Платонова Т.П., кандидат химических наук, доцент
Пакусина А.П., доктор химических наук, профессор
Бондалет А.В., аспирант (Дальневосточный государственный аграрный университет)
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАЛЫХ РЕК АМУРО-ЗЕЙСКОЙ РАВНИНЫ
Приведены результаты гидрохимических исследований и микробиологической индикации качества воды. Определен уровень загрязнения с помощью индикаторных групп гетеротрофных бактерий, пространственная и временная динамика параметров качества воды. Материал может быть использован при проведении дальнейших экологических исследованиях малых рек.
Ключевые слова: эвтрофирование, растворенный кислород, перманганатная окисляе-мость, гетеротрофные, нефтеокисляющие и фенолокисляющие бактерии.
ASSESSMENT OF THE ECOLOGICAL STATE OF SMALL RIVERS OF THE AMUR-ZEYA PLAIN
Listed are the results of hydrochemical investigations and microbiological indication of water quality. The level of contamination was determined with the use of indicator groups of heterotrophic bacteria. In addition, the spatial and temporal dynamics of water quality parameters were also determined. The material can be used to conduct further environmental studies of small rivers.
Key words: eutrophication, dissolved oxygen, permanganate oxidation, heterotrophic, oil-oxidizing and phenol oxidizing bacteria.
Введение. Водные ресурсы играют важную роль в обеспечении устойчивого социально-экономического развития Амурской области. Несмотря на то, что большая часть запасов воды сосредоточена в крупных реках и водохранилищах, количественно преобладают малые водоемы. Именно малые речные бассейны очень чувствительны к антропогенной нагрузке и отвечают на нее негативными изменениями. Однако внимание природоохранных структур привлекают крупные и средние реки, а исследования же малых рек незначительны и фрагментарны.
Долины рек Симоновка, Чигири интенсивно нарушены антропогенной деятельностью, поэтому изучение влияния техногенных факторов на их состояние имеет большое значение для защиты от загрязнения и деградации.
Цель исследований: дать эколого-химическую оценку состояния малых рек Симоновка и Чигири.
Объекты и методы исследований. Малая река Симоновка, как и многие другие притоки Амура, выработала широкую долину в Амурско-Зейском междуречье. Свое начало она берет в районе Кочегарова хребта у села Новотроицкое Благовещенского района (рисунок 1). По литературным источникам известно, что протяжённость реки около 35 км [1]. Однако маршрутным исследованием нами было установлено, что протяженность речки составляет не более 20 км. Падь Андреиха, по которой она протекает, подвержена торфонакоплению в сочетании с заилением. Верховье реки, шириной не более 2 м, глубиной 0,5 - 1 м, находится на более значительном расстоянии от села Новотроицкое, чем показано на карте. Во многих местах река обмелела, распалась на рукава. Берега речки во многих местах эродированы, в районе с. Игнатьево замусорены. Почти повсеместно вырублены произрастающие ранее в долине реки леса. Разнотравно - вейниковые луга чаще используются не для сенокосов, которые
способствовали бы образованию дернины, задерживающей смыв биогенов и органических веществ, а для выпаса скота. Симоновка впадает в Амур в районе с. Игнатьево, в 22 км выше Благовещенска. Интенсивное антропогенное влияние в бассейне реки оказывает также поселок Аэропорт, сбрасывающий неочищенные коммунально-бытовые стоки.
Чигири - правый приток крупной реки Зея, впадающий в нее в 6 км выше устья (рисунок 1). Долина водотока Чигири - 15 км, площадь бассейна - 81,5 км2 [1]. Четко выраженная собственная долина реки Чигири наблюдается лишь в верхнем и нижнем течениях, в среднем течении в 1974 г. построена плотина. Созданное водохранилище площадью 66 га зарегулировало сток. Ниже плотины водный поток направлен по искусственному каналу. Берега реки на территории города замусорены, в реку стекает ливневая канализация. Эрозионная активность реки высока. Это произошло в связи с усилившимся окультуриванием ландшафта ее бассейна, а также с естественной тенденцией сокращения устьевой части долины за счет смещения устья реки Зея вправо.
Рис. 1. Карта месторасположения рек Симоновка и Чигири
Пробы на реке Симоновка отбирали на двух станциях: выше сёла в районе моста (станция 1) и ниже сёла (станция 2). Пробы на реке Чигири отбирали в 3 точках: перед водохранилищем - станция 1; на пляже водохранилища - станция 2; возле моста, в 50 м перед впадением Чигири в Зею - станция 3. Сроки отбора - 1 декада мая, июля и 3 декада сентября (начало, середина и конец гидрологического лета) 2007 - 2010 гг. За исследуемый период общее количество проб воды составило 540 образцов.
Отбор проб для определения химических показателей проводили пробоотборником по общепринятой методике согласно ГОСТ 51592-2000.
Определения различных гидрохимических показателей проводили согласно известным методикам. Отбор проб на микробиологические показатели проводили в соответствии с требованиями ГОСТ 17.1.5.04-81. В качестве индикаторов загрязнения использовали показатель численности двух групп сапрофитных гетеротрофных бактерий, использующих различные концентрации легкоокисляемых органических веществ. Учет вероятной численности гетеротрофной микрофлоры проводили на жидкой питательной среде Йошимицу-Кимура [5]. Численность микроорганизмов группы фенолокисляющих бактерий определяли на минеральной среде, содержащей 1 мг/л фенола, а микроорганизмов, окисляющих нефтеуглеводороды - на синтетической калиево-дрожжевой среде с добавлением дизельного топлива в концентрации 0,1 %. Первичную обработку полученных результатов роста микроорганизмов в жидких средах проводили с использованием статистических таблиц Мак-Креди. Статистическую, графическую обработку результатов и анализов исследований выполняли с использованием пакета программ «MS Excel».
Результаты исследований и их обсуждение. Для большинства природных вод величина рН зависит, главным образом, от соотношения концентрации угольной кислоты и ее ионов. Активная реакция пределах 6,5 - 8,5 за весь период наблюдений соблюдается для рек Симо-новка и Чигири. Есть тенденция к закислению воды реки Чигири, так как на станции 3 наблюдается снижение рН, что может быть обусловлено накоплением кислых продуктов (таблица 1).
В поверхностных водах содержится железо, как правило, в виде органических комплексных соединений, коллоидов и тонкодисперсных взвесей. Для малых рек Амурской области характерно дождевое питание, сопровождающееся малой минерализацией с преобладанием в воде ионов НСО3-. Наличие гумусированных почв, которые богаты железом, может обуславливать поступление металла в речную сеть вместе со смывом почвы [2]. Зимовец Б. А. и другие исследователи отмечали более высокое содержание ионов железа в воде малых рек по сравнению с более крупными реками. Вода мелких притоков Амура содержит гораздо больше растворенного железа, чем амурская вода и объясняет это связью притоков мелких рек с грунтовыми водами, которые питают их и являются главным источником растворенного железа. [3]. Содержание общего железа в воде составляет 1,5-4 ПДК (таблица 1) и подвержено сезонной динамике. В мае его количество максимальное, ионы железа привносятся за счет поднятия грунтовых вод, содержание общего железа достигает 2-3 ПДК. Летом его количество снижается вероятно потому, что повышается водность рек. В воду р. Чигири на станции 3 железо привносится за счет коррозии железобетонных сооружений.
Таблица 1
Органолептические показатели качества воды
Активная реакция Железо общее, мг/дм3
Хср ± tSx V, % Хср ± tSx V, %
Р. Симоновка Станция 1 7,0+0,08 4 0,56+0,072 40
Станция 2 7,0+0,13 6 0,60+0,087 45
р. Чигири Станция 1 7,2+0,09 3 0,78+0,101 31
Станция 2 7,2+0,15 5 0,65+0,141 53
Станция 3 6,8+0,2 7 1,15+0,186 39
Здесь и далее: Хср - среднее значение из 12 определений; - достоверный интервал для среднего значения; V - коэффициент вариации, %
Биогенные элементы, особенно азот и фосфор, являются ключевыми в понимании проблем эвтрофирования водоемов. Принятыми критическими концентрациями азота и фосфора, включая ортофосфаты, общий азот и растворенный неорганический азот - аммонийный, нитритный и нитратный, во время интенсивного перемешивания вод, при котором создаются потенциальные условия для цветения водоема, являются следующие: для фосфора - 0,01 мг/л, для азота - 0,3 мг/л [4]. Эти условия соблюдаются в исследуемых реках. Содержание аммонийных солей во всех изучаемых водных объектах выше допустимых норм (таблица 2). В р. Симоновка наибольшее содержание аммонийного азота наблюдалось в июле, источником которого явился фитопланктон. В р. Чигири отмечено высокое содержание аммонийного азота за весь период исследований. Рекордно высокие показатели были на станции 1 в мае 2009 г. - 9 ПДК, в сентябре 2009 г. - 20 ПДК, в мае 2010 г. - 32 ПДК. Аммонийные соединения азота поступали с грязными стоками незаконно расположенных теплиц в районе с. Чигири. В 2010 г. теплицы были убраны, но гряз-
ный сток остался. В водохранилище, на станции 2, концентрация соединений аммония уменьшается ввиду эффекта разбавления. Нитриты как промежуточный продукт дальнейшего химического окисления аммонийных солей содержится в природной воде в незначительных количествах - 0,001 - 0,002 мг/л. Концентрация нитритных солей выше 0,005 мг/л указывает на загрязнение рек. Соединения нитритного азота в воде р. Симо-новка присутствуют на уровне ПДК, в воде р. Чигири - 2 ПДК, причем наблюдается пространственная динамика: увеличение содержания на следующих друг за другом станциях. Концентрация нитратов подвержена заметным сезонным колебаниям: минимальная в вегетационный период, она увеличивается осенью и достигает максимума зимой, когда при минимальном потреблении азота происходит разложение органических веществ и переход азота из органических форм в минеральные.
Таблица 2
Содержание биогенных элементов в воде рек Симоновка и Чигири
Показатель ПДК мг/ 3 дм река Симоновка Река Чигири
Станция 1 Станция 2 Станция 1 Станция 2 Станция 3
Хср ±
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.