Введение к работе
Актуальность темы. Интенсивное развитие на Кольском полуострове предприя тий энергетики, горноперерабатывающей и металлургической промышленности, концентрация их на относительно небольшой территории, несовершенная техно логия очистки юздушных выбросов и сточных вод, рост населения и прочих факторов привели к увеличению количества загрязняющих веществ, поступающих в водоемы, что негативно сказывается на их состоянии. Значительно возросла скорость сукцессионных изменений пресноводных экосистем Кольского Севера (Решетников, 19б4,-1979;1980,- Моисеенко, Яковлев, 1990) . Изучениезакономе-рностейтрансформации субарктических пресноводныхэхосистем Кольского Севера под воздействием антропогенных факторов начаты сравнительно недавно (Решетников, Владимирская, 1964,- Решетников 1979; 1980; 1988; Моисеенко1984,-
1987jl988;- ЙКОКІЄВ, 1982,-1984 ;1987;1988; ЛуКИН, 19 88,-19 92; Моисеен-
ко, Яковлев,1990) . В основном зги работы были посвящены изучению измене-ний, происходящих в больших озерах региона (оз.Имандра, оз.Ловозеро.оз.Ум-бозеро), испытывающих мощное многофакторное антропогенное воздействие.
ПриоритетшдмизагрязнителямиатмосферынаКольскомшлуостровепотокс1!Ч-ности и количественным показателям являются тяжелые металлы (ТМ) и окислы серы, которые; могут переноситься вместе с воздушными массами на большие расстояния (Моисеенко, 1991; Крючков, Макарова, 1989) .
Одиниз "центровэкологического неблагополучия" Кольского полуострова находится в приграничном с Норвегией районе, где ПО"Печенганшсель" является мощным источником загрязнения окружающей среды окислами серы и рядом ТМ (в лервую очередь Ni, Си, Zn и др.) . В период наших исследований, ежегодные уровни никеля и меди в пылевых выбросах составляют около 500 т и 300 т соответственно, а двуокиси серы - 300 000т, что примерно в три раза больше, чем общиегодовые выбросы серы в Норвегии (Раткини Макарова, 1992,- Бакланов и Макарова, 1992! . Загрязнение атмосферы кислотными окислами является основной причиной антропогенного закислення водоемов. Однако, эти процессы наметились лишь в малых горных озерах Кольского полуострова. Водоемы лесной зоны Печенгского района обладают достаточно высокой буферной емкостью для нейтрализации, что определяется природными условиями формирования вод, а вблизи комбината - и выпадением щелочных металлов. Это позволяет рассматри -вать загрязнение исследованных водоемов ТМ как основной негативный фактор, влияющий на сообщества пресноводных экосистем, в отличие от загрязнений других крупных водоемов Кольского полуострова испытывающие многфакторное техногенное воздействие.
Пресноводные экосистемы а силу их важности для жизнедеятельности человека представляют особый интерес при оценке состояния окружающей среды. Кроме того, большая часть загрязнителей, вьшадающих на территорию водосбора, в конечном итоге оказывается в водоеме, и Их состояние может быть показателем нагрузки на весь район (Benson and Birge, 1985) . Гидрохимические показатели не всегда могут дать характеристику токсичности среды. Известно, чтогидробион-ты, постоянно находясь в водной среде, являются "интегрирующими показателями" всех имевших место изменений в водоеме за продолжительный период времени ( Ranra, 1988) . Сиги занимают верхние трофические уровни в субарктических водных системах и являются хорошими показателями состояния окружающей среды и ее изменений под воздействием загрязнителей (Моисеенко и др., 1991) . Актуальность выбраннойтемы определялась тем, что необходимо было исследовать влияние на рыб субарктических водоемов приемущественно ТМ. Цель работы. Выявление закономерных изменений в организме и в структуре популяций сига Coregonus lavaretus (L.) под воздействием тяжелых металлов в зависимости от градиента нагрузок, обосновать критерии мониторинга качества среды. Задачи исследований.;
-
выявить изменения, происходящие вдаггуляциях сигав водоемах, обладающих достаточной буферной емкостью для нейтрализации кислотных осадков и расположенных на различном удалении от источника загрязнений ,
-
оценить состояние рыб в изученных водоемах методом патолого- анатомического анализа,-
-
изучить закономерности накопления тяжелых металлов и их распределение в организме рыб в исследованных водоемах,-
-
оценить качество среды исследованных водоемов и определить район влияния выбросов ПО "Печенганисель" на водные экосистемы на основе комплексного анализа на уровне популяций и организмов (выделить зоны экологического неблагополучия) ,-
5) выявить наиболее чувствительные и доступные ихтиологические хритерии
мониторинга для данного типа загрязнения.
Теоретическое значение и научная новизна. На основании проведенных исследований выявлен ряд закономерных изменений в популяциях сига в условиях загрязнения водоемов тяжелыми металлами. Установлено, что сублетальный уровень токсичности среды вызывает у рыб глубокие поражения жизненно-важных органов, приводит «сокращению продолжительности их жизни, омоложению популяции за счет повышенной гибели рыб старших возрастных групп, замедлению
темпов роста, увеличению процента рыб пропускающих нерест. Впервые установлена для сига возможность наступления половой зрелости при экстремально малых для данного вида размерах (образование карликовых форм) в условиях сильного загрязнения. Показаны закономерности накопления тяжелых металлов в организме рыб и связанные с этим морфо-патологические изменения. На основании проведенных исследований можно утверждать, что ответ на данный тип загрязнения зависит от биологических особенностей рыб и различается у сигов-бектофагов и сигов-планктонофагов. Рекомендован ряд показателей для оценки состояния особи и популяции рыб. В рамках создания экологической информационной системы разработана оригинальная методика и программа ихтиологического мониторинга, которые позволяют добиваться единообразия в сборе материала и сопоставимости получаемой различными операторами информации. Практическое значение: Комплексный анализ изменений, происходящих в организме и популяции рыб, позволяет сделать вывод, что загрязнение исследованных водоемов ТМ является основной причиной наблюдаемых негативных эффектов. Результаты исследований использованы при оценке последствий влияния выбросов ПО|,Печенганикеяь" на окружающую среду и обосновании уровня снижения объемов выбросов в ходе реконструкции предприятия. Рекомендованные показатели оценки состояния особи и популяции рыб могут быть использованы в программах мониторинга качества окружающей среды в других регионах, испытывающих загрязнения ТМ.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на ряде Всесоюзных п региональных конференциях и совещаниях: "Проблемы окружающей среды Севера" Всесоюзной научной конференции молодых ученых и специалистов (Мур-.манск, 1990), "Вторая Всесоюзная конференция по рыбохозяйственной токсикологии" (Санкт-Петербург, 1991), "Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования. Всесоюзн.конф.ХГУ школы - семинара. " (Ростов-на-Дону, 1991), "Проблемы изучения рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря." V Региональной конференции (Петрозаводск, 1992) , на Четвертом Всесоюзном совещании по биологин и биотехнике разведения сиговых рыб (Вологда, 1990) . Атакжр на международных конференциях: "international Seminar of (unwanted) Fish in Large Inland Waters" (Lahti, Finland, 1991), "Symposium on the State of the Environment and Environmental Monitoring in Kothern Fennoscandia and the Kola Peninsula" (Rovaniemi, Finland, 1992), "International symposium on the ecological effects of Arctic airborne contaminants" (Reykjavik, 1993).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2о печатных работ. Объем работы. Диссертация состоит из введения. четырех глав. заключения, выводов и приложения, содержит 26 таблиц и 29 рисунков. Список литературы включает 255 названия (90 иностранных). Текст работы изложен на 117 страницах, общий объем работы - 167 страниц.
