Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Физико-географическая характеристика места исследования 7
Глава 2. Обзор литературы по экологическому состоянию природной среды, приуроченной к бассейнам малых рек 14
2.1 Современное состояние проблемы локального загрязнения природных вод сельских населенных пунктов 14
2.2 Влияние загрязнения вод на здоровье человека 26
2.3 Анализ современных сведений об экологическом состоянии природных вод по результатам гидрохимического и биоэкологического мониторинга 30
Глава 3. Материалы и методы исследования 38
3.1. Методы гидрохимических исследований 38
3.2. Методы изучения перифитона р. Девицы 39
3.3. Методика оценки рисков для здоровья, обусловленных качеством питьевой воды 44
Глава 4. Характеристика перифитона реки Девицы (бассейн Верхнего Дона) 49
4.1 Оценка качества воды р. Девицы по показаниям микроперифитона искусственных субстратов 49
4.2 Оценка экологического состояния р. Девицы по сообществам макрозооперифитона искусственных субстратов в 2010 году 63
4.3 Оценка экологического состояния р. Девицы по показателям макрозооперифитона искусственных субстратов в 2011 году 73
4.4 Сукцессии сообществ макрозооперифитона искусственных субстратов р. Девицы в 2011 году 87
4.5 Динамика информационных показателей макрозооперифитона искусственных субстратов в 2010-2011 годах 99
Глава 5. Анализ гидрохимического состава и качества воды реки Девицы 106
Глава 6. Санитарно-гигиеническое состояние системы водопользования населения бассейна реки Девицы и оценка риска для здоровья, обусловленного качеством питьевой воды 116
Выводы 132
Литература 134
Приложение 164
- Современное состояние проблемы локального загрязнения природных вод сельских населенных пунктов
- Оценка качества воды р. Девицы по показаниям микроперифитона искусственных субстратов
- Сукцессии сообществ макрозооперифитона искусственных субстратов р. Девицы в 2011 году
- Санитарно-гигиеническое состояние системы водопользования населения бассейна реки Девицы и оценка риска для здоровья, обусловленного качеством питьевой воды
Введение к работе
Актуальность темы. Снижение негативного влияния на природную среду, в частности, поверхностные воды - актуальная экологическая задача современности. В условиях возрастающей антропогенной нагрузки на малые реки необходим постоянный контроль за качеством их вод, на основе которого возможна оптимизация состояния водотоков, их использования.
Система мониторинга поверхностных вод в Российской Федерации остается преимущественно ориентированной на определение качества воды по ее химическому составу. В данной ситуации сочетание гидрохимических и биологических показателей для оценки экологического состояния водоемов является наиболее целесообразным и дает более объективную оценку качества вод (Шуйский, 2002).
В мировой практике большое внимание уделяется разностороннему изучению перифитона водотоков (Biggs,1985-2000; Kiffiiey, 2000; Azim, 2005), не только его структурно-динамического аспекта, но и в качестве органического депо, определяющего направления трофических цепей. Активно исследуется перифитон и в России (Морозова, 2010). В соответствии с современной отечественной литературой (Скальская, 2002; Шарапова, 2007 и др.), именно перифитон наиболее адекватно отражает качество вод. Особую значимость он имеет в условиях быстрого течения водотока.
Вместе с тем, изучая качество природных вод, следует иметь в виду, что их загрязнение обусловливает ухудшение состояния здоровья человека (Ревич, 2001; Онищенко, 2002). В данной ситуации показателем их качества может служить экологический риск, связанный со здоровьем человека.
Вышесказанное инициировало поиск нами оптимальных параметров контроля, позволяющих объективно оценивать влияние локальных загрязнений на качество природных вод (гидрохимический анализ, биоиндикация поверхностных вод, оценка экологического риска).
Цель работы - выявление путей оптимизации контроля экологического состояния вод малой реки бассейна Верхнего Дона.
Задачи:
-
Выявить таксономический состав перифитона искусственных субстратов р. Девицы, его информационно-доминантную и трофическую структуру.
-
Выявить индикаторные организмы перифитона искусственных субстратов, реагирующие на изменение химического состава воды исследуемого участка реки.
-
На основе данных гидрохимического и гидробиологического мониторинга определить класс качества вод.
-
Оценить экологический риск для здоровья жителей населенных пунктов бассейна р. Девицы, связанный с загрязнением природных вод,
как информативный диагностический критерий, определяющий неотложность мероприятий по оптимизации экологического состояния водоема.
Научная новизна. Исследован перифитон искусственных субстратов малой р. Девицы, выявлены типичные виды гидробионтов и виды-индикаторы этого водоема, рассмотрены сукцессионные процессы в сообществе перифитона на разных типах искусственных субстратов, избирательность их заселения организмами зооперифитона. Дана экологическая характеристика р. Девицы как малой реки бассейна Верхнего Дона. Вьивлены гидрохимические параметры и возможные экологические риски для здоровья населения, обусловленные качеством питьевой воды.
Теоретическая значимость: оптимизация приоритетных природоохранных направлений экологии.
Практическая значимость. В процессе поиска оптимальных путей анализа экологического состояния природной среды (на примере малой реки) выявлены таксономические группы и сообщества перифитона, виды-индикаторы загрязнения р. Девицы, что дает возможность использовать их при проведении оценки качества данного водоема. Результаты работы используются в учебном процессе Воронежского государственного университета инженерных технологий при изучении дисциплины «Экологический мониторинг»; в Воронежском государственном университете в курсе «Экология».
Апробация работы. Осуществлялась путем участия в работе конференций разного уровня, в том числе с международным участием: «Вода - основа жизни, природы и экономики» (Воронеж, 2005); ежегодной отчетной Научной конференции Воронежской государственной технологической академии (Воронеж, 2005, 2006, 2007, 2008); «Экологические аспекты региона» (Воронеж, 2009); «Проблемы и перспективы экологической безопасности» (Воронеж, 2010); «Современные достижения науки» (Баку, 2010); «Экологические проблемы природных и антропогенных территорий» (Чебоксары, 2011); «Современные проблемы зоологии позвоночных и паразитологии» (Воронеж, 2011); «Экологические проблемы города Воронежа и перспективы их решения» (Воронеж, 2011), ежегодной Научно-исследовательской конференции Воронежского государственного университета (Воронеж, 2011).
Положения, выносимые на защиту:
-
Высокую информативность по выявлению состава гидробионтов малой реки дает перифитон искусственных субстратов, способствующий формированию различных сообществ, особенно для рек с быстрым течением.
-
Таксономический состав перифитона р. Девицы, его информационно-доминантная и трофическая структура зависят от типа искусственных субстратов.
-
Наблюдения за динамикой смены перифитонных сообществ с помощью искусственных субстратов позволяют определить уровень загрязнения воды в конкретном временном диапазоне.
-
Для оптимизации контроля состояния воды важными являются такие показатели гидрохимического анализа как БПКз, NH4 , NO3", РО4 "
-
Важной составляющей оптимального контроля за состоянием вод является установление уровня риска для здоровья населения, обусловленного качеством питьевой воды.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 статей, в том числе 3 статьи в изданиях, включенных в перечень научных изданий и журналов, рекомендуемых ВАК РФ.
Личный вклад автора составляет 85 %.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 6 глав, выводов, списка литературы, включающего 235 источников (из них 50 на иностранных языках) и приложения. Она изложена на 160 страницах, содержит 49 таблиц и 29 рисунков (в основном тексте).
Современное состояние проблемы локального загрязнения природных вод сельских населенных пунктов
Проблема загрязнения природных вод в настоящее время приобрела глобальный характер. Под воздействием вредных веществ, поступающих в водоемы, ухудшается качество воды в них. Несмотря на снижение в последние два десятилетия объемов промышленного и сельскохозяйственного производства, экологическое состояние поверхностных водоемов не претерпело значительных изменений в сторону улучшения.
Значительная часть населения Российской Федерации проживает на малых реках, которые формируют средние и большие реки (Ткачев, 2002). В Российской Федерации насчитывается 2,5 млн. малых рек и ручьев, 127 тыс. из них длиной от 10 до 200 км и общей протяженностью 3004 тыс. км наиболее интенсивно используются в народном хозяйстве.
К малым рекам относятся равнинные водотоки длиной не более 100 км с площадью водосбора менее 2000 км (до 3000 км - в засушливых регионах) (Водогрецкий, 1990, цит. по Ткачев, 2002).
Малые реки - первичные звенья формирования водных ресурсов, со ставляющие большую часть речной системы России. В тесном взаимодействии с другими природными объектами малые реки участвуют в воспроизводстве биотического потенциала территорий; в их руслах, поймах, береговых зонах взаимосвязанно функционирует множество водных и околоводных биоценозов (Ткачев, 2002). Малые речные бассейны весьма чувствительны к антропогенным нагрузкам и, несмотря на достаточно высокую способность к самоочищению воды, отвечают на эти нагрузки негативными изменениями экосистемы, что приводит у ухудшению или ограничению водопользования населением (Григорьева, 2004). Малые реки бассейна Дона составляют гидрологическую основу территории, образуя как бы ее капиллярную систему. Как чувствительный природный компонент, малые реки быстро реагируют на изменения природной среды, что отражается на гидрологическом режиме и качестве воды Дона и его основных притоков. В малых водотоках происходит формирование фоновой составляющей гидрологического состава, на них приходится большая часть подземного стока, несущая основную долю вымываемых растворимых компонентов (Доклад о государственном надзоре ... в 2008 году).
По территории Воронежской области протекает 1197 водотоков суммарной длиной 9705 км. На реки, длиной свыше 25,0 км, приходится всего 15,7 %, или 60 единиц. Среди них 23 реки (1,9 %) длиной от 50,1 до 100,0 км (Курдов, 1984).
К малым рекам бассена Верхнего Дона относится большинство водотоков: Хворостань, Хава, Девица, Ведуга, Икорец, Россошь и другие.
Бассейн Верхнего Дона характеризуется ограниченными водными ресурсами и высокой плотностью населения, что создает напряженную гидроэкологическую обстановку (Болгов, 2002). Качество поверхностных вод бассена Верхнего Дона в значительной степени формируется под влиянием хозяйственной деятельности и, прежде всего, сбросов промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод.
В изменении интенсивности водопотребления в бассейне Верхнего Дона выявлены следующие тенденции: значительное уменьшение общего водозабора и водоотведения (соответственно в 1,75 и 1,5 раза); почти в 2 раза уменьшился общий сброс сточных вод в водные объекты, однако, при этом доля загрязненных и недостаточно очищенных вод значительно увеличилась - их сток вырос в 2 раза (Болгов, 2002).
Высокий уровень загрязненности поверхностных, а в ряде случаев и подземных, водных ресурсов связан с влиянием антропогенных источников загрязнения. К основным источникам загрязнения рек и водоемов относятся: производственные и городские сточные воды, поверхностный сток с пром площадок, населенных мест и сельскохозяйственных угодий, сточные воды агропромышленного комплекса. Роль и доля каждого из перечисленных источников в бассейнах рек неодинакова. По мере расширения строительства и совершенствования очистки производственных и городских сточных вод возрастает значимость поверхностного стока и других неорганизованных источников загрязнения. Количество нефтепродуктов, поступающих в бассейны рек промышленно освоенных районов с поверхностным стоком, в 2-3 раза превышает количество нефтепродуктов, сбрасываемых в те же реки с производственными и городскими сточными водами.
Из суммарного фактического выноса загрязнений в замыкающем створе р. Дон доля контролируемых сбросов загрязнений со сточными водами предприятий и городов по нефтепродуктам составляет 1,9 %, доля расчетного смыва поверхностным стоком со всей территории региона 9,6 %, а остальное количество нефтепродуктов, т.е. 88,5 % поступает из других источников. По показанию ХПК это соотношение составляет: 12 % со сточными водами, 33,5 % с поверхностным стоком и 54,5 % поступает от других источников. По БПК5 -5,2 %, 29,6 % и 65,2 % соответственно. Из приведенных данных следует, что основная масса загрязнений (по вышеперечисленным показателям) поступает в бассейн Верхнего Дона не со сточными водами, а с поверхностным стоком, и из других источников, в том числе нефтепродукты от речных судов, катеров и моторных лодок. Приведенные данные подтверждают также вывод о том, что с поверхностным стоком смывается и попадает в водоем загрязнений больше, чем с очищенными городскими и производственными сточными водами.
Основными загрязняющими веществами поверхностных вод бассейна Верхнего Дона являются: легкоокисляемые (БПК) и трудноокисляемые (ХПК) органические вещества, азот аммонийный и нитритный, нефтепродукты, соединения меди, фосфаты (Доклад о государственном надзоре ... в 2008 году).
Происходящие изменения режима стока и значительные масштабы применения агрохимикатов способствуют выносу и накоплению в водоприемниках биогенных и взвешенных веществ, соединений тяжелых металлов и пестицидов. В результате коренным образом трансформируются экологические ниши традиционных гидробионтов, снижается биологическая продуктивность рек и пойм, их хозяйственное и рекреационное значение (Косолапов, 1996).
Большинство рек сельских населенных пунктов европейской части России относятся к водным объектам культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования, в соответствие с режимом водопользования, определяются нормы их предельно допустимого загрязнения. Несмотря на существующую государственную систему контроля за качеством воды в реках, вклад антропогенных факторов в загрязнение рек сельских населенных пунктов очень высок, в связи с чем, в Российской Федерации в целом и Воронежской области в частности сложилась сложная и неблагоприятная, а в некоторых районах даже острая экологическая обстановка. Существующая неблагоприятная эколого-гигиеническая обстановка предопределяет то, что в литературе широко обсуждается вопрос о влиянии загрязнения окружающей среды на состояние здоровья населения (Ревич, 1995, 2001; Онищенко, 2004; Payment, 2000).
Интенсивное загрязнение природных вод водотоков сельских населенных пунктов обусловлено сбросом в них бытовых продуктов жизнедеятельности человека, органических отходов животноводства, средств интенсификации сельского хозяйства, отходов малых промышленных предприятий. Острота проблемы обусловлена рядом причин, в ряду которых, во-первых, отсутствие очистных сооружений и систем промышленной и бытовой канализации в сельских населенных пунктах, во-вторых, отсутствие системы локального мониторинга за качеством природных вод сельских населенных пунктов.
Под качеством воды в реке понимается характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования (ГОСТ 17.1.3.07-82. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков; ГОСТ 17.1.1.01-77. Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения).
Оценка качества воды и определение нагрузки загрязнения на малые реки необходимы для выявления масштабов загрязнения (изменения) водной среды; суммарного антропогенного воздействия, возможных путей снижения антропогенных нагрузок, что позволит в дальнейшем разработать программы действий, конкретных мероприятий, управленческих решений, с целью их уменьшения (Ланцова, 2001, цит. по Ткачев, 2002).
Оценка качества воды р. Девицы по показаниям микроперифитона искусственных субстратов
Водная экосистема это природный объект, который является единством взаимозависимых среды и обитающей в ней биоты. Поэтому, для того, чтобы охарактеризовать состояние водной экосистемы, необходимо знать показатели воды как среды обитания и показатели биотической (организменной) части экосистемы (Баринова, 2006). Кроме химических параметров, обычно применяемых для оценки качества вод, необходимы биологические методы контроля: на основе биотической оценки природной экосистемы можно описать состояние и дать прогноз ее развития (Булгаков, 2002).
В качестве объекта биоиндикации удобен зооперифитон - ценозы водных беспозвоночных, включенных в сообщества обрастаний различных субстратов. Во многих водоемах, в том числе испытывающих антропогенное влияние, перифитон занимает ключевое положение (Протасов, 2010).
Биоценозы перифитона представляют собой примеры очень динамичных биологических систем, весьма ценное свойство перифитонных сообществ - их приуроченность к субстратам. Для экосистем рек с высокой скоростью течения перифитон - типичное сообщество (Ануфриева, 2003).
Микроперифитон (комплекс бактерий, водорослей, одноклеточных-протистов, некоторых мелких многоклеточных организмов), являясь компонентом водных экосистем, отражает изменения, возникающие под влиянием естественных и антропогенных факторов.
Комплексное изучение структуры и функционирования биогидроценозов невозможно без охвата всех групп организмов в нем обитающих (Эйдукай-тене, 2004).
Биотическая часть экосистемы организована в виде трофической пирамиды, основу которой составляют первичные продуценты. В водной экосистеме это водоросли, которые дают органическое вещество для формирования второго трофического уровня - беспозвоночных консументов (Алимов, 1989).
Исследование предметных стекол, экспонированных в р. Девице в период проведения эксперимента, позволило получить данные о таксономическом составе сформировавшегося перифитонного альгоценоза, выделить доминантные виды (Молоканова, 2011а,б). Таксономический состав диатомовых водорослей представлен в табл. 13. Эколого-географическая характеристика отдельных видов проведена по Бухтияровой (1999), Бариновой (2000, 2006).
В табл. 14 представлена эколого-географическая характеристика пери-фитонных водорослей р. Девицы.
По географической приуроченности большая часть водорослей относится к космополитам, причем в данную группу входят виды доминантного ядра Cocconeis placentula, Navicula gracilis, Navicula lanceolata, Navicula viridula.
По экологической приуроченности большинство, найденных в перифи-тоне видов, относится к планктонно-бентосным организамам.
По отношению к значениям рН подавляющее большинство видов являются алкалифилами.
По отношению к сапробности мезосапробные и олигосапробные организмы представленны практически равноценно. Полисапробных видов в пе-рифитоне, сформировавшемся на предметных стеклах, обнаружено не было.
Структурообразующий комплекс перифитона на предметных стеклах формируется диатомовыми водорослями из класса Bacillariophyceae {Cocconeis placentula, Navicula gracilis, Navicula lanceolata, Navicula viridula, Navicula sp.) (Молоканова и др., 2011). Наибольшим видовым разнообразием характеризуется отдел диатомовых (Bacillariophyta).
В табл. 15 и 16 показано соотношение видов водорослей по степени сапробности в альгофлоре перифитона р. Девицы в 2010-2011 гг., сформировавшегося на искусственных субстратах (предметные стекла).
Индикаторами степени сапробности воды в 2010 г. явились 11 видов водорослей, т.е. 91,7 % от их общего числа. Олигосапробионты представлены 5 видами (41,6 % от общего числа видов), Р-мезосапробионты - тремя видами (25,0 % от общего числа видов). Группы а-мезосапробионтов и ксеносапро-бионтов менее значительны, соответственно два и один вид или 16,7 % и 8,3 % от общего числа видов. В 2010 г. на исследуемом участке р. Девицы степень сапробности воды соответствует олигосапробной зоне, II классу чистоты воды (слабо загрязненная).
Индикаторами степени сапробности воды в 2011 г. явились 17 видов водорослей, т.е. 81,0 % от их общего числа. Олигосапробионты представлены 8 видами или 38,1 % от общего числа видов. Шесть видов относятся к 3-мезосапробионтам, что составляет 28,6 % от общего числа видов.
Группы а-мезосапробионтов (два вида) и ксеносапробионтов (один вид) менее значительны, - 9,5 % и 4,8 % от общего числа видов. Большинство видов водорослей в 2011 г. были отнесены к о, о-(3 и р - сапробам, что соответствует Р-мезосапробной зоне, III классу чистоты воды (умеренно-загрязненная), как и для большинства рек бассейна Верхнего Дона (Анциферова, 2005).
Исследования перифитона искусственных субстратов в течение летнего периода 2010-2011 гг. позволили изучить фауну простейших р. Девицы. Среди простейших особую группу занимают раковинные амебы. Таксономический состав Testacea представлен в табл. 17.
Как показали проведенные исследования, видовой состав перифитона, в частности раковинных амеб (Amoebozoa), достаточно разнообразен.
Из табл. 17 следует, что в реке Девице обнаружено 30 видов раковинных амеб. Среди них и те виды, которые приведены «Кадастре беспозвоночных животных Воронежской области» (2005), и виды, впервые отмечаемые в Воронежской области, в том числе редкие (Arcella megastoma Penard, 1902; Arcella ecavata Cunnigham, 1919; Pexydicula cymbatum Penard, 1902; Cucurbitella dentate Cauthier-Livre et Thomas, 1960; Cenrtopyxis sylvatica (Deflandre, 1929) Bonnet et Thomas, 1955 (C.aerophila sylvatica Deflandre, 1929); Difflugia ampla Rampi, 1850; Difflugia elegans Penard, 1890; D.giganteacuminata (Chardez, 1958) Chardez et Casper, 1984; Difflugia sinuata Cauthier-Livre et Thomas, 1958; Nebela {Argynnia) vitraea Penard, 1899; Nebela rampii Stepanek, 1963; Lesquereusia spiralis (Ehrenberg, 1840) Butshli, 1888 (D.spiralis Ehrenberg, 1840); Lecethium hirsutum (Penard, 1904) Hertwig et Lesser, 1874 {Pamphagus hirsutus Leidy, 1904).
Особенностью сообщества корненожек в р. Девице является высокое разнообразие родов Difflugia и Arcella (Хицова, 2011а; Молоканова, 2011а,б), что характерно для пресноводных водоемов и согласуется с литературными данными (Мазей, 2006б,в; Snegovaya, 2005; Lahr, 2009).
Виды рода Difflugia составляют 40 % от всех видов раковинных амеб, выявленных в реке Девице, но по встречаемости и численности доминирует (как во многих водоемах) Centropyxis aculeate Ehrenberg. Виды рода Arcella составляют 20 % от всех видов раковинных амеб, по встречаемости доминируют виды Arcella vulgaris Ehrenberg. В июле 2010 г. в пробах между стеклами по встречаемости доминировал вид Arcella megastoma Penard (15 экземпляров).
Предполагаем, что разнообразие и обилие раковинных амеб, как и диа-томей, связано с поступлением из фреатических вод кремнезема, формирующегося при глинистых трансформациях (Мильков, 1957; Buric, 2004).
Анализируя известные индексы сапробности раковинных амеб, встречающихся в перифитоне р. Девицы на искусственных субстратах в течение 2010-2011 гг., можно предположить, что исследуемый участок р. Девицы относится к (3-мезосапробной зоне, вода III класса чистоты - умеренно загрязненная.
Сукцессии сообществ макрозооперифитона искусственных субстратов р. Девицы в 2011 году
Была изучена динамика формирования сообществ макрозооперифитона на различных субстратах и их доминантно-информационная структура по пробам, полученным в течение летнего периода 2011 г. (климатические условия в летний период 2011 г. были типичными для Воронежской области, тогда как лето 2010 г. характеризовалось аномально жаркой и сухой погодой).
На древесном субстрате у поверхности в июне (экспозиция 28 дней в реке) было обнаружено 15 видов из 3 семейств. Численность составляла 5400 экз./м , биомасса - 1,42 г/м . Тип сформировавшегося сообщества - хироно-мидный. Доминантный вид - Cricotopus bicinctus, субдоминанты - Thiene-maniella flaviforceps и Cricotopus silvestris - также как и доминантный вид, представители подсемейства Ortocladiinae. У дна в июне на древесном суб-страте выявлено 19 видов из 7 семейств. Численность - 3100 экз./м , биомасса - 2,95 г/м . Тип сообщества - хирономидно-ручейниковое. Доминантными по индеску плотности были вид хирономид семейства Ortocladiinae Thiene-maniella clavicornis и ручейник Hydropsyche pellucidula. Субдоминантами были хирономиды Orthocladius gr. saxicola и ручейник Brachycentrus subnubilis.
В июле, после 56-дневной экспозиции, на древесном субстрате у поверхности число таксонов увеличилось: 27 видов из 9 семейств (самое высокое таксономическое разнообразие за весь период исследований в 2011 г.). Числен-ность сообщества составляла 11500 экз./м , биомасса - 6,75 г/м . Тип сообщества сменился на ручейниково-хирономидное. Ручейник Lype phaeopa доминировал по индексу плотности, сохранял домирующее положение и вид хирономид Cricotopus bicinctus. Субдоминантными были виды Hydroptila sp., представитель наидид Nais communis и личинки хирономид Cricotopus silvestris, Cricotopus cylindraceus. На глубине на древесном субстрате найдено 9 видов из 7 семейств, т.е. число видов уменьшилось по сравнению с июнем. Численность сообщества - 1700 экз./м , биомасса - 2,65 г/м . Тип сообщества изменился и определялся как ручейниковое, с доминирующими по индексу плотности видами ручейников Hydropsyche pellucidula и Lype phaeopa. Субдоминантами выступали ручейник Brachycentrus subnubilis и олигохета Stylaria lacustris.
Информационные индексы макрозооперифитона древесного субстрата приведены в табл. 29.
Информационные показатели сообществ древесного субстрата в июне на глубине и в июле у поверхности показывают благополучный уровень их структуры (Н 4,0 бит/экз.), при этом наиболее оптимально сформирован пе-рифитон древесного субстрата в июле у поверхности. Индекс Маргалефа близок к 3, т.е. в сообществе отмечается высокое видовое разнообразие.
На кирпичном субстрате в июне (экспозия 28 дней) у поверхности выяв-лено 12 видов из 7 семейств, численность составляла 1922,8 экз./м , биомасса-1,13 г/м . Тип сообщества - олигохетно-ручейниковое, с доминированием наи-дид Stylaria lacustris и ручейников Hydropsyche sp. Субдоминанты - поденки Caenis macrura и ручейник Brachycentrus subnubilis. На глубине в июне в сообществе на кирпичном субстрате определено 14 видов из 12 семейств, чис-ленность составила 1384,3 экз./м , биомасса - 1,1135 г/м . В сообществе не было выражено доминирование, превалирующее по индексу плотности - ручейниково-пиявочное. Доминанты - ручейники Hydropsyche angustipennis, Hydropila sp. и пиявка Piscicola geometra, субдоминант - клещ Hydrobathes calliger.
В июле на кирпичном субстрате, после 56-дневной экспозиции, изменяются типы сообществ у поверхности и на глубине. У поверхности выявлено 12 видов из 6 семейств, тип сообщества - поденочное. Численность - 1384,3 экз./м , биомасса - 1,44 г/м . Доминировал по индексу плотности вид Caenis macrura. Субдоминантами являлись хирономиды Ablabesmyia monilis, Potthastia gaedi. На глубине сформировалось олигохетно-поденочное сообщество, с доминирующими видами Stylaria lacustris и Caenis pseudorivulorum. Субдоминанты не выражены. Численность составляла 692,2 экз./м , биомасса -0,83 г/м2.
В августе (экспозиция 86 дней) на кирпичном субстрате у поверхности сформировалось ручейниково-олигохетное сообщество, представленное 19 ви-дами из 13 семейств. Численность составляла 1846,5 экз./м , биомасса - 3,27 г/м . Доминантами были ручейники Brachycentrus subnubilis и олигохеты Stylaria lacustris. Субдоминанты - клещи вида Torrenticola aff. amplexa, пивки Glossiphonia complanata и Erpobdella octoculata, поденки Caenis macrura и ручейник Hydropsyche angustipennis. На глубине на кирпичном субстрате сформировалось олигохетное сообщество, с доминированием по индексу плотности олигохет вида Stylaria lacustris и клещей вида Hygrobathes longipalhis. Субдоминанты выражены не были. Численность - 1615,8 экз./м2, биомасса - 0,57 г/м2.
Информационные индексы макрозооперифитона кирпичного субстрата приведены в табл. 30. Информационные показатели сообществ кирпичного субстрата в течение трех месяцев у поверхности и в течение июля и августа на глубине показывают благополучный уровень их структуры (Н 3,0 бит/экз.), при этом наиболее оптимально сформирован перифитон кирпичного субстрата в августе, когда индекс Маргалефа имеет самые высокие значения. Неблагополучный уровень структуры сообщества наблюдается в июле на глубине (Н 3,а 1).
На битумном субстрате (экспозиция 28 дней) у поверхности обнаружено 9 видов из 4 семейств, на глубине - 15 видов из 6 семейств. Тип сообщества у поверхности и на глубине - хирономидное с доминированием вида Cricotopus bicinctus. У поверхности субдоминантами были хирономиды Rheocricotopus chalybeatus, турбеллярия Polycelis tenuis и олигохеты Stylaria lacustris, субдоминанты — хирономиды Tanytarsus medius, Thienemanniella clavicornis и олиго-хеты Pristina bilobata. Численность составляла 2500 экз./м у поверхности и 4000 экз./м на глубине, биомасса - 1,2 г/м и1,48г/м соответственно.
В июле (экспозиция 56 дней) на битуме у поверхности созранилось хирономидное сообщество, представленное 7 видами из 4 семейств. Численность - 1000 экз./м , биомасса - 0,38 г/м . Доминировали хирономиды вида Virgaanytarsus arduenensis, в качестве субдоминантов выступали хирономиды вида Cricotopus bicinctus и двукрылые Hemerodromyia sp. На глубине произошло изменение типа сообщества на олигохетное, представленное 5 видами из 3 семейств. И доминанты и субдоминанаты были представителями семейства Naididae - Stylaria lacustris и Nais communis соответственно. Численность составляла 2375 экз./м , биомасса - 0,56 г/м .
После 86 дней экспозиции битумных субстратов в р. Девице изменились типы сообществ у поверхности и на глубине - олигохетно-диптероидное и олигохетно-ручейниковое соответственно. Численность у повехности составляла 1687,5 экз./м , биомасса - 0,29 г/м , на глубине численность - 1500 экз./м , биомасса - 1,5 г/м . У поверхности было обнаружено 7 видов из 4 семейств, на глубине - 11 видов из 11 семейств. Доминантыми видами на поверхности были Stylaria lacustris и Hemewdromyia sp., на глубине — Stylaria lacustris и Hydro-psyche angustipennis. Субдоминантами на поверхности были двукрылые Hemewdromyia sp., на глубине - личинки стрекоз Calopteryx splendens.
Информационные индексы макрозооперифитона битумного субстрата приведены в табл. 31.
Санитарно-гигиеническое состояние системы водопользования населения бассейна реки Девицы и оценка риска для здоровья, обусловленного качеством питьевой воды
Водный фонд Семилукского, Нижнедевицкого и Хохольского районов представлен реками, прудами и подземными водами. Открытые водоемы в качестве источника питьевого водоснабжения населения не используются.
Качество воды открытых водоемов на территории этих трех районов контролируется в 4-х мониторинговых точках рекреационных зон силами аккредитованной лаборатории АИЛ филиала ФБУЗ «Центра гигиены и эпидемиологии в Воронежской области» в Семилукском, Нижнедевицком, Хо-хольском районах, а именно:
р. Дон - г. Семилуки;
р. Ведуга - зона отдыха (с. Ендовище);
р. Девица - зона отдыха (мост п. Орлов Лог);
Пруд с. Богоявленка.
Проб воды из открытых водоемов, не отвечающих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям, в 2001-2010 гг. не зарегистрировано. Загрязнения воды открытых водоемов радиоактивными веществами, нефтепродуктами, тяжелыми металлами, а также пестицидами не обнаружено.
Вместе с тем, удельный вес проб воды открытых водоемов, не отвечающих гигиеническим нормативам по бактериологическим показателям, составляет в эти годы от 6,6 до 43,6 %. Наибольший удельный вес проб по бактериологическим показателям отмечен в 2004 г. (43,6 %).
По результатам контроля за 2010 г. 20,0 % проб воды из водоемов не соответствовали требованиям по бактериологическим показателям (табл. 41).
Все нестандартные пробы регистрировались из р. Девицы, где наибольшее превышение гигиенических нормативов по коли-индексу составило 2,4 раза.
В воде открытых водоемов ежегодно выделяется от 20 до 28 % сани-тарно-показательной культуры - неагглютинирующего холероподобного вибриона.
На санитарное состояние и гидрохимический режим водных объектов оказывает влияние отсутствие или неэффективная работа очистных сооружений предприятий промышленности, жилищно-коммунального и сельского хозяйства, а также неочищенные ливневые и талые воды, отсутствие необходимого комплекса систем обеззараживания. Всего на территориях изучаемых районов находится 2 очистных сооружения биологической очистки в п.г.т. Латная, п.г.т. Стрелица, где хозяйственно-бытовые стоки подвергаются обеззараживанию перед выпуском в водные объекты.
Анализ состояния канализационных и очистных сооружений показывает, что во многих населенных пунктах как канализационные, так и очистные сооружения работают неудовлетворительно.
В связи с отсутствием гигиенической и эпидемиологической надежности качества воды открытых водоемов, ТО Управления Роспотребнадзора по Воронежской области в Семилукском, Нижнедевицком, Хохольском районах в 2010 году не рекомендовало населению использование в рекреационных целях организованные места отдыха на реке Девице.
Обеспечение населения питьевой водой является одной из приоритетных проблем, решение которой необходимо для сохранения здоровья, улучшения условий деятельности и повышения уровня жизни.
На государственном санитарно-эпидемиологическом надзоре в 2010 г. находилось 78 водопроводов, из них в сельских поселениях - 61. Все водозаборы района используют подземные водоисточники.
Количество источников централизованного водоснабжения (водозаборных площадок) в целом за последние 5 лет не изменилось (табл. 42).
Превышение показателей качества питьевой воды из разводящей сети по микробиологическим показателям в 2010 году не зарегистрировано.
Превышение показателей качества питьевой воды из разводящей сети по санитарно-химическим показателям зарегистрировано в селе Землянск ООО "Землянский коммунальный центр", в городе Семилуки село Старое, в поселке Латная ООО "Теплоком", в селе Семилуки ПО "Водопотребле ние".
Основными причинами низкого качества питьевой воды на территории районов на протяжении длительного времени являлись: факторы природного характера (повышенное содержание в воде водоносных горизонтов соединений железа, марганца и бора), отсутствие эффективной водоочистки в отношении растворенных вредных химических веществ (нитраты); отсутствие или ненадлежащее состояние зон санитарной охраны водоисточников; высокая изношенность водопроводов и разводящих сетей, приводящая к вторичному загрязнению воды, отсутствие плановых капитальных ремонтов, проведение производственного контроля.
В 2010 г. в сельских поселениях эксплуатировался 61 водопровод. В водопроводах сельских поселений удельный вес проб, не соответствующих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям, составил 10,2 %. По микробиологическим показателям проб, не отвечающих гигиеническим нормативам, не зарегистрировано. Патогенная и условно патогенная флора в воде сельских водопроводов не обнаружена.
Сельское население в большей мере, чем городское, использует питьевую воду из источников нецентрализованного водоснабжения (Молоканова, 20076, 2009) . В 2010 г. 90,9 % источников нецентрализованного водоснабжения (10 из 11) находилось в сельских поселениях. Низкое качество воды по санитарно-химическим показателям зарегистрировано в 57 % исследованных проб, по микробиологическим показателям проб, не отвечающих гигиеническим нормативам не зарегистрировано.
Мониторинг качества питьевой воды проводился в 6 мониторинговых точках контроля из источников централизованного водоснабжения в ежеквартальном режиме и 15 мониторинговых точках разводящей сети ежемесячно.
К числу приоритетных санитарно-химических показателей качества питьевой воды Семилукского района по результатам мониторинга за 2001-2010 гг. относятся железо (максимальное превышение гигиенического норматива - до 17,7 ПДК), марганец (до 1,9 ПДК), нитраты (до 3,8 ПДК), повышенная жесткость (до 1,5 раз), содержание хлоридов (до 1,3 ПДК), фторидов (до 1,7 ПДК), сульфатов (до 1,7 ПДК), минерализация (до 1,2 ПДК), бор (3,6 ПДК).
При этом среднегодовые концентрации не превышают гигиенических нормативов. Такой факт в основном обусловлен тем, что вода от всех подземных источников водоснабжения (скважин) в относительно крупных населенных пунктах поступает в единую водопроводную сеть, которая закольцована, в результате чего вода, поступающая из разных источников, интенсивно смешивается и происходит усреднение концентраций.
Похожие диссертации на Пути оптимизации контроля экологического состояния природных вод в условиях локальных загрязнений : на примере Воронежской области
