Научная статья на тему 'ЗООПЛАНКТОН И ЗООБЕНТОС БЕЛОЯРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА В УСЛОВИЯХ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ'

ЗООПЛАНКТОН И ЗООБЕНТОС БЕЛОЯРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА В УСЛОВИЯХ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
78
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БЕЛОЯРСКОЕ ВОДОХРАНИЛИЩЕ / BELOYARKA RESERVOIR / АТОМНАЯ СТАНЦИЯ / NUCLEAR POWER PLANT COOLING POOL / ВОДОЕМ-ОХЛАДИТЕЛЬ / ЗООПЛАНКТОН / ZOOPLANKTON / ЗООБЕНТОС / ZOOBENTHOS / ТЕПЛОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ / АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ / ANTHROPOGENIC IMPACT / THERMAL IMPACT

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Кулаков Дмитрий Владимирович, Макушенко Мария Евгеньевна, Верещагина Елена Андреевна

Представлены результаты гидробиологических исследований в водоеме-охладителе Белоярской АЭС с целью определения особенностей развития зоопланктона и зообентоса водного объекта в условиях влияния атомной станции. На основании проведенных исследований выявлены общие тенденции изменения структуры сообществ зообентоса Бело-ярского водохранилища в районе влияния БАЭС. Наиболее существенные изменения в сообществе обитателей дна отмечены в зоне, непосредственно примыкающей к сбросному каналу БН-600, где зарегистрированы худшее качество вод, уменьшение общей численности, биомассы и числа видов зообентоса и перифитона, наименьшие индексы видового разнообразия. Индексы сапробности соответствуют загрязненной зоне. По совокупности индексов качества воды, рассчитанных по показателям гидробионтов, Белоярское водохранилище характеризуется как водоем эв-трофного типа, по степени сапробности - как ß-мезосапробный с переходом в а-мезосапробную зону. В районе сброса подогретых вод отмечено худшее качество вод и невысокие индексы видового разнообразия.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Кулаков Дмитрий Владимирович, Макушенко Мария Евгеньевна, Верещагина Елена Андреевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INFLUENCE OF THERMAL POLLUTION FROM BELOYARKA NUCLEAR POWER PLANT ON ZOOPLANKTON AND ZOOBENTOS COMMUNITY OF THE BELOYARKA RESERVOIR

Results of hydro/biological research in the Beloyarka nuclear power plant cooling reservoir conducted to determine peculiar features of the water body zooplankton and zoobenthos development under the nuclear power plant impact are presented. On the basis of the researches conducted some general trends of the Beloyarka Reservoir zoobenthos communities structure changes in the Beloyarka NPP impact zone were disclosed. The most significant changes in the bottom-located communities were detected in the zone directly adjacent to the BN-600 outlet where the worst water quality was detected, reduction of the zoobenthos and periphyton total abundance, biomass and species number, as well as the least species diversity indices. Saprobity indices corresponded to polluted water. Water quality indicators' array calculated by the hydrocoles indicators characterized the Beloyarka Reservoir as a water body of the euthrophic type, as for the saprobity degree, it was characterized as a ß-mezosaprobic water body being transferred into the a-mezasaprobic zone. The worst water quality and low species diversity indices were registered in the area close to the heated waters discharge point.

Текст научной работы на тему «ЗООПЛАНКТОН И ЗООБЕНТОС БЕЛОЯРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА В УСЛОВИЯХ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ»

УДК 574.632:574.633

зоопланктон и зообентос белоярского водохранилища в условиях теплового воздействия атомной электростанции

© 2016 г. Д.В. Кулаков1, М.Е. Макушенко1, Е.А. Верещагина2

1 ФГБУН «Санкт-Петербургское отделение Института геоэкологии Российской академии наук», Санкт-Петербург, Россия

2 ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет», Санкт-Петербург, Россия

Ключевые слова: Белоярское водохранилище, атомная станция, водоем-охладитель, зоопланктон, зообентос, тепловое воздействие, антропогенное воздействие.

Представлены результаты гидробиологических исследований в водоеме-охладителе Белоярской АЭС с целью определения особенностей развития зоопланктона и зообентоса водного объекта в

условиях влияния атомной станции. На основании проведенных исследований выявлены общие тенденции изменения структуры сообществ зообентоса Бело-ярского водохранилища в районе влияния БАЭС. Наиболее существенные изменения в сообществе обитателей дна отмечены в зоне, непосредственно примыкающей к сбросному каналу БН-600, где зарегистрированы худшее качество вод, уменьшение общей численности, биомассы и числа видов зообентоса и пе-рифитона, наименьшие индексы видового разнообразия. Индексы сапробности соответствуют загрязненной зоне.

По совокупности индексов качества воды, рассчитанных по показателям гидробионтов, Белоярское водохранилище характеризуется как водоем эв-трофного типа, по степени сапробности - как р-мезосапробный с переходом в а-мезосапробную зону. В районе сброса подогретых вод отмечено худшее качество вод и невысокие индексы видового разнообразия.

Д.В. Кулаков М.Е. Макушенко Е.А. Верещагина

Строительство и эксплуатация атомных электростанций (АЭС), относящихся к категории крупных промышленных объектов с большим потреблением воды, оказывают значительное техногенное воздействие на

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

водное хозяйство России

экосистемы прилегающих акваторий. Сброс теплых и загрязненных вод влияет на жизнь водных организмов, а также способствует «термическому эвтрофированию» водоемов [1, 2].

Белоярское водохранилище, созданное в 1963 г. путем зарегулирования стока р. Пышмы и являющееся водоемом-охладителем Белоярской атомной станции (БАЭС), в настоящее время испытывает высокую антропогенную нагрузку. Наиболее значимыми факторами воздействия на экосистему Белоярского водохранилища в период проведенных исследований являлись: поступление сбросных вод с действующего энергоблока БН-600, строительство нового энергоблока БН-800, загрязнение вод химическими веществами, поступающими в водоем с водами р. Пышмы, а также поверхностный сток с территории г. Заречного. В условиях большой антропогенной нагрузки оценка текущего экологического состояния Белоярского водохранилища является весьма актуальной проблемой. Цель работы - исследование особенностей развития зоопланктона и зообентоса Белоярского водохранилища в условиях влияния атомной станции.

Исследование водоема-охладителя Белоярской АЭС (Белоярского водохранилища) проводилось в период с июня по октябрь 2012-2014 гг. на 13 станциях (рис. 1), расположенных в верхней части водохранилища (ст. 1, 2, 3, 4), в центральной части водохранилища (ст. 6, 8), в строящихся (не действующих) каналах энергоблока БН-800 (водозабор - ст. 7, водосброс - ст. 5), в действующих каналах энергоблока БН-600 (водозабор -ст. 9, водосброс - ст. 10) и в нижней части водохранилища (ст. 11, 12, 13).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

С

5

®

БАЭС

7© БН-600

БН-800

4

©

®

Заречный

12®

в

Рис. 1. Расположение станций отбора проб.

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

Анализ гидрохимических проб был выполнен в аккредитованных лабораториях Санкт-Петербурга (НПО «Тайфун» и ЗАО «Региональный аналитический центр Механобр инжиниринг аналит») по стандартным методикам [3-9].

Отбор гидробиологических проб, их фиксация и обработка производились по общепринятым методикам [10-12]. Пробы зоопланктона отбирали путем фильтрации 50-100 л воды через газ с размером ячеи 64 мкм. Для отбора проб зообентоса применяли дночерпатель Петерсена (площадь захвата 1/40 м2, две повторности на каждую станцию отбора проб). Гидробиологические пробы фиксировали 70-процентным спиртом, камеральную обработку выполняли по стандартной методике [10] с использованием соответствующих определителей [13-20].

Зоопланктон и зообентос оценивали по видовому составу, численности (N), биомассе (B). Видовое разнообразие сообществ водных беспозвоночных определяли по информационному индексу Шеннона - Уивера, который рассчитывали по численности (HN) и биомассе (НВ) [21-24]. Для оценки качества вод по показателям гидробионтов был использован индекс сапроб-ности Пантле-Букк в модификации Сладечека (S) [25, 26]. Оценка трофического статуса водоема осуществлялась с использованием фаунистического коэффициента трофности Мяэметса (Е) [27]. Классы качества определяли согласно классификации качества воды водоемов и водотоков по гидробиологическим показателям [28-30]. Доминантные виды гидробиоценозов выделяли по относительной численности и биомассе, принимая за нижнюю границу доминирования обилие > 10 % от суммарного количества.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ

По химическому составу воды Белоярского водохранилища относятся к гидрокарбонатному классу кальциевой группы первого типа [31]. Величина минерализации в период наблюдений варьировала от 180 мг/л в паводок до 450 мг/л в зимнюю межень, что характеризует водохранилище как водоем со средней минерализацией. Величина рН изменялась в пределах от 6,7 до 8,1.

Режим течений в водохранилище определяется, в основном, циркуляцией водных масс между подводящим и сбросным каналами, ветровым режимом и, в меньшей степени, стоком р. Пышмы. Скорость течения в районе сбросного канала БАЭС составляет 0,1-0,15 м/с. По мере удаления от водо-выпуска скорости течения снижаются.

Естественный термический режим водоема также во многом определяется его морфометрическими характеристиками. Сравнительно небольшая глубина (в среднем 7 м) обуславливает хороший прогрев водных масс в летний период. Наибольшая среднемесячная температура воды (за период

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

с 1939 по 1986 гг.) составила 23,7 °С. Максимальные значения температуры воды наблюдались, как правило, в июле [32].

Наблюдения за ледовым режимом Белоярского водохранилища не проводились. На участке между существующими сбросным и подводящим каналами БАЭС в течение всей зимы сохранялась полынья, размеры которой изменялись в зависимости от количества сбрасываемой воды.

Качество поверхностных вод водохранилища в значительной степени формируется под влиянием хозяйственной деятельности, прежде всего, сбросов промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод. Наиболее распространенными загрязняющими веществами в водных объектах Свердловской области, в т. ч. р. Пышме и Белоярском водохранилище, являются соединения меди, марганца, цинка, железа, легкоокисляемые и трудноокисляемые органические вещества (по показателям БПК5 и ХПК), азот аммония и азот нитритов. В целом гидрохимический состав воды Бе-лоярского водохранилища, включая район сброса подогретых вод, достаточно однороден. В настоящее время водоем можно характеризовать как гидрокарбонатно-кальциевый со средней степенью минерализации и нормальным кислородным режимом [32].

За период натурных наблюдений концентрация биогенных элементов (азот, фосфор), как и содержание основных химических компонентов, изменялись в течение года в зависимости от расхода воды и сезона: в летний период отбора проб при уменьшении расхода воды концентрация данных элементов возрастала, в большинстве случаев превышая ПДКрх, установленные нормативными документами [33].

В период отбора проб в воде наблюдалась высокая концентрация азота и фосфора. Содержание фосфатов во всех отобранных пробах превышало ПДКрх, варьируя от 0,3 до 5,5 мг/л, при среднем значении 1,0 мг/л, достигая максимальных значений в период летнего отбора проб 2013 г. Это, вероятно, связано с интенсивной хозяйственной деятельностью на водосборе р. Пышмы.

Зафиксировано превышение ПДКрх по содержанию аммонийного азота в летний период на ст. 7, что связано с застойными явлениями на данном участке водохранилища в период строительства энергоблока БН-800. Превышение ПДКрх по содержанию азота нитритов зарегистрировано на большинстве станций опробования в осенний период, что характерно для переходного сезона.

В сравнении с данными 1980-х годов [32], в настоящее время вода в Бе-лоярском водохранилище характеризуется снижением концентрации биогенных элементов (азота и фосфора), т. к. сброс загрязненных вод от пром-предприятий в последние годы резко сократился.

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

В результате исследований в зоопланктоне Белоярского водохранилища обнаружено 64 вида беспозвоночных (Rotifera - 30, Copepoda - 6, Cladocera -28 видов). На большинстве станций по численности доминировали коловратки: Keratella quadrata (O.F. Müller), K. cochlearis (Gosse), Euchlanis dilatata Ehrenberg, Lecane bulla (Gosse), Trichotria pocillum (O.F. Müller), Asplanchna girodi De Geurne и ракообразные: Daphnia galeata G.O. Sars, Chydorus sphaericus (O.F. Müller), Bosmina longirostris (O.F. Müller), B. kessleri Uljanin, Eudiaptomus graciloides (Lilljeborg), Mesocyclops leuckarti (Claus), ювениль-ные особи Copepoda.

По биомассе в водохранилище повсеместно доминировала Daphnia galeata, доля которой изменялась от 13,5 % в верхней части водохранилища (ст. 1) до 92,1 % в районе сброса подогретых вод (ст. 10). Кроме того, в комплекс доминирующих по биомассе видов входили D. cristata G.O. Sars, D. cucullata G.O. Sars, Chydorus sphaericus, Bosmina longirostris, B. kessleri, Graptoleberis testudinaria G.O. Sars, Alona affinis (Leydig), Leptodora kindtii (Focke), Mesocyclops leuckarti, Acanthocyclops vernalis (Fischer), Macrocyclops albidus (Jurine), Eudiaptomus graciloides, науплиусы и копеподиты веслоногих ракообразных.

В необогреваемой верхней акватории водохранилища численность зоопланктона в среднем за вегетационный сезон варьировала от 7,4 до 73,8 тыс. экз/м3, биомасса - от 0,1 до 2,9 г/м3. Максимальные значения (в июле 455,9 тыс. экз/м3, в августе 153,2 тыс. экз/м3) численности зоопланктона наблюдались в районе сброса подогретых вод. Биомасса здесь также была велика (рис. 2) и достигала в августе 34,3 г/м3. Увеличение численности и биомассы зоопланктона происходило за счет массового развития коловратки Keratella quadrata (81,4 % от общей численности в июле) и ветвистоусого рачка Daphnia galeata (62,5 % от общей численности в июле и 92,1 % от общей биомассы в августе). Различий в зоопланктоне в верхней части водохранилища и в водах недействующих каналов энергоблока БН-800 не выявлено.

По соотношению численности и биомассы основных таксономических групп зоопланктона на станциях, расположенных вне зоны подогрева, ракообразные значительно преобладали над коловратками. Наибольшую долю составляли Cladocera (до 76,5 %), однако в июле в районе сброса подогретых вод БАЭС (ст. 10) численность коловраток достигла максимальных значений (83,9 % в сообществе). По биомассе на большинстве станций в акватории Белоярского водохранилища ракообразные преобладали над коловратками, массово развиваясь в районе сброса подогретых вод, где их доля в сообществе составляла 97,9 % от общей биомассы зоопланктона. В конце лета и осенью в зоопланктоне наблюдалось сокращение доли коловраток в общей численности и биомассе в нижней части водохранилища и в каналах БАЭС (ст. 10), где преимущество в развитии получали веслоногие (представленные ювенильными особями) и ветвистоусые ракообразные.

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

500

о ш

30

20

10

VI

_

VII VIII 1

IX X

VI

VII VIII

2

пк х

VI

VII VIII

3

IX X

Рис. 2. Численность (а) и биомасса (б) зоопланктона Белоярского водохранилища: в среднем по станциям в верхней части акватории (1), в районе сброса подогретых вод (2), в среднем по станциям в нижней части акватории (3).

0

Средние значения индекса Шеннона-Уивера, рассчитанного по численности и биомассе зоопланктона (HN, HB), в акватории водохранилища в период исследований составляли 2,2 бит/экз и 1,6 бит/г соответственно. На станции, расположенной в районе сброса подогретых вод, отмечены минимальные значения индекса видового разнообразия: по численности в июле (1,2 бит/экз), по биомассе - в августе (0,5 бит/г). Величина коэффициента трофности Мяэметса (£), в среднем равная 2,5, характеризует Белоярское водохранилище как водоем эвтрофного типа [22]. Средняя величина индекса сапробности Пантле-Букк ^) 1,6, что характерно для слабозагрязнен-ных водоемов р-мезосапробной зоны.

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

В вегетационные периоды 2012-2013 гг. в зообентосе и перифитоне Белоярского водохранилища зафиксировано более 62 видов беспозвоночных. Основными группами, вносящими вклад в численность и биомассу сообщества, являлись моллюски, пиявки, ручейники, поденки и хирономиды. Многочисленными видами были Heptagenia sulphurea (O.F. Müller), Caenis horaria Linnaeus, Polypedilum nubeculosum (Meigen), Chironomus fl. plumosus (Linnaeus), Procladius choreus (Meigen).

Средняя численность донных беспозвоночных в необогреваемых участках водохранилища составила 298,0 экз/м2, биомасса - 2,3 г/м2. Численность организмов зообентоса в центральной части водоема в среднем была равна 216,0 экз/м2, биомасса - 3,7 г/м2. В зоне подогрева средняя численность - 100,0 экз/м2, биомасса - 2,1 г/м2. Видовой состав макрозообенто-са на различных участках Белоярского водохранилища был неоднороден. Наибольшее число видов встречалось в верхней части водоема на ст. 1 и 5. Средние значения рассчитанного по численности зообентоса (HN) индекса Шеннона-Уивера на этих станциях варьировали от 1,7 до 2,3 бит/экз. Основной вклад в численность и биомассу вносили Mollusca, Ephemeroptera, Trichoptera, Coleoptera (рис. 3).

Наименьшее количество видов зафиксировано в районе сбросного канала БН-600 (ст. 10) и в районе г. Заречного (ст. 11). Здесь наблюдались минимальные значения индекса видового разнообразия по численности зоо-бентоса (среднее значение HN составило 1,3 бит/экз). На фоне увеличения доли Oligochaeta, Chironomidae, Mollusca и Hirudinea в общей численности донных беспозвоночных на этих станциях отмечалось снижение вклада личинок амфибиотических насекомых (рис. 3). Обеднение качественного и количественного состава гидробионтов происходило от неустойчивых к загрязнению и повышению трофического статуса водоема таксонов (ручейники, поденки) к более устойчивым формам (олигохеты, личинки комаров-звонцов).

В необогреваемой акватории водохранилища средняя величина индекса сапробности Пантле-Букк (S) составила 2,0, что характерно для слабозагрязненных водоемов ß-мезосапробной зоны. Величина данного индекса на ст. 5, 9, 11, 12 варьировала от 2,3 до 2,8. По структурным характеристикам зообентоса и перифитона водам Белоярского водохранилища на этих станциях можно присвоить переходный III-IV класс качества [29, 30]. Вода характеризуется как «умеренно загрязненная», «загрязненная», ß-мезосапробная с переходом в а-мезосапробную. На станции отбора проб в районе сброса подогретых вод (ст. 10), величина индекса S составляла 3,5, что характерно для загрязненных вод а-мезосапробной зоны [29, 30].

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

Другие

Ephemeroptera

Oligochaeta Nematoda Simuliidae_

Tricoptera

Lepidoptera

Coleoptera

б

Другие_

Oligochaeta

Nematoda Simuliidae

Tricoptera

Mollusca

Chironomidae

Ephemeroptera f Hydrozoa — Hirudinea

Mollusca

Lepidoptera_

-Chironomidae

Рис. 3. Соотношение численности таксономических групп зообентоса Белоярского водохранилища: а - в среднем по станциям в верхней части акватории; б - в зоне воздействия подогретых вод.

а

Результаты исследования теплового воздействия АЭС на гидробионтов водоемов-охладителей достаточно хорошо освещены в литературе [2, 3441]. Обычно отмечается, что в качественном отношении фауна водоемов-охладителей изменяется незначительно, формируясь в основном из эв-ритермных и более теплолюбивых видов исходного населения. В зимний период список обнаруживаемых видов становится несколько шире, чем в неподогреваемых водоемах (за счет видов, не имеющих возможность вести активную жизнь при низких температурах), летом наблюдается обратная картина (выпадение холодолюбивых форм). Резкое обеднение фауны и флоры начинается при повышении температуры до 30 °С и более. Для ги-дробионтов существенна не только степень подогрева воды, но и скорость температурных изменений. Благодаря акклиматизации медленное нагревание воды переносится гидробионтами легче, верхний летальный порог

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

водное хозяйство россии

становится выше. Особенно плохо переносят гидробионты быстрое понижение температуры. Холодовой шок опаснее теплового и это необходимо учитывать даже при кратковременных остановках работы АЭС. Особенно чувствительны к термическому стрессу гидробионты на ранних стадиях развития. Прохождение воды через системы охлаждения БАЭС и влияние термофикации являются определяющими факторами в процессах формирования сообществ гидробионтов Белоярского водохранилища.

Зоопланктон исследованного водоема представлен пелагическими лимнофильными видами с широким или всесветным распространением, эврибионтами по отношению к факторам среды, с доминированием по биомассе на всей акватории водоема теплолюбивых и ценных в кормовом отношении для рыб представителей рода Daphnia и других ветвистоусых ракообразных. По численности в водохранилище повсеместно доминировали мелкие коловратки.

В самые жаркие летние месяцы, когда температура сбрасываемой воды превышала среднюю температуру в неподогреваемых зонах водохранилища на 8-10 °C, достигая 30 °C в июле, сброс подогретых вод оказывал стимулирующее влияние на развитие коловратки Keratella quadrata, численность которой была в 59 раз выше, чем в среднем по акватории водоема. Биомасса ветвистоусого рачка Daphnia galeata в зоне подогрева увеличивалась в 13 раз. Однако различия по численности и биомассе между остальными видами в зоне подогрева и в необогреваемой зоне были минимальны. Один пик в сезонной динамике структурных показателей зоопланктона исследуемого водоема отмечался также в исследованиях 1986-1988 гг. [32, 38], в которых на основании достоверного снижения численности и биомассы зоопланктона по сравнению с необогреваемой зоной был сделан вывод о явном угнетении зоопланктона в зоне подогрева.

Значения индекса видового разнообразия Шеннона-Уивера, рассчитанного по численности и биомассе зоопланктона, в период 2012-2013 гг. в зоне подогрева были минимальными, что свидетельствует о снижении выравненности и упрощении структуры сообщества. В начале лета и осенью структурные показатели зоопланктона в зоне сброса теплых вод соответствовали таковым в необогреваемой акватории (рис. 2), либо наблюдалось незначительное угнетение развития сообщества планктонных беспозвоночных.

На основании проведенных исследований можно выявить общие тенденции в изменении структуры сообществ зообентоса Белоярского водохранилища в районе влияния БАЭС. В верхней, необогреваемой части Белоярского водохранилища, отмечено лучшее качество воды, определяемое по структурным показателям зообентоса. Наиболее существенные

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

изменения в сообществе обитателей дна отмечены в зоне, непосредственно примыкающей к сбросному каналу БН-600. Здесь зарегистрировано худшее качество вод, уменьшение общей численности, биомассы и числа видов зообентоса и перифитона, наименьшие индексы видового разнообразия. Индексы сапробности соответствуют загрязненной зоне. В показателях обилия зообентоса наблюдается увеличение роли устойчивых форм (олигохет, хирономид, моллюсков и пиявок) при снижении доли амфибио-тических насекомых.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Качество поверхностных вод Белоярского водохранилища, образованного на р. Пышме, в значительной степени формируется под влиянием хозяйственной деятельности, прежде всего, сбросов промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод. На фоне этих антропогенных изменений, влияние сбросов оборотных вод с действующего энергоблока (с реактором БН-600) на качество поверхностных вод относительно невелико в гидрохимическом отношении. Однако на фоне общей высокой антропогенной нагрузки сброс подогретых вод атомной станции приводит к возникновению в Белоярском водохранилище зоны интенсивного воздействия на гидробионтов.

В зоне, непосредственно примыкающей к сбросному каналу действующего энергоблока, по сравнению с необогреваемой акваторией в период исследований наблюдалось сокращение видового разнообразия зоопланктона, зообентоса и перифитона и, как следствие, снижение выравненности и упрощение структуры гидробиоценозов. Сброс подогретых вод приводил к увеличению доли Oligochaeta, Mollusca, Hirudinea и Oligochaeta в сообществе донных беспозвоночных, при этом наблюдалось уменьшение общей численности и биомассы зообентоса и перифитона. В зоопланктоне в летний период происходило значительное увеличение численности и биомассы Keratella quadrata и Daphnia galeata на фоне бедного видового состава и низких значений количественных показателей других видов. Среди доминирующих видов в гидробиоценозах преобладали эврибионты, имеющие обширные ареалы или являющиеся космополитами.

В целом по совокупности индексов качества воды, рассчитанных по показателям гидробионтов, Белоярское водохранилище характеризуется как водоем эвтрофного типа, по степени сапробности - ß-мезосапробный с переходом в а-мезосапробную зону. В районе сброса подогретых вод, по сравнению с необогреваемой акваторией, отмечалось худшее качество вод и невысокие индексы видового разнообразия, характерные для водоемов, испытывающих антропогенную нагрузку.

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Веригин Б.В. О явлении термического евтрофирования водоемов // Гидробиол. журн. 1977. Т. 13. № 5. С. 98-105.

2. Безносов В.Н., Кучкина М.А., Суздалева А.Л. Исследование процесса термического эвтрофирования в водоемах-охладителях АЭС // Водные ресурсы. 2002. Т. 29. № 5. С. 610-615.

3. ГОСТ 8.556-91. ГСИ. Методики определения состава и свойств проб вод. Общие требования к разработке. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2001. 8 с.

4. ГОСТ 17.1.5.01-80. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2002. 7 с.

5. ГОСТ Р 8.563-2009. ГСИ. Методики (методы) измерений. М.: Стандартинформ, 2010. 27 с.

6. ГОСТ Р 51592-2000. Вода. Общие требования к отбору проб. М.: Госстандарт России, 2005. 32 с.

7. РД 52.18.598-98. Аккредитация лабораторий (центров) мониторинга загрязнения окружающей природной среды. Общие требования к «Руководству по качеству аккредитованной лаборатории (центра)». СПб.: Гидрометеоиздат, 2000. 24 с.

8. РД 52.24.643-2002. Методические указания. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. Р.-на-Д.: Росгидромет, 2002. 49 с.

9. Р 52.24.353-94. Рекомендации. Отбор проб поверхностных вод суши и очищенных сточных вод. М.: Гидрометеоиздат, 1995. 21 с.

10. Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. М.: Наука, 1975. 240 с.

11. Методы биоиндикации и биотестирования природных вод: сб. научн. тр. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. Вып. 2. 277 с.

12. Методические рекомендации по сбору и обработке материалов при гидробиологических исследованиях на пресноводных водоемах. Зоопланктон и его продукция / ред. Г.Г. Винберг, Г.М. Лаврентьева. Л.: ГосНИОРХ, ЗИН АН СССР. 1984. 33 с.

13. Кутикова Л.А. Коловратки фауны СССР. Л.: Наука, 1970. 744 с.

14. Панкратова В.Я. Личинки и куколки комаров подсемейства Chironominae фауны СССР (Diptera, Chironomidae=Tendipedidae). Л.: Наука, 1983. 296 с.

15. Панкратова В.Я. Личинки и куколки комаров подсемейства Orthocladiinae фауны СССР (Diptera, Chironomidae=Tendipedidae). Л.: Наука, 1970. 344 с.

16. Панкратова В.Я. Личинки и куколки комаров подсемейства Podonominae и Tanypodinae фауны СССР (Diptera, Chironomidae=Tendipedidae). Л.: Наука, 1977. 154 с.

17. Лукин Е.И. Фауна СССР. Пиявки. Т. I. Пиявки пресных и солоноватоводных водоемов. Л.: Наука, 1976. 484 с.

18. Боруцкий Е.В., Степанова Л.А., Кос М.С. Определитель Calanoida пресных вод СССР. СПб.: Наука, 1991. 503 с.

19. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 511 с.

20. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Т. 4. Высшие насекомые: двукрылые / под ред. С.Я. Цалолихина. СПб.: Наука, 1999. 998 с.

21. Shannon C.E., Weaver W. The mathematical theory of communication. Urbana, 1963. 117 p.

22. Андроникова И.Н. Структурно-функциональная организация зоопланктона озерных экосистем разных трофических типов. СПб.: Наука, 1996. 189 с.

23. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений / под ред. В.А. Абакумова. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 239 с.

24. Методы биологического анализа пресных вод: сб. науч. работ. Л. 1976. 167 с.

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

25. Pantle R., Buck H. Die biologische Überwachung der Gewässer und die Darstellung der Ergebnisse. Gas- und Wasserbach. 1955. 96 (18). 604 p.

26. Sladecec V. System of water quality from the biological point of view // Arch. Hydrobiol. 1973. Vol. 7. 218 p.

27. Мяэметс А.Х. Изменения зоопланктона // Антропогенное воздействие на малые озера. Л.: Наука, 1980. С. 54-64.

28. Унифицированные методы исследования качества вод. Ч. III. Методы биологического анализа вод. М.: Изд-во СЭВ, 1976. 186 с.

29. ГОСТ 17.1.3.07-82. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков. Введ. Постановление Госстандарта СССР 19.03.1982 № 1115.

30. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003. 463 с.

31. Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 206 с.

32. Трапезников A.B., Чеботина М.Я., Трапезникова В.Н., Гусева В.П., Николин О.А. Влияние АЭС на радиоэкологическое состояние водоема-охладителя. Екатеринбург: Ака-демНаука, 2008. 400 с.

33. Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения. Приказ Росрыболов-ства № 20 от 18.01.2010.

34. Влияние теплового и органического загрязнения на биоту водоемов-охладителей: сб. науч. тр. ГосНИОРХ. 1995. 358 с.

35. ЛуневаЕ.В. Оценка влияния атомных электростанций России на экосистемы водоемов-охладителей // Известия КГТУ. Калининград. 2014. № 34. С. 20-33.

36. Протасов А.А., Сергеева О.А., Кошелева С.И., Кафтанникова О.Г., Ленчина Л.Г., Кали-ниченко Р.А., Виноградская Т.А., Новиков Б.И., Афанасьев С.А., Синицына О.О. Гидробиология водоемов-охладителей тепловых и атомных станций Украины. Киев: Наук. думка, 1991. 192 с.

37. Силаева А.А., Протасов А.А. Состав и структура зообентоса р. Стырь в зоне Ровенской АЭС и оценка ее влияния на донные группировки // Гидробиол. журн. 2005. Т. 41. № 4. С. 25-45.

38. Чеботина М.Я., Гусева В.П., Трапезников А.В. Планктон и его роль в миграции радионуклидов в водоеме-охладителе АЭС. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 173 с.

39. Barnett P.R.O. 1972. Effect of warm water effluents from power stations on marine life // Proceed. Roy. Soc. London B. 180. Ыо 1061. P. 495-509.

40. De Nie H.W. Effects of thermal effluents from the Bergum Power Station on the Zooplankton in the Bergumermeer // Hydrobiologia. 1982. Ыо 95. P. 337-349.

41. Heinle D.R. 1976. Effect of passage throught power plant cooling system on estuarine copepods // Environ. Pollut. 11. Ыо 1. P. 39-58.

Сведения об авторах:

Кулаков Дмитрий Владимирович, канд. биол. наук, научный сотрудник, ФБУН «Санкт-Петербургское отделение Института геоэкологии Российской академии наук» (СПбО ИГЭ РАН), Россия, 199004, Санкт-Петербург, Средний пр., д. 41, оф. 519, а/я № 107; e-mail: dvkulakov@mail.ru

Макушенко Мария Евгеньевна, научный сотрудник, ФБУН «Санкт-Петербургское отделение Института геоэкологии Российской академии наук» (СПбО ИГЭ РАН), Россия,199004, Санкт-Петербург, Средний пр., д. 41, оф. 519, а/я № 107; e-mail: maria@hgepro.ru

Верещагина Елена Андреевна, научный сотрудник, ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет» (СПбГУ), Россия, Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7/9; e-mail: ea.grigorieva@gmail.com

Водное хозяйство России № 5, 2016 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.