CC BY
39
Региональные проблемы. 2018. Т. 21, № 3. С. 35-44. DOI: 10.31433/1605-220X-2018-21-3-35-44.
УДК 504.4.054 (571.62)
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАЛЫХ РЕК ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ХАБАРОВСКА В ПЕРИОД СНЕГОТАЯНИЯ
Н.К. Фишер, Л.А. Гаретова, Е.Л. Имранова, О.А. Кириенко, М.И. Афанасьева Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, ул. Дикопольцева 56, г. Хабаровск, 680000, e-mail: [email protected], [email protected]
В работе представлены результаты микробиологических и химико-аналитических исследований воды и донных отложений малых рек, а также снега центральной части г. Хабаровска во время весеннего половодья. Максимумы превышения ПДК ионов аммония (до 16 ПДК), нитритов (до 5 ПДК) и фосфатов (до 10 ПДК) наблюдались в различные сроки периода снеготаяния. Увеличение содержания легкоокисляемого органического вещества (в среднем в 12 раз по сравнению с зимним периодом) и нефтепродуктов (до 39 ПДК) обусловило резкий рост в воде численности гетеротрофных (до 57раз), сапрофитных (до 47раз) и нефтеокисляющих (до 23 раз) бактерий. В снежном покрове содержание нефтепродуктов достигало 3 ПДК, также выявлены условно-патогенные микромицеты. Органическое вещество в донных отложениях имеет нефтяной и терригенно-гумусовый генезис, в результате микробиологической трансформации образуются высокотоксичные вещества, что приводит к вторичному загрязнению водной среды.
Ключевые слова: Хабаровск, загрязнение, малые реки, донные отложения, снежный покров.
Введение
Реки Плюснинка, Чердымовка и Лесопилка с первых дней основания г. Хабаровска (1858 г.) использовались населением для хозяйственных нужд. Ухудшение качества вод этих рек начало отмечаться в конце XIX века [5]. В 1905 г. санитарный врач А.В. Чириков отмечал, что «для г. Хабаровска реки Плюснинка, Чердымовка и Лесопилка, впадающие в Амур, по-видимому, предназначены городской администрацией для роли естественной канализации» [15]. В 1913 г. было зафиксировало загрязнение аммонийным и нитри-трым азотом рек Плюснинки и Чердымовки [17]. С 1957 г. по 1982 г. эти водотоки, дренирующие центральную (историческую) часть города, были укрыты в бетонные коллекторы, а на месте рек Плюснинки и Чердымовки появились Уссурийский и Амурский бульвары.
Комплексное изучение экологического состояния малых рек г. Хабаровска проводилось с конца 1990-х гг. до 2005 г., но носило эпизодический характер. Микробиологические и гидрохимические исследования рек выявили высокий уровень минерализации, загрязнения органическим веществом (ОВ), аммонийным и нитратным азотом, фосфатами [2, 16].
Большую роль в питании малых рек в весенний период играют талые снеговые воды.
Территория Хабаровска относится к регионам с длительным периодом отрицательных температур, поэтому при оценке экологического состояния водных объектов нельзя игнорировать вклад загрязнений, поступающих со снеговыми талыми водами в малые реки и далее в р. Амур.
Снежный покров является индикатором атмосферного загрязнения выбросами промышленных предприятий и автотранспорта за зимний период. В литературе имеются только единичные сведения по оценке состояния снежного покрова г. Хабаровска [8], а работы по изучению микробоце-нозов снежного покрова не проводились. Между тем, снег, обладая высокой сорбционной способностью, представляет собой сезонную геосистему, являясь промежуточной экологической нишей для микроорганизмов. При таянии снега микроорганизмы попадают в водотоки, а также в почву и тем самым могут влиять на формирование микробных сообществ, которые играют главную роль в самоочищении природных экосистем. Кроме этого, микроорганизмы являются индикаторами загрязнения различных компонентов природной среды: снега, воды, донных отложений (ДО).
Проблема загрязнения малых водотоков на урбанизированных территориях актуальна во всем мире, особенно остро она стоит в регионах с высокой плотностью населения [18].
Цель настоящей работы - оценка экологического состояния малых рек центральной части г. Хабаровска в период снеготаяния на основании гидрохимических и микробиологических показателей.
Объекты и методы
Город Хабаровск находится на высоких террасах р. Амур, которые расчленены отдельными водотоками на пологие увалы. По центральной части города проходит местный водораздел, который обуславливает сток поверхностных вод в сторону р. Амур. Объектами исследования являлись вода и донные отложения малых водотоков центральной части г. Хабаровска - реки Лесопилка, Черды-мовка, Плюснинка, а также снег, отобранный на их водосборах (рис. 1). Истоки этих рек находятся в центральной части города, все три реки впадают непосредственно в р. Амур. В зимний период водотоки не замерзают, что говорит о постоянном систематическом сбросе неочищенных сточных вод. В теплый период года водотоки питаются за счет ливневого стока с дорог и улиц города. При высоком уровне р. Амур коллекторы данных рек полностью находятся под водой.
Пробы воды для гидрохимических и микробиологических анализов отбирали в период с 22 января по 3 апреля 2018 г. в устьевых частях рек (на выходе из коллекторов) (рис. 1). В период отбора проб расстояние от коллекторов до кромки льда р. Амур составляло 25-30 м, глубина водных потоков составляла 0,2-0,5 м. ДО отбирали трубчатым пробоотборником из слоя 0-5 см. Площадки для отбора снега для гидрохимических анализов были заложены в прибрежной зоне малых водотоков. Снег для микробиологических анализов отбирали на водосборе рек Чердымовки (у дороги) и Плюснинки (парковая зона) в период максимальной влагоемкости 14 марта (рис. 1). Керны снега отбирали снегомерным цилиндром ВС-43 на всю глубину снежного покрова, за исключением нижнего слоя 2-3 см, методом конверта (10^10 м).
В речной воде и расплавах снега определяли значение рН, концентрации минеральных форм азота и фосфора, нефтепродуктов - важнейших показателей качества поверхностных вод. Кроме того, минеральные формы азота и фосфора участвуют в процессе метаболизма различных эколо-го-трофических групп микроорганизмов. Содер-
Рис. 1. Карта-схема района исследований Fig. 1. Scheme of the research area
жание легкоокисляемого органического вещества оценивали по перманганатной окисляемости, минерализацию определяли при помощи кондуктометра SG2 (Mettler Toledo, Швейцария). Анализы проб осуществляли в ЦКП «Межрегиональный центр экологического мониторинга гидроузлов» при ИВЭП ДВО РАН по [14]. При оценке загрязненности вод использовали величины предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ для водных объектов рыбохозяйственного значения, которые приняты в России [13].
Численность различных эколого-трофиче-ских групп микроорганизмов в речной воде, ДО и расплавах снега определяли общепринятыми в микробиологии методами [7]. Идентификацию микромицетов проводили по определителю Л.Н. Егоровой [4].
Определение массовой доли углеводородов (УВ) в ДО выполняли по [11] с использованием концентратомера КН-2М (Сибэкоприбор, Россия). Состав УВ и летучих органических соединений определяли методом капиллярной газовой хро-
матографии на газовом хроматографе Кристалл 5000.1 (Хроматек, Россия) [9, 10].
Результаты и обсуждение Вода
Воды малых рек центральной части г. Хабаровска характеризовались высокой величиной минерализации: от 260 до 839 мг/дм3 (среднее значение - 428 мг/дм3). В период снеготаяния (22 марта - 3 апреля) максимальные ее значения были выявлены в реках Чердымовке и Плюснинке, дренирующих центр города с многоэтажной застройкой, что, вероятно, обусловлено использованием противогололедных реагентов в зимний период. На территории водосбора р. Лесопилки эти реагенты использовались в меньшей степени, поэтому и минерализация воды в начале снеготаяния была ниже (455 мг/дм3).
Содержание биогенных ионов в воде рек в период снеготаяния было крайне непостоянно (рис. 2), что обусловлено неравномерностью поступления талых вод за счет влияния температурного фактора и микробиологических деструк-
Рис. 2. Содержание биогенных элементов в воде рек центра г. Хабаровск: а - NH+ б - NO2-, в - NO3-, г - HPO42-
Fig. 2. Nutrients content in the water of small rivers in the central part of Khabarovsk: а - NH+, б - NO-, в - NO-, г - HPO 2
ционных процессов. Максимумы превышения ПДК концентраций ионов аммония, нитритов и фосфатов наблюдались в различные сроки периода снеготаяния и по содержанию иона аммония составляли до 16 ПДК, по нитрит-иону до 5 ПДК и по фосфат-иону до 10 ПДК. По содержанию нитрат-ионов превышения нормативов не выявлено.
В период снеготаяния содержание легкоо-кисляемого ОВ в водах исследованных малых рек значительно увеличилось по сравнению с зимним периодом (в среднем в 12 раз) (рис. 3а). Максимальное поступление ОВ отмечалось 27 марта. Максимальное содержание нефтепродуктов было отмечено в водах р. Лесопилки (39 ПДК) (рис. 3б) в пробах, отобранных 22 марта.
Увеличение содержания легкоокисляемо-го ОВ и нефтепродуктов привело к резкому увеличению численности всех исследуемых групп микроорганизмов, участвующих в процессах деструкции ОВ (рис. 4). По микробиологическим показателям р. Плюснинка в зимний период была на два класса чище, чем рр. Чердымовка и Лесопилка (табл. 1). В период снеготаяния воды всех рек относились к самому низкому классу качества - VI («очень грязные») (табл. 1).
Снежный покров
Химический состав снежного покрова в прибрежной зоне малых водотоков в период снеготаяния представлен в табл. 2. Поскольку участки отбора проб снежного покрова прилегали к берегу р. Амур, полученные результаты химических анализов сравнивали с ПДК для водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение.
Является общепринятым фактом, что чи-
стые атмосферные осадки (дождевая, снеговая вода) имеют рН 5,6, так как присутствие в воздухе СО2 подкисляет атмосферные выпадения. Величина рН снежного покрова обследованной территории составляла от 5,66 до 5,88, что ниже по сравнению с данными, полученными для территории г. Хабаровска в 2006 г., когда рН даже для свежевыпавшего снега была 6,77 [8].
В расплавах снега у рр. Лесопилки и Плюс-нинки содержание нефтепродуктов составляло 3 ПДК, у р. Чердымовки - 2-2,2 ПДК, что обусловлено аккумуляцией выхлопных газов автотранспорта. По остальным показателям превышения ПДК не выявлено. Вместе с тем в речной воде в период снеготаяния выявлено превышение нормативов по большинству гидрохимических показателей. Это обусловлено тем, что талые воды загрязняются от асфальтобетонных и иных дорожных покрытий, почвенного покрова, являясь транзитной средой различных поллютантов.
С пылью, частичками почвы происходит атмосферный постоянный перенос спор и клеток различных микроорганизмов. Непосредственно в снеге они находятся в неактивном состоянии, но с повышением температуры в период снеготаяния они начинают размножаться и переноситься с талыми водами на большие расстояния.
В образце снега, отобранного на водосборе р. Плюснинки, общая численность гетеротрофных бактерий достигала 2650 КОЕ/мл талой воды (КОЕ - колониеобразующие единицы). В снеге, отобранном на водосборе р. Чердымов-ки, численность гетеротрофных бактерий была в 2 раза выше (5300 КОЕ/мл талой воды), чем на
Рис. 3. Содержание органических веществ в воде рек центра г. Хабаровск: а - ПО, мг О/дм3; б - нефтепродукты, мг/дм3
Fig. 3. Content of organic substances in the water of small rivers in the central part of Khabarovsk: a - PO, mg O/dm3; b - hydrocarbon, mg / dm3
Таблица 1
Классификация качества воды малых рек центральной части г. Хабаровска по микробиологическим показателям (ГОСТ 17.1.3.07-82)
Table 1
Classification of water quality in small rivers of the Khabarovsk central part according to microbiological indicators (GOST 17.1.3.07-82)
Река 22 янв. 27 мар. 3 апр.
Лесопилка VI VI -
Чердымовка VI VI VI
Плюснинка IV VI VI
Рис. 4. Численность гетеротрофных (а), сапрофитных (б) и нефтеокисляющих (в) бактерий в воде рек центра г. Хабаровск
Fig. 4. Heterotrophic (a), saprophytic (б) and oil-oxidizing (в) bacteria number in the water of the rivers in central part of Khabarovsk
водосборе р. Плюснинки, что обусловлено напряженностью транспортного потока. Колонии микроорганизмов, выделенных из снега, характеризовались большим разнообразием пигментированных форм (желтого, оранжевого, красного, коричневого и черного цвета) и были представлены 11-12 штаммами. Среди них присутствовали бактерии родов Arthrobacter, Flavobacterium, Micrococcus, Pseudomonas, а также спорообразу-ющие бактерии рода Bacillus. Численность бактерий, способных потреблять минеральные формы азота, в снеге на территории водосбора рек Плюс-нинки и Чердымовки составляла 1700 КОЕ/мл и
Примечание: IV - загрязненные, VI - очень грязные
1950 КОЕ/мл соответственно. Актиномицеты, являющиеся промежуточной систематической группой между бактериями и микроскопическими грибами, обнаружены только в снеге, взятом на водосборе р. Чердымовки (обочина дороги), и составляли 700 КОЕ/мл талой воды. Численность микромицетов в образцах снега существенно не отличалась и составляла на водосборе р. Плюснинки (парковая зона) 23,3 КОЕ/мл, р. Чердымовки (обочина дороги) - 30 КОЕ/мл.
Повышенная численность микромицетов в снеговом покрове центральной части г. Хабаровска отмечалась в границах автомагистралей и пешеходных зон, в то время как в прибрежной зоне микроскопические грибы не обнаружены. Считают, что в снежный покров пропагулы грибов поступают со снеговыми осадками из более высоких слоев атмосферы, а также с пылевыми частицами, переносимыми автотранспортом и людьми.
Исследование микологического состава снега г. Хабаровска показало их небольшое видовое разнообразие, что, вероятно, связано со специфическими условиями их местонахождения (низкие температуры, высокая инсоляция, присутствие тяжелых металлов и др. токсичных элементов).
В снежном покрове центральной зоны города с высокой техногенной нагрузкой доминировали темноокрашенные микромицеты. С наибольшей частотой встречались Cladosporium cladosporioides, а также грибы из р. Aspergillus и р. Mucor, которые относятся к условно-патогенным видам и могут представлять потенциальную угрозу для здоровья городского населения. Представители этих родов сохранили способность к росту на питательных средах после длительного промораживания.
Таблица 2
Химический состав снежного покрова центра г. Хабаровска (14.03.2018)
Table 2
Content and composition of hydrocarbons in bottom sediment of rivers in the central part of Khabarovsk (04.03.2018)
Показатель Станции отбора проб
р. Лесопилка р. Чер-дымовка р. Плюс-нинка
рН 5,75 5,66 5,88
NH4-, мг/дм3 0,95 0,67 0,54
NO2-, мг/дм3 0,05 0,01 0,03
NO3-, мг/дм3 2,2 3,9 3,3
HPO4-2, мг/дм3 0,165 0,047 0,062
Минерализация, мг/дм3 16,5 18,2 17,7
Не фтепродукты, мг/дм3 0,15 0,11 0,15
Перманганатная окисляемость, мг О/дм3 8,6 9,2 8,5
Донные отложения
Современные ДО являются конечным этапом миграции загрязняющих веществ, поступающих с прилегающей суши и из атмосферы. Они могут служить интегральными показателями загрязнения водных объектов веществами различной природы. ДО являются консервативной системой, в которой биохимические процессы самоочищения происходят очень медленно, поэтому концентрации загрязняющих веществ в них могут изменяться во времени в незначительной степени.
В створах устьевых участков, на выходе из коллекторов течение рек замедлено и осадки представлены илистыми песками (табл. 3). ДО исследованных водотоков содержат УВ в количествах от 5070 до 22540 мг/кг (табл. 3). Подобное высокое содержание связано с загрязнением ДО в результате длительного антропогенного загрязнения нефтепродуктами водотоков и территории водосбора. Близкое (1648,5-36416,7 мг/кг) содержание нефтепродуктов отмечалось в ДО р. Черной, расположенной в черте г. Хабаровска [6]. В настоящее время в Российской Федерации не существует нормативного документа, определяющего ПДК загрязняющих веществ в ДО. Считается, что при фоновом содержании концентрации УВ
обычно не превышают 10 мг/кг в песчанистых и до 100 мг/кг в илистых осадках [1]. Исследуемые ДО содержат нефтепродукты в количествах, которые существенно превышают ориентировочно допустимые концентрации (1000 мг/кг) в песчаной и супесчаной почве [12]. Во всех пробах ДО отмечается значительное превышение ориентировочно допустимых концентраций от 5,0 до 22,5 раз.
Аккумулированное в ДО органическое вещество разлагается бентосным микробным сообществом, которое реагирует на поступление ОВ увеличением численности эколого-трофических групп микроорганизмов. Общая численность аэробных культивируемых гетеротрофных бактерий в ДО исследованных водотоков составляла 120340 млн КОЕ/г (рис. 5), что значительно (более чем в 1000 раз) превышает численность бентосных гетеротрофных бактерий в ДО малых рек Татарского пролива, которые также подвержены антропогенной нагрузке [3]. Численность сапрофитных бентосных бактерий, участвующих в начальных стадиях разложения ОВ, составляла 45-70 млн КОЕ/г. Максимальная численность нефтеокисля-ющих бактерий выявлена в ДО р. Плюснинки, что согласуется с данными химического анализа содержания нефтепродуктов в ДО данного водотока (табл. 3) и подчеркивает важную индикационную роль нефтеокисляющих бактерий.
Использование распределения нормальных алканов (н-алканов) как индикаторов вклада антропогенной и природной составляющей в гене-
Рис. 5. Численность гетеротрофных (1), сапрофитных (2) и нефтеокисляющих (3) бактерий донных отложений рек центра г. Хабаровск
Fig. 5. Heterotrophic (1), saprophytic (2) and oil-oxidizing (3) bacteria number in the bottom sediment of rivers in the central part of Khabarovsk
Таблица 3
Содержание и состав углеводородов в ДО рек центральной части г. Хабаровска (03.04.2018 г.)
Table 3
The content and composition of hydrocarbons in bottom sediment of rivers in central part of Khabarovsk
(03.04.2018)
Водоток р. Лесопилка р. Чердымовка р. Плюснинка
Глубина, м 0,3 0,4 0,5
Тип осадка Илистый песок Илистый песок Песчанистый ил
УВ, мг/кг 5070 12200 22540
Длина углеродной цепи идентифицированных н-алканов С -С 15 39 С -С 15 37 С -С H 36
Групповой состав н-алканов, % от общей площади пиков
XC8-C22 7,519 9,943 42,588
XC23-C39 92,479 90,06 54,237
XC8-C22^C23-C39 0,081 0,11 0,79
^четных 49,854 19,021 43,697
^нечетных 50,144 80,979 56,303
CPI* 1,00 4,26 1,29
XC19-C25 10,701 11,334 0
^четных 45,071 19,021 34,017
^нечетных 36,70 66,828 20,22
CPI** 0,81 3,51 0,59
Примечание: СР1* - отношение суммы нечетных к сумме четных алканов по всему диапазону идентифицированных н-алканов; СР1** - отношение суммы нечетных к сумме четных алканов в высокомолекулярной области
зис органического вещества ДО позволяет получить более полную информацию об источниках формирования ОВ донных отложений (табл. 3, рис. 6).
Общим в распределении н-алканов в ДО исследованных водных объектов является преобладание высокомолекулярной фракции, составляющей от 54,24 до 92,48% от суммы идентифицированных н-алканов (табл. 3), что характерно для ОВ, сформированного с участием нефтяных УВ. Однако распределение индивидуальных гомологов в составе н-алканов исследованных водотоков существенно отличается (рис. 6).
В составе высокомолекулярной фракции ДО р. Лесопилки незначительно преобладают нечетные гомологи СР1(С23-С39) = 0,81, однако максимумы принадлежат четным гомологам - С24, С26, С36, С38 (рис. 6), что указывает на нефтяной генезис ОВ осадков реки, на это же указывает величина индекса нечетности СР1 = 1,0 по всему диапазону идентифицированных н-алканов. Мар-
керы £С19-С25, отражающие вклад микробной и/ или микробно-деструктивной составляющей ОВ, составляют 10,7% от суммы н-алканов.
В ДО р. Чердымовки нечетные гомологи преобладают над четными как по всему диапазону н-алканов, так и в высокомолекулярной области: СР1(С15-С37) = 4,26 и СР1(С23-С35) = 3,51 соответственно. Такое распределение н-алканов свидетельствует об участии в формировании ОВ терригенного, преимущественно гумусового ОВ, что подтверждается наличием характерных для данного типа ОВ максимумов нечетных гомологов - С31 и С33, составляющих 56,8% от общей суммы н-алканов (рис. 6). Микробиологически преобразованные н-алканы составляют 11,33% от суммы н-алканов.
Состав н-алканов р. Плюснинки характеризовался наличием жидких н-алканов - октана С8Н18 и нонана С9Н20 в количествах 9,68 и 28,33% от суммы н-алканов. Данные углеводороды входят в состав моторных топлив. Легкие фракции нефте-
продуктов в водной среде очень быстро подвергаются деградации, и их обнаружение отражает поступление «свежего» загрязнения нефтепродуктами. Нефтяной генезис ОВ осадков характеризует величина СР1(С8-С36) близкая к 1 (1,29), а также наличие максимумов четных гомологов С28, С30, С32, С36 (рис. 6) в высокомолекулярной области, не характерных для ОВ терригенного генезиса и составляющих 29,8% от суммы н-алканов. На участие терригенного ОВ указывают максимумы нечетных гомологов С27, С и С35, составляющих 22,2% от суммы н-алканов.
Анализ геохимических маркеров показал,
Рис. 6. Распределение н-алканов
в осадках малых рек центра Хабаровска: 1 - р. Лесопилка; 2 -р. Чердымовка; 3 - р. Плюснинка
Fig. 6. Distribution of n-alkanes in the sediments of small rivers in the center of Khabarovsk: 1 -r. Lesopilkal; 2 - r. Cherdymovka; 3 - r. Plyusninka
что в донных осадках р. Лесопилки ОВ имеет преимущественно нефтяной генезис. В формирование ОВ р. Чердымовки значительный вклад вносит терригенно-гумусовое ОВ, вероятнее всего, поступающее с городских газонов. Смешанное ОВ р. Плюснинки сформировано с примерно равным участием (29,8 и 22,2% соответственно) нафтеновой фракции углеводородов и ОВ терри-генно-гумусового генезиса. Следует отметить, что р. Плюснинка в большей степени по сравнению с другими обследованными водотоками подвергается загрязнению нефтепродуктами.
Разрушение углеводородных, углеводных и
Компонент, мг/кг р. Лесопилка р. Чердымовка р. Плюснинка Класс опасности
Гексан 0,021 0,040 0,030 3
Ацетальдегид 0,056 1,622 0,119 3
Ацетон 0,057 1,694 0,092 4
Этилацетат 0,003 - 0,004 3
Метанол 0,122 0,612 0,678 2
Пропанол-2 0,080 0,787 0,346 2
Бензол 0,001 0,003 0,001 1
Пропанол-1 - 0,664 0,066 2
Толуол 0,016 0,116 0,014 4
Бутилацетат 0,003 - 0,005 3
Изобутанол 0,010 0,033 0,017 3
Этилбензол 0,001 - - 1
Я-ксилол 0,008 - - 3
М-ксилол 0,002 0,013 0,413 3
Бутанол - 0,005 - 3
Изопропилбензол 0,002 - 0,022 3
О-ксилол 0,002 - 0,001 3
Примечание: «-» - компонент не обнаружен
Таблица 4
Содержание летучих органических соединений в ДО рек центральной части г. Хабаровска (03.04.2018)
Table 4
Volatile organic compounds in bottom sediment of rivers in central part of Khabarovsk (03.04.2018)
белковых соединений при их биохимической деградации в водных объектах сопровождается образованием и накоплением кислородсодержащих веществ (спирты, альдегиды, эфиры), которые обладают большей токсичностью, чем нефть и исходные ОВ. Согласно гигиеническим нормативам [14], эти вещества принадлежат к 1-4 классам опасности (табл. 4).
В р. Чердымовке выявлено самое высокое содержание ацетальдегида (1,6 мг/кг) и ацетона (1,69 мг/кг). Данные компоненты образуются в анаэробных условиях при брожении веществ углеводной природы. Высокое содержание метанола выявлено в реках Чердымовки и Плюснинки. Его присутствие в ДО обусловлено образованием в ДО метана, который окисляется бактериями семейства Methylomonadaceae до углекислого газа и воды. Метанол является промежуточным продуктом окисления метана и накапливается в ДО в анаэробных условиях.
Выводы
Оценка экологического состояния малых рек центральной части г. Хабаровска показала, что в период снеготаяния происходит загрязнение вод и донных отложений органическими и неорганическими поллютантами, так как в городе искусственные непроницаемые поверхности препятствуют прохождению талой воды через систему почвенной очистки. Привнос загрязняющих компонентов с талыми водами крайне неравномерен в течение всего периода снеготаяния, что обусловлено гидрометеорологическими условиями сезона и микробиологическими деструкционны-ми процессами. Микробиологические исследования снежного покрова выявили высокую устойчивость микробных ассоциаций к химическому загрязнению, инсоляции и низким температурам. Отмечено, что в снежном покрове аккумулируются нефтепродукты, которые в период весеннего половодья поступают в малые водотоки. Анализ геохимических маркеров показал, что в донных отложениях малых водотоков органическое вещество имеет нефтяной и терригенно-гумусовый генезис. Органическое вещество, аккумулированное в донных отложениях, подвергается микробиологической трансформации с образованием ряда таких соединений, как метанол, ацетальдегид, ацетон, пропанол, этилацетат, бензол, изобутанол, толуол, бутилацетат, этилбензол, ксилолы и др. Большинство этих веществ обладает характерным резким запахом и высокой токсичностью, что приводит к вторичному загрязнению водной среды
малых водотоков и их водоприемника - р. Амур. На основе проведенных исследований установлено, что малые реки центральной части г. Хабаровска в период снеготаяния относятся к самому низкому классу качества - VI («очень грязные»).
ЛИТЕРАТУРА:
1. Галимов М.Э., Кодина Л.А., Степанец О.В. Биогеохимия и проблемы радиоактивного загрязнения морей России (на примере Карского Моря) // Фундаментальные исследования океанов и морей. Т. 2. М.: Наука, 2006. С. 440-465.
2. Гаретова Л.А., Левшина С.И. Экологическое состояние малых водотоков г. Хабаровск // Современные проблемы регионального развития: материалы I межрегиональной науч. конф. Хабаровск: ДВО РАН, 2006. С. 60-62.
3. Гаретова Л.А., Фишер Н.К., Левшина С.И. Состав донных отложений приливо-отливной акватории (юго-западный район Татарского пролива) // Водное хозяйство России. 2018. № 3. С.102-116.
4. Егорова Л.Н. Почвенные грибы Дальнего Востока: гифомицеты. Л.: Наука, 1986. 192 с.
5. Корнева Л.В. Приамурский отдел ИРГО и его роль в изучении и освоении российского Дальнего Востока в конце XIX — начале XX века // Вестник ДВГНБ. 2009. Т. 44, № 3. С. 66-77.
6. Кошельков А.М., Матюшкина Л.А. Оценка химического загрязнения почв водоохранных зон малых рек города Хабаровска // Региональные проблемы. 2018. Т. 21, № 2. С. 76-85.
7. Кузнецов С.И., Дубинина Г.А. Методы изучения водных микроорганизмов. М.: Наука, 1989. 228 с.
8. Новороцкая А.Г. Роль снежного покрова в загрязнении р. Амур (на примере г. Хабаровска) // Чтения памяти Владимира Яковлевича Леванидова: сборник научных трудов. Владивосток, 2011. Вып 5. С. 412-418.
9. ПНД Ф 14.1:2:4.201-03. Методика выполнения измерений массовой концентрации ацетона и метанола в пробах питьевых, природных и сточных вод газохроматографическим методом. М., 2003. 17 с.
10. ПНД Ф 14.1:2:4.57-96. Методика выполнения измерений массовых концентраций ароматических углеводородов в питьевых, природных и сточных водах газохроматографическим методом. М., 2011. 18 с.
11. ПНД Ф 16.1:2.2.22-98. Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в
минеральных, органогенных, органно-мине-ральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии. М.: Гос. ком. РФ по охране окружающей среды, 2005. 21 с.
12. Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами (утв. Роскомземом 10 ноября 1993 г. и Минприроды РФ 18 ноября 1993). 32 с. URL: http://eko-man.ru/ekouscherb/ (дата обращения: 22.05.2018).
13. Приказ Министерства сельского хозяйства Российской Федерации от 13 декабря 2016 года N 552 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения». URL: http://eko-man.ru/ekouscherb/ (дата обращения: 22.05.2018).
14. РД 52.18.595-96 Федеральный перечень методик выполнения измерений, допущенных к применению при выполнении работ в об-
ласти мониторинга загрязнения окружающей природной среды, с изменениями № 1 к РД 52.18.595-96. URL: http://eko-man.ru/ ekouscherb/ (дата обращения: 22.05.2018).
15. Чириков А.В. Реки Амурского бассейна (Шил-ка, Амур и Сунгари) в санитарном отношении. СПб.: М.П.С., 1905. 133 с.
16. Шестеркин В. П., Шестеркина Н.М. Гидрохимия речных вод г. Хабаровска // Геохимические и биогеохимические процессы в экосистемах Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука, 1999. С. 112-119.
17. Эбергард А.И., Белохвостов С.И. Вода центральной части города Хабаровска (в летнее время) // Материалы по изучению Приамурского края: Труды 1 съезда врачей Приамурского края. Хабаровск. 1914. С. 125-134.
18. Wang L., Zhang J., Li H., Yang H., Peng C., Peng Z., Lu L. Shift in the microbial community composition of surface water and sediment along an urban river // Science of The Total Environment. 2018. Vol. 627. P. 600-612.
ENVIRONMENTAL ASSESSMENT OF SMALL RIVERS IN THE CENTRAL PART OF KHABAROVSK IN THE PERIOD OF SNOWMELT
N.K. Fisher, L.A. Garetova, E.L. Imranova, O.A. Kirienko, M.I. Afanasyeva
The paper presents the results of microbiological and chemical-analytical studies of water and bottom sediment of small rivers, as well as snow in the central part of Khabarovsk during the spring flood in 2018.
During an intense surface runoff in water of rivers, the content of ammonium nitrogen increases up to 5.4 times, nitrate - up to 6.8 times, nitrite - up to 3.3 times compared to the winter period. The increase in the content of labile organic matter and hydrocarbons caused a sharp increase in the number of heterotrophic bacteria in water up to 57 times, saprophytic bacteria up to 47 times, and hydrocarbon oxidizing bacteria - up to 23 times. The content of hydrocarbons in bottom sediment exceeds estimated concentrations up to 75 times, with maximum accumulation (22540 mg /kg) in bottom sediment of the Plyusninka River. Conditionally pathogenic micromycetes were detected in the snow cover.
Keywords: Khabarovsk, pollution, small rivers, bottom sediments, snow cover.
