5 г/л, следует отметить общее увеличение численности и биомассы зоопланктона при увеличении степени доминирования отдельных видов. Все изменения в структуре зоопланктоценозов, системе доминирования отдельных видов беспозвоночных гидробионтов и структуры их популяций в них определяются естественными природными причинами и прежде всего - изменением минерализации среды и глубины в определенные фазы минимального уровня гидрологического цикла озер.
В планктоне озер в 2013 г. появляются коловратки Keratella quadrata (озеро Наумовское - 632 особи/м2; Панькино - 228632 особи/м2) и Kellicottia longispina (Панькино - 186632 особи/м2). Новым массовым видом для озера Панькино, имеющим при невысокой плотности популяции (132 особи/м2) среднюю относительную биомассу (0,396 г/м2), в 2013 г. можно считать личиночные стадии поденок Cloeon dipterum.
Среди ракообразных, вновь отмеченных в исследованных озерах летом 2013 г., встречены Ceriodaphnia reticulata (Наумовское - 792 особи/м2) и Daphnia longispina (Наумовское - 132 особи/м2).
В результате проведенных исследований на данный момент на основе коэффициента сапробности и индикаторного веса гидробионтов различных систематических единиц рассчитаны индексы сапроб-ности по планктону для каждого исследованного водоема с учетом доминирования в экосистемах озер:
• озеро Наумовское: I = 2,2
• озеро Фролиха: I = 1,9
• озеро Панькино: I = 1,7
В соответствии со шкалам Гидромета РФ и Коль-квитца-Марссона озеро Наумовское по этим показателям относится к p-мезосапробным водоемам с умеренной степенью органического загрязнения, так же как и озера Фролиха и Панькино, где степень фонового органического загрязнения несколько ниже, возможно, вследствие меньшей селитебной и хозяйственной нагрузки.
При проведении лабораторных исследований морфологии беспозвоночных зоопланктеров озер на территории ЗЗМ объекта «Щучье» нами не обнаружены отклонения линейных размеров и другие признаки модификационной изменчивость гидробионтов исследованных систематическим групп, выходящие за пределы, обусловленные протеканием естественных сукцессионных процессов, не связанных с антропогенным воздействием.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Важность и особенности биологического мониторинга в районе расположения объекта по уничтожению химического оружия в Щучанском районе Курганской области обусловлены разнообразием природного комплекса и большой площадью ЗЗМ. Стационарные площадки мониторинговых исследований располагались в 2-10 км от источников загрязнения - завода по уничтожению и арсенала хранения химического оружия. Биологический мониторинг в ЗЗМ объекта «Щучье» проводился в 2009-2013 гг. методами лесопатологических исследований, ли-хеноиндикации и по показателям зообентоса озер. Лесопатологические исследования показали, что лесные массивы в ЗЗМ объекта «Щучье» не испытывают дополнительной негативной нагрузки, сверх действия установленных факторов антропогенного (низовые пожары) и природного (вымокание за счет переувлажнения почвы под воздействием почвенно-климатических факторов) характера и являются в целом стабильными системами; в 2012 г. в сравнении с предпусковым периодом объекта (2009 г.) состояние лесов не ухудшилось. Исследования лихенофлоры показали, что в ЗЗМ объекта «Щучье» по биоморфологическому составу преобладают листоватые и кустистые лишайники, принадлежащие в экологическом отношении к трём группам - эпифитам, эпик-силам и эпигеидам с преобладанием эпифитов (64%). В эпифитах для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха в ЗЗМ оценивали содержание индикатора стресса - аминокислоты пролина. Содержание пролина в лишайниках вблизи завода по
д.д. алексеюс, о.м. Плотникова, о.в. козлов, с.ю. максимовских
Табл. 6
Основные популяционные характеристики планктонных беспозвоночных гидробионтов в озерах Щучанского района Курганской области в 2009-2013 гг.
Систематическая принадлежность организма 2009 2010 2011 2012 2013
экз./м2 г/м2 экз./м2 г/м2 экз./м2 г/м2 экз./м2 г/м2 экз./м2 г/м2
Озеро Наумовское
Keratella quadrata 2444 0,073 1982 0,059 718 0,021 - - 632 0,013
Daphnia cristata — - 622 0,248 826 0,329 - - 1815 0,718
Bosmina longirostris 342 0,273 - - - - - - -
Ceriodaphnia reticulata - - - - - - 118 0,082 792 0,550
Acanthocyclops vernalis 2100 0,420 1890 0,378 1664 0,332 - - -
Eudiaptomus gracilloides — - - - - - 1058 0,317 1188 0,357
Chaoborus sp. 133 0,280 - - 3890 - - -
Озеро Панькино
Culex sp. 15 0,571 4 0,104 - - - - 66 1,716
Keratella quadrata 3636 0,109 2627 0,079 1228 0,037 364 0,011 228 0,007
Keratella cochlearis 3405 0,102 - - - - - - -
Kellicottia longispina 735 0,029 - - - - - - 186 0,007
Daphnia longispina 1100 0,881 1344 1,075 1124 0,899 - - 132 0,106
Daphnia pulex 518 0,726 138 0,193 123 0,172 - - -
Bythotrephes longimanus - - - - - - 58 0,104 34 0,061
Eudiaptomus gracilloides — - - - - - 612 0,183 297 0,088
Mesocyclops leuckarti 1142 0,229 826 0,165 4124 0,824 26 0,005
Cloeon dipterum - - - - - - - - 132 0,396
Озеро Фролиха
Keratella quadrata 1125 0,034 926 0,028 882 0,027 312 0,009 366 0,011
Bosmina longirostris - - - - - - - -
Trichocerca sp. 995 0,029 - - - - - -
Daphnia longispina 604 0,405 - - - - 258 0,173 263 0,176
Cyclops strenuus 8571 0,686 - - - - - -
Eudiaptomus gracilis 995 0,119 1128 0,135 1882 0,225 664 0,079 726 0,086
Eylais sp. — - 6 0,072 - - -
Daphnia cucullata - - 528 0,312 618 0,365 128 0,076 218 0,129
уничтожению и арсенала хранения химического оружия определено как низкое - около 0,2-0,3 мг на 1 г сырой массы. По результатам исследований (процент проективного покрытия, индекс полеотолерантности и содержание пролина в лишайниках ЗЗМ) не отмечено негативного влияния объекта по уничтожению химического оружия «Щучье» на природную среду.
В рамках гидробиологического мониторинга в ЗЗМ объекта «Щучье» исследовали озера Наумовское -30,0 га, Панькино - 115,5 га и Фролиха - 77,0 га. На основе коэффициента сапробности и индикаторного веса гидробионтов различных систематических единиц нами рассчитаны по планктону для каждого исследованного водоема индексы сапробности, которые лежат в пределах 1,7-2,2. Согласно шкалы Гидромета РФ по этим показателям озеро Наумовское
относится к р-мезосапробным водоемам с умеренной степенью органического загрязнения, так же как и озера Фролиха и Панькино, однако степень фонового органического загрязнения для них ниже. Причиной этого можно считать меньшую степень селитебной и хозяйственной нагрузки на озера Фролиха и Паньки-но. Исследования морфологии беспозвоночных зоо-планктеров озер подтверждает, что у представителей зоопланктона исследованных водоемов отсутствуют изменения сверх обусловленных протеканием естественных сукцессионных процессов, не связанных с антропогенным воздействием.
В целом проведенные биомониторинговые исследования в 2009-2013 гг. не выявили негативного влияния объекта «Щучье» на состояние природной среды ЗЗМ.
Литература
1. Абакумов В.А. Руководства по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем. - СПб. : Гидрометеоиздат, 1979. - 345 с.
2. Александров В.Н., Емельянов В.И. Отравляющие вещества. - М. : Воениздат, 1990. - 268 с.
3. Боруцкий Е.В., Степанова Л.А., Кос М.С. Определитель Calanoida пресных вод. - СПб. : Наука, 1991. - 504 с.
4. Бритиков Е.А. Биологическая роль пролина. - М. : Наука, 1985. - 88 с.
5. Бязров Л. Г. Лишайники в экологическом мониторинге. - М. : Научный мир, 2002. - 336 с.
6. Голубкова Н.С. Влияние роста города на лишайники и лихеноиндикация атмосферных загрязнений г. Казани // Ботанический журнал. - 1978. - Т. 63, № 8. - С. 1145-1152.
7. Егоров В.П., Кривонос Л.А. Почвы Курганской области. - Курган : Зауралье, 1995. - 174 с.
8. Западная Сибирь. - М. : АН СССР, 1963. -488 с.
9. Красная книга Курганской области. - Курган : Изд-во Курганского гос. ун-та, 2012. -448 с.
10. Мокроносов А.П. Физиология растений на рубеже XXI века // Физиология растений. -2000. - Т. 47, № 3. - С. 341-342.
11. Науменко Н.И. Флора Южного Зауралья: дис. ... докт. биол. наук: 03.00.05. - СПб., 2003. - 401 с.
12. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР (планктон и бентос). - Л. : Гидрометеоиздат, 1977. - 512 с.
13. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. -СПб. : Наука, 2001. - Т. 1, 395 с. Т. 2, 629 с.
14. Плотникова О.М., Лунева С.Н., Коре-пин А.М. и др. Биологическая активность ме-тилфосфонатов: влияние метилфосфоновой кислоты на гомеостаз, методы исследования. - Курган : Изд-во Курганского гос. ун-та, 2011. - 120 с.
15. Пчелкин А.В., Боголюбов А.С. Методы ли-хеноиндикации загрязнений окружающей среды: методическое пособие. - М. : Экосистема, 1997. - 25 с.
16. Растегаев О.Ю., Чупис В.Н., Марьин В.И. и др. Фосфорорганические отравляющие веще-
ства. Свойства и методы определения. - Саратов : ООО «Фиеста-2000», 2009. - 219 с.
17. Растительность степной и лесостепной зон Западной Сибири. - Новосибирск : Изд-во СО АН СССР, 1963. - 442 с.
18. Савельева Е.И., Зенкевич И.Г., Кузнецова Т.А., Радилов А.С. Исследование продуктов превращений фосфорорганических отравляющих веществ методом ГХ-масс-спектрометрии // Рос. хим. журн. - 2002. - Т. 46, № 6. - С. 82-91.
19. Трасс Х.Х. Классы полеотолерантности лишайников и экологический мониторинг // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. - Л. : Гидрометеоиздат, 1984. - С. 144-159.
20. Холстов В.И., Фокин Е.А., Спиранде В.В. и др. Химическое разоружение. Практика обеспечения выполнения конвенционных обязательств по запрещению химического оружия и его уничтожению // Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева). - 2007. - Т. 51. -№ 2. - С. 4-8.
21. Холстов В.И. Химическое разоружение. Практика обеспечения выполнения конвенционных обязательств по запрещению химического оружия и его уничтожению // Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева). -2010. - Т. 54. - № 4. - С. 5-9.
22. ЧертопрудМ.В., ЧертопрудЕ.С. Краткий определитель беспозвоночных пресных вод европейской России. - М. : Товарищество КМК, 2010. - 179 с.
23. Численко Л.Л. Номограммы для определения веса водных организмов по размерам и форме тела. - Л. : Наука, 1968. - 105 с.
