Содержание к диссертации
Введение
1. Водоросли в системе водоснабжения 8
2. Краткая характеристика системы водоснабжения г. Уфы 37
3. Материал и методика исследования 47
4. Систематическая структура флоры водорослей системы водоснабжения г. Уфы 52
5. Изменение количественных характеристик фитопланктона р. Уфы в системе водоснабжения г. Уфы 92
6. Водоросли как индикаторы качества воды в системе водоснабжения г. Уфы 150
Выводы 165
Список использованной литературы 167
Приложение 1 185
Приложение 2 198
Приложение 3 207
Приложение 4 209
Приложение 5 238
Приложение 6
- Водоросли в системе водоснабжения
- Краткая характеристика системы водоснабжения г. Уфы
- Материал и методика исследования
- Систематическая структура флоры водорослей системы водоснабжения г. Уфы
Введение к работе
Актуальность темы. К качеству питьевой воды предъявляются жесткие гигиенические требования: вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства (Питьевая..., 2002). Максимальное изучение состояния исходной воды является первым шагом для решения проблемы чистой воды (Герасимов, 2001).
Источниками централизованного водоснабжения в России в 68 % случаев являются поверхностные воды, доля подземных - составляет 32 % (Новиков и др., 1997). Практически все водоисточники как поверхностные, так и подземные, подвергаются антропогенному и техногенному воздействию с различной степенью интенсивности (Новиков и др., 1997; Эльпинер, Зекцер, 1999; Демин, 2000; Ибрагимова, 2004). В целом, по России около 30 % источников централизованного водоснабжения не отвечают санитарным правилам и нормам.
Увеличение в водоемах содержания биогенных веществ в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождаемое чрезмерным развитием фитопланктона, называют антропогенным эвтрофированием водоемов (Топа-чевский, Масюк, 1984; Кульский и др., 1986; Рябченко, Горяинова, 1988). При этом водоросли начинают интенсивно размножаться и до определенной степени количественного развития они играют положительную роль в водоемах, способствуя его самоочищению. Однако при возрастающем поступлении в водоем биогенных и органических веществ и продолжающемся развитии водорослей наступает момент, когда развитие приобретает характер «цветения» воды, при котором водоросли становятся фактором самозагрязнения водоема (Успенская, 1966; Коган, 1980; Кульский и др., 1986; Оксиюк, Стольберг, 1986; Вассер и др., 1989). Массовое развитие водорослей может ухудшить органолептические показатели воды, повысить мутность, изменить химический состав воды, оказать механический вред системам водоочистки, поэтому гидробиологический анализ является важным элементом санитарно-гигиенического обследования водоисточников и систем водоснабжения.
Водоросли, в основном, не представляют угрозы для здоровья населения, но их присутствие в питьевой воде нежелательно, так как они выглядят неприглядно с эстетической точки зрения и указывают на то, что обработка воды и состояние систем водоснабжения не отвечают должным требованиям (Руководство..., 1994).
Систематическое изучение водорослей на поверхностных и инфильтра-ционных водозаборах на территории Южного Урала ранее не проводилось, за исключением г. Уфы, где альгологические исследования были выполнены на поверхностном водозаборе с 1995 по 1997 гг. Л. Н. Мартыненковой (1999).
Целью работы было выявление особенностей распространения водорослей в системе водоснабжения в зависимости от типа водозабора - поверхностного или инфильтрационного.
Достижение поставленной цели потребовало решить следующие задачи:
1. Определить и сравнить таксономическую структуру фитопланктона водоисточника, водорослей после двух стадий водоочистки на поверхностном водозаборе и в резервуарах чистой воды (РЧВ) поверхностного и инфильт- рационных водозаборов;
2. Изучить сезонное развитие фитопланктона водоисточника и его влияние на количественные показатели водорослей в водозаборах различного типа, определить эффективность удаления водорослей;
3. Оценить по составу и структуре альгофлоры качество воды источника питьевого водоснабжения; выявить связь между динамикой водорослей и физико-химическими и бактериологическими показателями воды, установить наиболее информативные характеристики водорослей для мониторинга систем водоснабжения.
Научная новизна. Расширены представления о биоразнообразии водорослей для р. Уфы - дополнительно выявлено 160 видов и разновидностей. Показаны возможности оценки класса качества воды по фитопланктону. Определен набор физико-химических и альгологических показателей, которые свидетельствуют об изменении качества воды в водоисточнике. Установлено, что в РЧВ поверхностного водозабора сохраняется видовая структура водорослей, характерная для водоисточника, а в РЧВ инфильтрационных водозаборов повышается роль Bacillariophyta.
Практическая значимость. Обоснована возможность альгологического контроля качества воды и процесса водоочистки, что позволяет оценивать эффективность удаления водорослей на поверхностном водозаборе и при работе естественных фильтрующих пластов. Материалы диссертации могут быть использованы для организации мониторинга качества воды, а также в лекционных курсах по альгологии и систематике низших растений в высших учебных заведениях.
Апробация. Результаты и основные положения работы были представлены на конференциях: «VII Молодежной конференции ботаников в Санкт-Петербурге» в 2000 г.; «Микология и криптогамная ботаника в России: традиции и современность» (Санкт-Петербург, 2000); "Водоснабжение на рубеже столетий» (Уфа, 2001); «Современные проблемы естествознания» (Владимир, 2001); «Актуальные проблемы водохранилищ» (Ярославль, 2002); «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург, 2002); XI съезде Русского ботанического общества «Ботанические исследования в Азиатской России» (Новосибирск-Барнаул, 2003); на 6 международном конгрессе «Вода: экология и технология» (Москва, 2004). IX научно-практическом семинаре «Вопросы аналитического контроля качества воды» (Москва, 2004).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложений. Список литературы включает 176 наименований. Общий объем работы составил 294 страницы, в том числе 166 страниц основного текста, 27 таблиц, 5 рисунков, 6 приложений.
Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю доктору биологических наук, профессору Фаине Борисовне Шкундиной, доктору биологических наук, профессору Руфилю Гафаровичу Минибаеву, доктору биологических наук, профессору Борису Михайловичу Миркину, доктору биологических наук, профессору Григорию Гильмияровичу Кузяхметову, доктору биологических наук, профессору Айрату Римовичу Иш-бирдину, всем преподавателям и сотрудникам кафедры БГУ за помощь и поддержку при выполнении работы.
Работа выполнена на базе Центральной лаборатории МУП «Уфаводока-нал». Автор выражает искреннюю благодарность за поддержку и помощь в работе техническому директору МУП «Уфаводоканал» Льву Исаакиевичу Кантору, руководителю Центра аналитического контроля качества воды Игорю Александровичу Мельницкому, начальнику Центральной лаборатории Наталье Владимировне Трухановой, начальнику отдела микробиологических исследований Римме Фаритовне Майтовой, инженеру отдела физико-химических исследований Светлане Леонидовне Романовской и всему коллективу ЦАККВ.
Водоросли в системе водоснабжения
Исследование многих систем водоснабжения показало наличие в них водорослей, червей, моллюсков, ракообразных, личинок насекомых (Руководство... 1986; Сипко, 1995; Australian..., 1996; Рябченко и др., 2002). Хотя многие животные являются показателями чистой воды, их присутствие у большинства населения вызывает отвращение и сомнение в доброкачественности воды (Марзеев, Жаботинский, 1979; Рябченко, Горяинова, 1988; Руководство..., 1994). Высокая численность таких организмов свидетельствует о недостаточно эффективной работе водоочистных сооружений. Кроме того, многие станции водоподготовки не рассчитаны на такую нагрузку (Журба, 2002; Красовский, Егорова, 2002).
Интенсивное развитие водорослей серьезно осложняет работу водопроводных станций (Кирпенко и др., 1977; Кульский и др., 1986; Оксиюк, Стольберг, 1986). При этом если на станции не предусмотрены флокуляция и отстаи вание речной воды, фильтры очень быстро забиваются (Технические..., 1983). Но и в другом случае при изобилии в воде крупных водорослей, они могут покрыть (засорить) поверхность песчаных фильтров, образовав биопленку, что в свою очередь, сокращает скорость фильтрации, появляется необходимость частой обратной промывки, увеличивается расход промывных вод, превышающий объем очищенной воды. Время фильтрации может сократиться от 50 часов до 5 во время «цветения» водоема (Коврижных, Козарский, 1983; Технические..., 1983), число промывок может возрасти до 30 раз в сутки (Успенская, 1966).
Среди водорослей, забивающих фильтры, обнаружены Asterionella, Cyclotella, Diatoma, Fragilaria, Melosira, Navicula, Synedra, Dinobryon, Chroococ-cus, Tribonema, Chlorella, Closterium, Spyrogira, Pediastrum, Tribonema, Anabaena, Rivularia, Oscillatoria, Trachelomonas и др. Большинство из них образуют колонии, что способствует их накоплению на фильтрах, и в дальнейшем, к их засорению, например, Asterionella, Diatoma, Pediastrum. Некоторые диатомовые способны расти на стенах резервуаров, например, водоросли из родов Ach-nanthes, Gomphonema, Cymbella. При неблагоприятных условиях существует вероятность их отрыва и попадания на фильтры (Palmer, 1980; Технические..., 1983; Problem..., 1995). Многие водоросли с небольшим диаметром клеток или обладающие активным движением проходят через фильтры и дальше распространяются по системе водоснабжения. Фильтры также могут кольматировать-ся газами, выделяемыми фитопланктоном, в частности кислородом, тем самым, осложнив процесс отстаивания (Технические..., 1983).
Кроме того, что водоросли вызывают осложнения в работе фильтров, выжившие организмы могут прикрепиться к поверхности водоочистных сооружений и чем поверхность менее гладкая, тем больше вероятности задержания на ней микроорганизмов. Большую роль в этом играет медленный ток воды и наличие застойных зон. Следует также отметить, что при отмирании водоросли способны стать субстратом для роста бактерий, грибов и других организмов, проникших сквозь фильтр.
Установлено (Рябченко, Горяинова, 1988; Codony et. al., 2003), что в обрастаниях на стенах резервуаров, на дне, наряду с органическим детритом, обнаруживаются жизнеспособные представители зоо- и фитопланктона, черви, различные бактерии (бактерии, аккумулирующие соединения железа, серы, марганца, а также нитрификаторы и денитрификаторы, псевдомонады, актино-мицеты), дрожжеподобные и плесневые грибы и др. В. И. Успенская указывает (1966), что одной из сопутствующих бактерий у актиномицетов и сине-зеленых водорослей является Pseudomonas.
Отмечается (Рябченко, Горяинова, 1988), что «за 1 год эксплуатации резервуаров с чистой водой на водопроводах с поверхностными водоисточниками количество органических веществ (по сухому остатку) на внутренних поверхностях стен и перегородок может достигать нескольких десятков граммов на 1 м поверхности, в резервуарах с подземной водой - на порядок ниже. В резервуарах с поверхностной водой высота слоя обрастаний достигает 5 мм. Обрастания имеют маслянистую консистенцию, буровато-зеленый цвет, в некоторых местах - коричневатый с черными прослойками. В летне-осенний период в обрастаниях содержатся живые диатомовые водоросли, жгутиковые, коловратки, часто встречаются нематоды, серобактерии, одноклеточные и нитчатые формы железобактерий, а также разложившиеся остатки водорослей - зеленых и сине-зеленых. Нередки случаи массового развития в донных отложениях резервуаров личинок насекомых (в частности, комаров) и вынос их в распределительную сеть». Доказано, что многие водоросли, выжив в системе водоснабжения, переходят к гетеротрофному типу питания (Codony et al., 2003).
Кроме того, что микроорганизмы, образующие обрастания внутренних поверхностей водоводов в системах транспортирования питьевой воды не только отрицательно влияют на ее качество, но и принимают активное участие в разрушительных коррозионных процессах (Олейник, Свентецкий, 2000). Обследование таких систем показало, что под слоем наростов, образованных чаще всего железоокисляющими микроорганизмами, в зонах анаэробиоза развиваются сульфатредуцирующие бактерии, факультативно-анаэробные сульфидоб 13 разователи, нитратредуцирующие микроорганизмы (Балашова, Горяинова, 1991). Например, Е. coli (кишечная палочка) способна к сероредукции с образованием сероводорода до 200 мг/л. Исследование систем технического водоснабжения доказало (Олейник, Свентецкий, 2000), что первыми поселенцами и основным компонентом обрастаний твердых поверхностей закрытых трубопроводов и водоподготовительных установок являются бактерии, благодаря их способности к адгезии. Адгезированные на твердых поверхностях микроорганизмы обладают повышенной метаболической активностью и жизнеспособностью, которая не исчезает после применения различных методов уничтожения обрастаний. Кроме бактерий, в обрастаниях анионита были обнаружены водоросли (анкистродесмус, педиаструм, нитчатые водоросли, центрические диато-меи) и простейшие (Олейник, Свентецкий, 2000).
Краткая характеристика системы водоснабжения г. Уфы
Город Уфа расположен в пределах восточной окраины Русской платформы, где ее кристаллический фундамент перекрыт мощным чехлом осадочных пород. Рельеф города определяется рельефом Бельско-Уфимского водораздельного увала, который с трех сторон окружен широкими и глубокими долинами рек Белой и Уфы (Ишбирдина, Ишбирдин, 1993). Расположенный между руслами рек участок в пределах города, называется «Уфимским полуостровом» (Гареев, 2001).
Основным источником питьевого водоснабжения г. Уфы является река Уфа. Это вторая по величине река Башкортостана, главный приток р. Белой. Река Уфа впадает в р. Белую выше города, огибая ее территорию с восточной и юго-восточной сторон (Гареев, 2001). Река Уфа имеет длину 918 км, площадь водосбора составляет 53 100 км . Количество притоков с длиной менее 10 км достигает 285 и около 29 притоков, протекающих по территории республики Башкортостан, имеют длину более 10 км. Самыми крупными из них являются реки: Ай (549 км), Юрюзань (424 км), Тюй (193 км), Уса (126 км).
Исток реки Уфы начинается от небольшого озера «Уфимское» на северовосточном склоне горы Юрма в Челябинской области. Здесь река имеет преимущественно северное, северо-западное направление течения. Затем река Уфа проходит по территории Свердловской области, где в виде полукруга огибает ряд южных ее районов, в дальнейшем приобретая общее юго-западное и южное направление, что характерно для участка реки находящегося в пределах Башкортостана. Долина реки в верховьях, в основном, трапецеидальная, местами V-образная. В пределах Уфимского плато она узкая, с крутыми и высокими склонами. На этом участке, на расстоянии 170 км от устья, в конце 50-х гг. было построено Павловское водохранилище с ГЭС. Длина водохранилища составляет примерно 120 км, объем - около 1,41 км . Нижнее течение реки от села Красная Горка располагается в пределах Прибельского понижения. Ширина русла местами достигает 400 м. Извилистость реки небольшая (Гареев, 2001). Долина р. Уфы в основном сложена каменноугольными пермскими породами (Романовская, Глебов, 2002). Бассейн реки входит в лесную зону. В почвенном покрове преобладают серые лесные почвы. Питание реки осуществляется в основном снеговыми талыми и дождевыми водами, а также грунтовыми водами.
На качество воды реки сильно влияет хозяйственная деятельность человека, так как река Уфа является не только источником хозяйственно-питьевого водоснабжения, но и используется для судоходства, рыболовства, в рекреационных целях и как источник гидроэнергии (Павловское ГЭС). Регион характеризуется наличием большого количества промышленных предприятий нефтеперерабатывающего и нефтехимического профиля. Из Свердловской и Челябинской областей на территорию республики р. Уфа поступает загрязненной сточными водами промышленных объектов городов Нязепетровск, Михай-ловск, Красноуфимск. Загрязнены также притоки р. Уфы: Ай и Юрюзань -стоками городов и поселков Челябинской области (Гареев, 2001).
Решающее влияние на уровень реки ниже плотины и на качество воды оказывает работа Павловской ГЭС, обуславливающая ее питание на 80 % (Романовская и др., 2004). Само водохранилище также испытывает значительное влияние сельского хозяйства, лесной промышленности. Отмечается, что река Уфа, от с. Караидель до пгт. Павловка, загрязнена аммонийным азотом, нефтепродуктами и фенолами (Гареев, 2001). Существенное влияние на качество воды оказывают и атмосферные осадки (Романовская и др., 2004).
Наиболее крупным водозабором г. Уфы является Южный (ЮВ), расположенный в 3 км от устья реки (рис. 2). Южный водопровод введен в эксплуатацию в 1955 году. Водозаборные сооружения находятся на правобережной надпойменной террасе долины реки, где она делает петлеобразный поворот радиусом 750 метров, так называемая Терегуловская излучина. Общая протяженность берега в пределах водозабора более 5 км. Скважины расположены в 3 ряда на расстоянии 50-200 метров от берега реки. Более 80 % воды в скважины поступает путем инфильтрации из реки, поэтому качество воды из скважин в первую очередь определяется качеством воды р. Уфы (Вождаева и др., 2001). Ввиду географического расположения города на возвышенности между двух рек, перепад высот и значительная протяженность обусловили создание многозонной схемы водоснабжения. Зоны водоснабжения имеют 14 насосных станций второго и третьего подъемов. На втором подъеме ЮВ находятся машинные залы насосных станций, где осуществляется хлорирование воды. Затем вода подается в резервуары 3-го подъема, откуда поступает в распределительную водопроводную сеть данного водопровода.
Вторым по мощности инфильтрационным водозабором г. Уфы является Северный, расположенный примерно в 36 км от устья. Это самый старый водопровод города, введенный в эксплуатацию в 1939 г. В настоящее время забор воды осуществляется из скважин и лучевых водосборов. Лучевой водозабор представляет собой шахту диаметром 8 метров и глубиной 20 метров. Из нижней части шахты под русло реки уходят перфорированные трубы диаметром 400 мм, которые устраиваются путем продавливания грунта. Трубы в виде 5 лучей тянутся на 25 метров. Речная вода, фильтруясь через гравийно-галечные отложения, попадает в трубы-лучи, а из них - в шахту, откуда насосами подается в резервуары чистой воды.
Пуск 1-ой очереди Изякского водопровода произошел в 1986 г, второй - в 1989 г. В настоящее время эксплуатируется 54 скважины, подающих около 50 тыс. куб. м3 воды в сутки. На отдельной площадке (подъем II) расположен напорный резервуар чистой воды. Шакшинский водопровод введен в эксплуатацию в 1977 г. Демский водопровод обеспечивает водой Демский район г. Уфы, расположенный отдельно от основной части города на левом берегу р. Белой.
Вода инфильтрационных водозаборов проходит стадию обеззараживания жидким хлором, на Шакшинском - применяется обработка воды ультрафиолетовым облучением.
Обеззараживание воды является главным барьером на пути передачи водных инфекций. Из существующих способов обеззараживания в мировой практике коммунального водоснабжения наибольшее распространение получило хлорирование (Гончарук, Потапченко, 1998; Авчинников, 2001). Хлор обладает широким спектром антимикробного действия, легко дозируется и контролируется и является одним из недорогих способов. Но хлорирование имеет недостатки: по отношению к вирусам малоэффективно, при взаимодействии с органическими веществами образуются хлорорганические соединения, вредные для здоровья. В настоящее время ведутся многочисленные поиски альтернативы хлорированию, которая, скорее всего, будет предусматривать комбинированные способы, когда применение соединений хлора будет происходить в сочетании с другими методами, например, хлорирование с УФО, или с озоном (Терентьев и др., 2002). Так, в системе водоснабжения г. Уфы на Северном ковшовом водозаборе в конце 2003 г. внедрено сочетание хлорирования с УФО.
Материал и методика исследования
Материалом для настоящей работы послужили пробы воды из водоисточника и питьевой воды перед поступлением в распределительную сеть, отобранные в период с 2000 по 2003 гг. Кроме того, с 2002 года на поверхностном водозаборе начато изучение изменения количественных показателей водорослей в процессе водоподготовки: после первой и второй ступеней очистки. Пробы для исследования фитопланктона р. Уфы отбирались в районе трех водозаборов, расположенных вниз по течению: Изякского, Северного ковшового и Южного. Отбор проб питьевой воды осуществлялся в резервуарах чистой воды всех водозаборов, питающихся водой р. Уфы: Изякского, Северного ковшового, Северного (инфильтрационного), Шакшинского, в трех РЧВ Южного водопровода. Всего изучено 663 пробы: из них 215 - речной воды, 380 - питьевой воды и 68 - с технологической схемы водоочистки. Отбор проб проводился еженедельно с определенного водопровода, т.е. не менее 1 раза в месяц на каждом водопроводе. Иногда отбор был более частым, например, в 2000 году на Южном водопроводе: до 4-5 раз в месяц. На предприятии МУЛ «Уфаводоканал» отбор проб воды ведется специально обученным персоналом.
Обработка проб осуществлялась по стандартной методике (Федоров, 1979; Топачевский, Масюк, 1984; Вассер и др., 1989). Для изучения водорослей исследуемая вода отбиралась объемом 0,5-1,0 л в темную стеклянную тару. Так как невозможно учесть все организмы пробы, в связи с этим для создания более благоприятной для учета водорослей плотности необходимо сконцентрировать пробу до определенного объема. Сгущение в данном случае проводилось методом мембранной фильтрации, получившим широкое применение в гидробиологии. Фильтрацию проводят под вакуумом в воронке с пористым дном, на который укладывают мембранный фильтр. Воду фильтруют до момента, когда жидкости над осадком уже нет, но фильтр еще остается влажным. Затем планктон осторожно смывают с фильтра мягкой кисточкой в небольшой флакон, где находится часть исследуемой воды объемом 2,5-5 мл. Метод мембранной фильтрации способствует быстрой концентрации проб и дает возможность просматривать фитопланктон в живом состоянии. Для предохранения клеток водорослей от разрушения в течение длительного времени в качестве консерванта использовался формалин (40-процентный раствор формальдегида), нейтрализованный СаСОз. Формалин добавлялся из расчета 2 мл на 100 мл исходной воды. Изучение видового состава, а также численности и биомассы водорослей проводился с помощью микроскопа при увеличениях 20х, 40х. Для количественной обработки применялась счетная камера «Нажотта» объемом 0,01 см . Камера имеет высоту 0,01 см и площадь 1см . Она разделена на 40 продольных полос. Перед наполнением камеры, проба тщательно и осторожно перемешивается и с помощью пипетки одна-две капли фильтрата вносится в камеру, которая затем накрывается покровным стеклом. Пробе дается осесть в течение нескольких минут. Вначале камера полностью просматривается при малом увеличении для учета крупных форм, затем ведется подсчет клеток водорослей при большом увеличении в определенном числе полос, при невысокой численности во всей камере, таким образом, просматриваются не менее 3 камер. Подсчитывают под микроскопом организмы каждого встреченного вида, для окончательной оценки рассчитывается среднее число особей, обнаруженных во всех вариантах, и делают пересчет на весь объем пробы. В. Д. Федоровым (1979) установлено, что для 20 %-ной точности необходимо просчитать 3000 клеток, например, при количестве водорослей равной 1000 особей в пробе, просчитывается три камеры. По мнению других авторов (Кожова, Мельник, 1978) для достоверного определения количества водорослей при их плотности, исчисляемого тысячами в 1 л, за минимальное число организмов можно принять около 200 экземпляров. Минимум просчитанных клеток должен составлять не менее 10 % от числа клеток, содержащихся в литре, т. е. минимальное число зависит от плотности организмов в водоеме и соответственно - в пробе. В результате тщательного статистического анализа было показано, что верхний предел счета из удобства обработки можно ограничить величиной порядка 1000 экз., оптимальным можно считать число, равное 100 экземплярам при 20 % ошибки и 400 49 при 10 %, минимальным - не менее 25 (ошибка 40 %) (Кожова, Мельник, 1978). В настоящей работе возможные отклонения от генерального среднего при разной плотности организмов и количестве порций на 5%-ном доверительном уровне не превышают 20 %, что является приемлемым при необходимости жестких требований к определению точности.
Размеры клеток водорослей могут быть важным систематическим признаком. Клетки измеряют с помощью окуляр-микрометра. В основе вычисления биомассы лежит определение объема клеток различных видов водорослей. Форма клеток приравнивается к близкому геометрическому телу и по формулам, известным из стереометрии, вычисляют их объем. Плотность (удельный вес) водорослей принимают равной единице, поэтому общая биомасса фитопланктона численно равна его общему объему. Большинство массовых видов водорослей имеет форму шара, цилиндра, эллипсоида или двух конусов. Для вычисления объемов тел водорослей составлены формулы, приведенные во многих работах (Руководство..., 1992; Методы..., 2003).
Для определения видовой принадлежности водорослей использовались широко распространенные, а также изданные в Башкирском госуниверситете, определители (Забелина и др., 1951; Голлербах и др., 1953; Курсанов и др., 1953; Дедусенко-Щеголева и др., 1959; Дедусенко-Щеголева, Голлербах, 1962; Комаренко, Васильева, 1975; Комаренко, Васильева, 1978; Мошкова, Голлер-бах, 1986; Царенко, 1990; Кузяхметов и др., 1995; Минибаев и др., 2003). Систематический список водорослей приведен в соответствии с современной систематикой, наиболее полно раскрытой в конспектах флор Украины и Монголии (Разнообразие..., 2000; Дорофеюк, Цэцэгмаа, 2002), а отдел Bacillariophyta, дополнительно, по зарубежным определителям (Krammer, Lange-Bertalot, 1986; Hartley, 1996; Lange-Bertalot, 2001; Krammer, 2002). Систематика водорослей отдела Cyanophyta, принятая в конспектах вышеназванных флор сделана с использованием работ Аногностидиса, Комарека, а отдела Bacillariophyta - по наиболее современной системе Раунда и др.
Для формальной характеристики видовой структуры сообществ нами использованы индексы видового разнообразия, по которым в ряде случаев можно судить о состоянии сообщества.
Систематическая структура флоры водорослей системы водоснабжения г. Уфы
Класс Coscinodiscophyceae включает 3 порядка, 3 семейства, 4 рода и 8 видов. К семейству Stephanodiscaceae относятся роды Stephanodiscus и Cyclotella, содержащие по 2 вида. Семейство Aulacoseiraceae представлено родом Aulacoseira и 2 видами. Род Melosira из одноименного семейства содержит 2 вида, один из которых был определен до рода.
Отдел Chlorophyta является вторым по видовому разнообразию водорослей планктона р. Уфы и составляет 31 % от общего видового состава. Зеленые водоросли представлены 80 видами, разновидностями и формами из 42 родов, 19 семейств, 7 порядков, 2 классов.
Класс Chlorococcophyceae (хлорококковые) включает 69 видов и разновидностей из 38 родов, 16 семейств и 5 порядков. Лидирующее место по видовому разнообразию среди порядков занимает Chlorococcales, представленный 11 семействами, сформированными 57 видами из 29 родов, что составляет 69 % от общего количества родов среди зеленых водорослей. Chlorococcales — один из самых многочисленных порядков зеленых водорослей (1200 видов) (Царен ко, 1990). Остальные порядки менее разнообразны, число семейств в альгофло ре р. Уфы не превышает 2, количество родов колеблется в пределах 1 — 4, а число видовых и внутривидовых таксонов составляет не более 10. «Ведущим» семейством среди порядка Хлорококковых является Scenedesmaceae (10 родов, 23 вида). Другие семейства представлены значительно меньшим числом родов и видов, например: Selenastraceae (4 рода, 7 видов), Oocystaceae (2 рода, 6 ви дов), Hydrodictyaceae (1 род, 5 видов), Chlorococcaceae (3 рода, 4 вида), Chlorel laceae (2 рода, 4 вида). Как установлено П. М. Царенко (2000), во флоре хлоро кокковых любого региона, особенно из северного полушария, господствуют семейства Scenedesmaceae, Oocystaceae и Selenastraceae. Семейство Scenedes maceae занимает первое место практически во всех рассмотренных флористаческих районах (Царенко, 2000). В Южном полушарии значимость семейств Oocystaceae и Selenastraceae снижается, место ведущих занимает Hydrodictya-сеае.
Из ведущего семейства Scenedesmaceae в альгофлоре р. Уфы по видовому разнообразию лидируют роды Scenedesmus (9 видов), Pediastrum (5 видов), Monoraphidium (4 вида), что соответствует общемировым показателям. По данным П. М. Царенко (1990), наиболее богато из хлорококковых водорослей в реках представлены роды Scenedesmus, Pediastrum, Monoraphidium, Oocystis, Kirchneriella, Tetrastrum, Characium, Dictyosphaerium, Lagerheimia. Род Scenedesmus является самым многочисленным по количеству видов и внутривидовых таксонов среди хлорококковых водорослей мира (свыше 200 видов, представленных около 1000 разновидностями и формами). Установлена тенденция увеличения видового разнообразия рода Scenedesmus в пределах умеренного климатического пояса Европы и значительное снижение в южном и восточном направлениях (Царенко, 2000). Род Pediastrum содержит 350 таксонов видового и внутривидового ранга, из которых две трети отмечены на территории бывшего Советского Союза (Царенко, 1990). Во флоре Украины, кроме рода Scenedesmus, по многообразию форм выделяются роды Oocystis, Characium, Pediastrum, Monoraphidium и Lagerheimia (Царенко, 2000).
Представители класса Conjugatophyceae относятся к 11 видам и разновидностям из 4 родов, 3 семейств и 2 порядков. Порядок Desmidiales включает 2 семейства, 3 рода и 10 видов. Данный порядок является вторым по видовому разнообразию среди зеленых водорослей. Ведущие роды порядка Closterium и Cosmarium содержат по 4 вида. Из порядка Zygnematales выявлен 1 вид.
Систематический список сине-зеленых водорослей (цианобактерий) включает 2 класса, 3 порядка, 6 семейств, 17 родов, 33 вида. В видовом составе фитопланктона доля сине-зеленых водорослей равна 13 %.
Класс Chroococcophyceae (Хроококковые) представлен одноименным порядком, 2 семействами, 10 родами, 15 видами. Наибольшим разнообразием в фитопланктоне обладает семейство Microcystaceae, образованное 13 видами из 9 родов. На уровне родов следует отметить род Merismopedia, который содержит 4 вида, остальные насчитывают по 1-2 вида.
Из класса Гормогониевые (Honnogoniophyceae) определено 18 видов, принадлежащих 7 родам, 4 семействам, 2 порядкам. Род Phormidium из семейства Phonnidiaceae порядка Oscillatoriales является наиболее богатым по числу видов (6 видов). Семейство Oscillatoriaceae представлено 4 видами из 2 родов, среди которых необходимо отметить род Oscillatoria (3 вида). Из двух родов семейства Nostocaceae и одноименного порядка род Anabaena является более разнообразным (4 вида), род Aphanizomenon оказался монотипным, т.е. представлен 1 видом.
Остальные отделы вносят незначительный вклад в видовое разнообразие фитопланктона, составляя в сумме 2,3 % от общего числа видов водорослей планктона.
Динофитовые водоросли представлены классом Dinophyceae, порядком Peridiniales, одноименным семейством, 2 родами Peridinium и Ceratium, содержащими по 1 виду.
Отдел Euglenophyta образован 2 видами из родов Phacus и Trachelomonas семейства Euglenaceae одноименных порядка и класса. Золотистые водоросли представлены классом Heterochrysophyceae, порядком Chrysomonadales, сходным по названию семейством, родом Dynobryon, содержащим 1 вид.
