Расчёт объёма капитальных вложений для проведения дноуглубительных работ
и ущерба от них рыбным запасам
Для того, чтобы старица в левой протоке не зарастала максимально долго, её надо примерно на протяжении 180 м на ширине 15 м углубить на 2 м. Для этого следует вынуть около 4650 м3 грунта. В порту Сокол получены сведения о стоимости дноуглубительных работ с помощью крана КПЛ 5-30, которая по расчётам составит 64,58 тысячи рублей. Все дноуглубительные работы должны быть согласованы с комитетом по охране природных ресурсов. По результатам лабораторных испытаний данный грунт может быть использован для захоронения бытовых отходов городских свалок как изолирующий слой или в качестве удобрений на полях.
Прежде чем рекомендовать дноуглубительные работы в старице, мы решили спрогнозировать ущерб, который может быть нанесён природе. В зоне работы крана КПЛ 5-30 он относится к категории «постоянный», а в зоне повышенной мутности – к категории «временный» [7]. В натуральном выражении ущерб в категории «постоянный» составит по зоопланктону 0,0163 кг, по зообентосу – 4,847 кг.
Сравнивая расчёты в работе [7] с нашими результатами, мы пришли к выводу, что ущерб рыбным запасам в зоне повышенной мутности может быть в семь раз больше, что равно примерно 34 кг. Таким образом, в натуральном выражении прогнозируемый ущерб по зоопланктону, зообентосу и рыбам составит 38,863 (кг], что при средней стоимости рыбы в 93 руб./кг дает 3614,26 руб. Общая же величина капитальных вложений и ущерба рыбным запасам при дноуглубительных работах в старице составит 68,19 тысячи рублей.
Заключение
В результате проведённых геоморфологических, гидрологических и гидробиологических исследований выяснилось, что причинами быстрого зарастания старицы являются: низкая скорость течения в ней, небольшие глубины её русла, большая прозрачность воды, которая способствует прогреванию всей толщи воды и накоплению органики. Подпруживание участка старицы в месте её соединения с Сухоной приводит к намыванию ила и к более интенсивному зарастанию этого участка. Углубление русла старицы исправит ситуацию с качеством воды на данном участке, т. к. увеличится скорость течения водотока, его проточность и промывной режим.
Присутствие в большом количестве хирономид и брюхоногих моллюсков указывает на высокий уровень эвтрофокации водоёма. Увеличение проточности уменьшит степень эвтрофокации старицы.
Работы по углублению русла старицы не приведут к уменьшению численности популяции редкого растения крестовника приречного Senecio fluviatilis, поскольку это растение произрастает по всему берегу и пойме острова, окруженного обоими рукавами Большого Пучкаса и Сухоной.
Работы по углублению старицы могут вызвать уменьшение уровня развития кормовой базы рыб, сокращение площади нагульных и нерестовых участков. Но ущерб этот, по нашим подсчётам, очень мал.
В то же время, если не проводить дноуглубление, то данный участок превратится в сушу и вообще выйдет из водного пользования.
В связи с вышесказанным мы приходим к выводу, что положительных моментов в работах по углублению русла старицы больше, чем отрицательных, поэтому, несмотря на большие капитальные затраты, дноуглубительные работы в старице нужно проводить. Пока же для сохранения водотока в старице жителям посёлка мы рекомендуем выкашивать жесткую надводную растительность, мягкую подводную растительность удалять из водоема при помощи водяной бороны. Получаемую при этом биомассу зеленых растений можно использовать в качестве корма для домашнего скота или в качестве удобрений. Эти работы позволят хотя бы минимально сохранить протоку.
ЛИТЕРАТУРА
1. Воробьёв Г. А. Исследуем малые реки. Вологда: «Русь», 1977.116 с.
2. Колбовский Е.Ю. Изучаем малые реки. Ярославль: Академия развития: Академия Холдинг, 2004. 224 с.
3. Экологический мониторинг в школе / под ред. проф. Л. А. Коробейниковой. Вологда, 2000.140 с.
4. Вода питьевая. Методы анализа. Государственные стандарты Союза ССР. М., 1984. 239 с.
5. Максутова Н.К., Скупинова Е.А. Ландшафтный мониторинг охраняемых природных территорий. Вологда: Полиграфист, 2003.120 с.
6. Временная методика оценки ущерба, наносимого рыбным запасам в результате строительства, реконструкции и расширения предприятий, сооружений и других объектов и проведения различных видов работ на рыбохозяйственных водоёмах. М., 1990.
7. Отчёт Вологодской лаборатории (филиал ФГНУ ГосНИОРХ) о научно-исследовательской работе «Определение возможного ущерба, наносимого рыбным запасам р. Сухоны (532,4 – 532,6 км] при строительстве судоподъёмного сооружения» / Болотова Н. Л. и др. // Фондовые материалы Вологодской лаборатории ГосНИОРХ, 2004.
8. Гидроботаника: прибрежно-водная растительность: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / А. П. Садчиков, А. М. Кудряшов. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 240 с.
9. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений / под ред. А.Б.Абакумова. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 240 с.
10. Практическое руководство по оценке экологического состояния малых рек: Учебное пособие для сети общественного экологического мониторинга / под ред. д. б. н. В. В. Скворцова. СПб: «Крисмас +», 2003. 87 с.
11. Новиков B.C., Губанов И.А. Школьный атлас-определитель высших растений: книга для учащихся. 2-е изд. М.: Просвещение, 1991. 240 с.
12. Козлов М.А., Олигер И.М. Школьный атлас-определитель беспозвоночных. М.: Просвещение, 1991.207 с.
Илона Иванова,
ученица 11 класса, МОУДОД «Дворец
детского и юношеского творчества
им. А.А.Алексеевой», г. Череповец.
Научный руководитель – педагог
дополнительного образования
высшей категории
Людмила Васильевна Видягина.
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОТДЕЛЬНЫХ ВОДОЕМОВ
КУРОРТНОГО РАЙОНА ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ И БАССЕЙНА
РЫБИНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА ПО ВИДОВОМУ РАЗНООБРАЗИЮ
И ЧИСЛЕННОСТИ ЗООПЛАНКТОНА
Цели, задачи и методы исследования
Вода – самый ценный природный ресурс, который обеспечивает нормальную жизнедеятельность всех живых организмов на Земле. Именно поэтому необходимо весьма тщательно следить за экологическим состоянием водных объектов. При этом большая роль отводится гидробиологическим исследованиям, посредством которых мы можем определить способность гидробионтов выдерживать поступление загрязняющих веществ и оценить состояние водной экосистемы. Представители зоопланктона являются хорошими индикаторами качества вод, поэтому изучение зоопланктона всегда является необходимым звеном при обследовании водоема.
Целью настоящей работы является изучение и сравнение структуры зоопланктонных сообществ отдельных водоёмов курортного района Ленинградской области и бассейна Рыбинского водохранилища для оценки экологического состояния. Актуальность исследования состоит в том, что необходимо следить за качеством воды и состоянием водоемов, находящихся в курортных зонах и местах с высокой рекреационной нагрузкой, так как качество воды здесь оказывает непосредственное влияние на жизнь и здоровье отдыхающих.
В задачи исследования входило:
1. Освоить методы отбора зоопланктонного материала;
2. Выяснить видовое разнообразие и численность зоопланктона исследуемых водоемов;
3. Вычислить индекс видового разнообразия Шеннона и индекс сапробности по методу Пантле-Букка;
4. Определить степень загрязнения исследуемых водоемов.
Материалы для данной работы были собраны в рамках XLV и LI экологического лагеря (БИОС-школы) 9-21 августа 2009 года и с 30 июля по 6 августа 2011 года. Объектами исследования послужили реки Ленинградской области, находящиеся в курортной зоне области, и озеро Гладышевское. Освоив методы исследования в экологическом лагере, с мая по сентябрь 2010 и 2011 года мы изучили состояние зоопланктона в 4 реках бассейна Рыбинского водохранилища: Шексна, Судьбица, Кемза, Суда. Методы отбора и обработки проб были стандартными. Пробы отбирались методом тотального лова, т. е. отфильтровывалось 110 литров воды (учитывалось, что 10 литров воды идет на промывку сети). Всего отобрано и проанализировано 55 проб. Перед камеральной обработкой счетным методом пробу фиксировали двухпроцентным раствором формалина, далее в камере Богорова определяли отловленные организмы и просчитывали численность каждого вида.
Расчёт индекса видового разнообразия Шеннона вёлся по формуле:
H=-£N./N*log2 N./N, где
N. – число i-oro вида,
N – общая численность представителей.
Сапробность водоёма рассчитывали по формуле:
S=£s* N./N , где
s – индикатор значимости,
N,- число i-oro вида,
N – общая численность представителей.
Результаты исследования и их обсуждение
Мы обследовали водотоки двух областей Северо-Запада России – Ленинградской и Вологодской. Эти водоёмы имеют разную антропогенную нагрузку, некоторые значительную, причём все используются в рекреационных целях.
Обследование водоёмов Ленинградской области.
В течение 17 лет в курортном районе Ленинградской области проводятся исследования по загрязнению водоёмов в рамках международных экологических лагерей, организуемых клубом студентов, аспирантов и школьников. Такой мониторинг позволяет отслеживать экологическое состояние водоёмов. В каждом водоёме были определены точки отбора проб, которым присвоены номера для дальнейшего анализа воды. В исследуемых водоёмах нами были отловлены представители 6 разных родов зоопланктонных организмов (Cyclop, Ostracoda, Chgdorus, Daphnia, Naypleys, Eudiaptous).
Оценивая состояние водотоков по индексу са-пробности (табл. 1), мы выяснили, что все объекты исследования, за исключением олигосапробной р. Приветной, являются (S-мезосапробными, т.е. в них преобладают соединения азота в виде солей аммония NH4+. Условия среды в реках, ручьях и в озере – полуаэробные, а значит – сероводород (H2S) и кислород (02) находятся примерно в равных концентрациях. Среди обследованных объектов самый сапробный водоток – р. Каменка, а самый чистый – р. Приветная.
Таблица 1
Результаты обследования водотоков Ленинградской области по состоянию
зоопланктона (август 2009, 2011 гг.)
Водоем |
Индекс Шеннона |
Индекс сапробности |
||
2009 год |
2011 год |
2009 год |
2011 год |
|
оз. Гладышевское, точка №7 |
- |
0,994 гипертрофный |
- |
2,27 Р-мезосапробный |
р. Гладышевка (у моста 1), точка № 8 |
0,65 гипертрофный |
0,722 гипертрофный |
2,3 р-мезосапробный |
1 олигосапробный |
р. Гладышевка (у моста 2), точка № 9 |
0 гипертрофный |
1 гипертрофный |
1,9 6-мезосапробный |
1,95 Р-мезосапробный |
р. Чёрная (до ДОЛ «Маяк», до сточных вод), точка № 11 |
0 гипертрофный |
0 гипертрофный |
2,2 6-мезосапробный |
1,7 Р-мезосапробный |
р. Чёрная (50 м ниже сброса сточных вод), точка № 12/ |
1,68 эвтрофный |
0 гипертрофный |
1,84 6-мезосапробный |
2,2 р-мезосапробный |
р. Чёрная (100 м ниже сброса сточных вод), точка № 13 |
- |
0 гипертрофный |
- |
1,7 Р-мезосапробный |
р. Чёрная (200 м ниже сброса сточных вод), точка № 14 |
1,897 эвтрофный |
1 гипертрофный |
2,24 Р-мезосапробный |
1,95 Р-мезосапробный |
р. Чёрная (шоссе, у моста), точка № 15 |
1,59 эвтрофный |
1,918 эвтрофный |
1,59 р-мезосапробный |
1,3 олигосапробный |
р. Рощинка (у моста), точка № 10 |
- |
0,863 гипертрофный |
- |
1,843 |
р. Старожиловка (у трубы), точка № 45 |
1,408 эвтрофный |
- |
2,4 В-мезосапробный |
- |
р. Каменка, точка № 42 |
1,354 эвтрофный |
0,371 гипертрофный |
2,4 В- мезосапробный |
2,164 Р-мезосапробный |
р. Приветная (у моста, шоссе), точка № 17 |
1,38 эвтрофный |
1,299 эвтрофный |
1,38 олигосапробный |
1,6 Р-мезосапробный |
р. Приветная (у мостика Восток-6), точка № 18 |
0,72 эвтрофный |
1,501 эвтрофный |
0,72 олигосапробный |
1,8 олигосапробный |
Смолячков ручей (до ОС ДО «Театральный»), точка № 24 |
1,46 эвтрофный |
1 гипертрофный |
1,92 Р-мезосапробный |
2,15 р-мезосапробный |
Смолячков ручей (после ОС ДО «Театральный»), точка № 25 |
0,81 гипертрофный |
0,863 гипертрофный |
1,87 6-мезосапробный |
1,843 Р-мезосапробный |
Смолячков ручей (устье), точка № 26 |
0,92 гипертрофный |
1,96 эвтрофный |
1,99 Р-мезосапробный |
1,636 Р-мезосапробный |
По индексу Шеннона самым грязным водотоком является р. Гладышевка, а самым чистый – р. Приветная (табл. 1). Реки Гладышевка и Старожиловка, так же как и Смолячков ручей, являются гипертрофными (очень грязными). Возможно, сильное загрязнение рек связано с тем, что местное население устраивает в прибрежных зонах свалки мусора и строительных отходов. Кроме того, непосредственно в русла рек ведется активный сброс загрязняющих веществ.
Результаты нашего исследования в 2009 году мы сравнили с результатами биотестирования и обнаружили, что, в принципе, наблюдаются только небольшие расхождения. Например, в р. Чёрной (т. 12/ – 50 м ниже сброса сточных вод, т. 14 – 200 м ниже сброса сточных вод, т. 15 – шоссе) и Смолячковом ручье (т. 24 – до ОС ДО «Театральный», т. 25 – после ОС ДО «Театральный») результаты биотестирования показали слабую токсичность. По нашим результатам, вода – загрязненная. В р. Приветной (т. 17 – у моста, т. 18 – Вос-ток-6) результаты биотестирования показали слабую токсичность, а наши результаты – умеренное загрязнение. В Смолячковом ручье (т. 26 – устье) результаты биотестирования отмечают умеренную токсичность, а анализ состояния зоопланктона – загрязнение. Однако в р. Чёрной (т. 13 – 100 м ниже сброса сточных вод) и р. Рощинке (т. 10 – у моста) организмов нами не было обнаружено, но, по результатам биотестирования, вода там слаботоксичная. Также следует отметить, что в р. Гладышевке (т. 9 – у моста), по результатам биотестирования, вода не токсична, а наши результаты показывают, что она загрязнённая. Это говорит о том, что нужно провести дополнительные исследования в данных точках отбора проб [3].
В 2011 году полученные результаты сравнили с результатами гидрохимических исследований. Расхождения также небольшие. Например, в р. Рощинке (т. 10), которая по обоим гидробиологическим индексам является умеренно загрязнённой, наблюдается превышение по нескольким показателям (запах – 5 баллов, железо – 1,54 мг/л, нитриты – 0,13 мгЫ/л, кислород – 7,3 мгО2/л). А в р. Приветной (т. 18), вода которой, по нашим исследованиям, является достаточно чистой, по гидрохимическим показателям превышает нормы ПДК лишь по кислороду (8,9 мгО2/л) и железу (1,2 мг/л). По анализу состояния зоопланктона р. Чёрная является загрязненной на всем протяжении. Это подтверждает и гидрохимическое обследование реки: во всех точках отбора наблюдается превышение ПДК сразу по нескольким показателям (железо, нитриты, кислород, запах).
Обследование водоёмов бассейна Рыбинского водохранилища (Вологодская область)
Отработав в рамках экологического лагеря методику и навыки сбора зоопланктона, мы применили их для обследования состояния водоёмов Вологодской области. Материалы для данной работы были собраны в рамках экспедиционной экологической практики учащихся натуралистического центра «Радуга». Всего было обследовано четыре реки.
Анализ проб показал небольшое видовое разнообразие. Всего за время наших исследований в сезонах 2010 и 2011 годов в изучаемых водотоках Вологодской области нами были обнаружены представители пяти родов зоопланктонных организмов (Ostracoda, Daphnia, Cyclop, Chgdorus, Rotatoria).
В 2010 году в реках Суда и Кемза с мая по сентябрь наблюдались некоторые колебания численности зоопланктонных организмов (рис. 1). Так, в июле было отмечено значительное понижение численности в обоих водотоках, что, вероятно, можно объяснить летней депрессией зоопланктона [2]. В августе в реке Кемза наблюдался скачок численности за счёт хорошего прогрева воды и успешного размножения зоопланктонных организмов. Численность организмов в сентябре, по сравнению с августом, в Кемзе значительно понизилась, а в Суде как в полноводной реке снижение было небольшим. В целом, колебание численности наблюдается больше в Кемзе, чем в Суде. Вероятно, это зависит от полноводности водотоков. Воды Кемзы как малой реки, по сравнению с Судой, быстрее прогреваются и остывают, что не может не влиять на размножение зоопланктона.
В 2011 году в реках Суде и Кемзе в период май-июнь и август-сентябрь нами было отмечено незначительное колебание численности зоопланктонных организмов (рис. 2). В июле наблюдалось небольшое увеличение количества зоопланктона в р. Кемзе и резкий скачок численности представителей зоопланктона в р. Суде. Индекс Шеннона показал эвтрофное состояние рек, а индекс сапробности – олигосапробное состояние Суды и р-мезосапробное Кемзы.
Таблица 2
Результаты обследования водотоков Вологодской области по состоянию зоопланктона (май – сентябрь 2010,2011 годов)
Водоем |
Индекс Шеннона |
Индекс сапробности |
||
2010 г. |
2011 г. |
2010 г. |
2011 г. |
|
р. Судьбица (устье), т. №1 |
0,918 гипертрофный |
- |
2,034 Р-мезосапробный |
- |
р. Судьбица (русло), т. №2 |
1,519 эвтрофный |
- |
1,89 (3-мезосапробный |
- |
р. Шексна (устье), т.№3 |
1,538 эвтрофный |
|
1,967 р-мезосапробный |
|
р. Суда (русло – май), т. №4 |
0,954 гипертрофный |
0,997 гипертрофный |
1,888 В-мезосапробный |
1,934 Р-мезосапробный |
р. Суда (русло – июнь), т. №4 |
1,522 эвтрофный |
1,075 эвтрофный |
1,92 Р-мезосапробный |
1,317 олигосапробный |
р. Суда (русло – июль), т. №4 |
1,522 эвтрофный |
1,326 эвтрофный |
1,96 Р-мезосапробный |
1,401 олигосапробный |
р. Суда (русло – август), т. №4 |
2,018 мезотрофный |
1,418 эвтрофный |
1,978 В-мезосапробный |
1,651 Р-мезосапробный |
р. Суда (русло – сентябрь), т. №4 |
0,794 гипертрофный |
1,456 эвтрофный |
1,764 В-мезосапробный |
1,5 олигосапробный |
р. Кемза (устье – май), т. №5 |
1,261 эвтрофный |
1,484 эвтрофный |
1,83 В-мезосапробный |
1,566 Р-мезосапробный |
р. Кемза (устье – июнь), т. № 5 |
1,526 эвтрофный |
1,075 эвтрофный |
1,992 В-мезосапробный |
1,317 олигосапробный |
р. Кемза (устье – июль), т. №5 |
1,299 эвтрофный |
1,493 эвтрофный |
2,038 р-мезосапробный |
1,722 Р-мезосапробный |
р. Кемза (устье – август), т. №5 |
5,961 олиготрофный |
0,956 гипертрофный |
1,577 Р-мезосапробный |
1,516 Р-мезосапробный |
р. Кемза (устье – сентябрь), т. № 5 |
0,722 гипертрофный |
1,327 эвтрофный |
1,8 Р-мезосапробный |
1,56 Р-мезосапробный |
Мы проанализировали экологическое состояние водоёмов по индексам сапробности и Шеннона (табл. 2). Индекс сапробности показал, что все изучаемые нами водотоки являются р-мезосапробными. По значению индекса Шеннона устье р. Судьбицы и русло р. Суды в мае оказались гипертрофными: здесь обнаружилось наименьшее по видовому разнообразию и численности количество отловленных организмов. Это не случайно, так как все изучаемые нами реки имеют высокую антропогенную нагрузку: р. Суда, а тем более р. Шексна, активно используются для работы водного транспорта.
Самым загрязнённым местом отлова оказалось устье р. Судьбицы. Возможно, это связано с очень высокой антропогенной нагрузкой. Здесь близко расположены населённые пункты. Это место привлекательно для неорганизованных туристов, охотников и рыбаков, берега реки замусорены.
В р. Суде с мая по август-сентябрь 2010 г. наблюдалось незначительно увеличение сапробности и понижение трофности. В р. Кемзе сапробность увеличивалась с мая по июль, а в августе наблюдалось понижение. С мая по июль наблюдались незначительные изменения трофности водотока, а в августе – резкое понижение. Может быть, это связано с тем, что в августе наблюдалось значительное понижение уровня воды в Кемзе и Суде из-за продолжительного периода высокой температуры воздуха. Это сказалось на их чистоте – Кемза стала немного чище, чем весной и в начале лета. Индекс Шеннона показал олиготрофное состояние водоёма. В этих реках нами не наблюдалось цветения воды, то есть, несмотря на понижение уровня воды, визуально реки выглядели чище.
Все наши исследования и в Ленинградской, и в Вологодской областях проводились в проточных водоёмах (искл. оз. Гладышевское, в котором организмов не было обнаружено). Надо отметить, что полученные пробы зоопланктона должны отвечать закономерностям формирования и характеристике данного сообщества организмов для данного типа водоёмов [1]. Однако в связи с тем, что пробы нами отбирались в реках с медленным течением и, более того, в прибрежных мелководьях, где проточность всегда понижена, мы не обнаружили преобладания ветвистоусых и коловраток над веслоногими. В наших пробах наблюдалось их одинаковое количество, или, в редких случаях (р. Гладышевка, р. Чёрная, р. Каменка, р. Шексна, р. Кемза), даже преобладание веслоногих.
Выводы
1. Отобрано и проанализировано 55 проб (по зоопланктону) методом тотального лова.
2. В Ленинградской области наибольшее видовое разнообразие отмечено в р. Старожиловке (6 родов). Наибольшая численность организмов – в р. Каменке (433 особи). В Вологодской области наибольшая численность организмов зоопланктона отмечена в р.Шексне (1150), а видовое разнообразие во всех реках примерно одинаковое (3 рода).
3. Колебания сезонной численности зоопланктона выше в малых реках.
4. По индексу видового разнообразия (индекс Шеннона) к гипертрофным водоёмам относятся оз. Гладышевское, р. Гладышевка, р. Рощинка, Смолячков ручей, устье р. Судьбицы и русло р. Суды (в мае 2010 и 2011 годов, сентябре 2010 года), р. Кемза (сентябрь 2010 года, август 2011 года), остальные водоёмы эвтрофные. Индекс сапробности (по методу Пантле-Букка) показал, что все изучаемые водоёмы р-мезосапробные, исключением являются р. Приветная (Ленинградская обл.) и р. Суда в начале лета 2011 года (Вологодская обл.) – олигосапробные.
5. Самыми грязными водоёмами являются р. Гладышевка, р. Старожиловка, р. Чёрная (Ленинградская обл.) и устье р. Судьбицы (Вологодская обл.).
6. Наиболее чистым водоёмом в Ленинградской области является р. Приветная, а в Вологодской – р. Суда.
7. Сапробность и трофность рек Вологодской области несколько ниже, чем в водотоках Ленинградской области.
ЛИТЕРАТУРА
1. Липин А. Н. Пресные воды и их жизнь. М.: Учпедгиз, 1950. 347 с.
2. Ривьер И. К. Современное состояние зоопланктона Рыбинского водохранилища // Современное состояние экосистемы Рыбинского водохранилища. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. С. 205-232.
3. Хазов Р. А. Сравнительная характеристика токсичности вод малых рек курортного и Выборгского районов Ленинградской области и бассейна Рыбинского водохранилища (рукопись). Череповец, 2011 // Научный архив Дворца детского и юношеского творчества им. А.А.Алексеевой (г. Череповец).
Роман Хазов,
ученик 11 класса, МОУДОД «Дворец детского
и юношеского творчества
им. А. А. Алексеевой», г. Череповец.
Научный руководитель – педагог дополнительного
образования высшей категории
Людмила Васильевна Видягина.
ХАРАКТЕРИСТИКА ТОКСИЧНОСТИ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ БАССЕЙНА РЫБИНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА В ОКРЕСТНОСТЯХ г. ЧЕРЕПОВЦА
Одним из показателей качества воды является токсичность, т. е. её несовместимость с жизнью и нормальным физиологическим состоянием организмов. Объектами нашего исследования являлись водотоки Вологодской области (реки Ягорба, Шексна, Суда и др.]. Актуальность настоящего исследования состоит в том, что токсичность водоёмов, находящихся в районах с высокой рекреационной нагрузкой, необходимо тщательно отслеживать в связи с тем, что качество воды может сильно повлиять на здоровье и жизнь отдыхающих людей. Целью работы является изучение токсичности водотоков бассейна Рыбинского водохранилища в окрестностях г. Череповца Вологодской области, находящихся в зоне высокого рекреационного воздействия.
В задачи исследования входило:
1) освоить методы биотестирования, необходимые для проведения анализа токсичности исследуемых вод;
2) определить и сравнить токсичность воды водотоков в пределах г. Череповца и Череповецкого района Вологодской области методом биотестирования с использованием дафний;
3) проанализировать изменение качества воды рек Ягорбы и Шексны по их течению;
4) сравнить результаты биотестирования 2010 и 2011 года.
Изучение водоёмов Вологодской области нами проводились в 2010 и в 2011 годах. Оба года, с апреля по ноябрь, отбирались пробы на водотоках бассейна Рыбинского водохранилища в пределах Череповецкого района. В 2010 году нами было обследовано 7 рек, один ручей и один родник. Всего была взята 21 проба из 19 точек. В 2011 году изучались 7 рек, 2 ручья и один родник. Всего было взято 23 пробы из 21 точки (рис. 1).
Пробы обрабатывались методом биотестирования с использованием культуры дафний (Dafnia magna Straus). Метод является морфофизиологическим и осуществляется без использования специальных приборов.
Вода для биотестирования была взята в пределах Череповецкого района из рек Шексны, Ягорбы, Суды, Судьбицы, Кемзы и др. Все пробы, взятые с поверхности воды, обрабатывались в течение суток после отбора. Исследования при помощи метода биотестирования на дафниях показали, что наиболее загрязнёнными в районе исследования как в 2010, так и в 2011 году, являются реки Ягорба (в нижнем течении и устье), река Шексна (в нижнем течении и устье), река Серовка. Такой результат ожидаем, так как данные реки проходят через город Череповец, то есть находятся в районе высочайшего антропогенного воздействия. В первую очередь это воздействие проявляется в работе большого количества предприятий города Череповца: Череповецкий металлургический комбинат, фанеро-мебельный комбинат, спичечная фабрика и др.
Другие реки, не связанные с г. Череповцом, оказались в большинстве своем слаботоксичными, но и здесь можно проследить некоторую закономерность. Например, если сравнивать между собой реки Кемзу и Суду, то можно сказать, что доля отклонений от контроля у воды из Кемзы больше. Скорее всего, это связанно с тем, что местное населения больше пользуется водой из этой реки.
Точки отбора проб в реках Кемза и Суда находятся на территории экостационара «Владимировка», что позволяет нам проводить сезонный мониторинг токсичности данных рек. В 2011 году анализ по данным рекам показал, что вода более токсична летом, чем весной и осенью. Скорее всего, это связано с притоком туристов на эти водоёмы в летний период. Остальные же водотоки (Волгучино-ручей, р. Судьбица, р. Чёрная, родник пос. Владимировка) подвергаются гораздо меньшему антропогенному воздействию, что и сказывается на степени их токсичности. Эти реки используются в основном только как место отдыха, и, при разумном использовании, они и дальше будут служить человеку.
Если сравнивать между собой результаты 2010 и 2011 годов, то ситуация в исследуемых нами водотоках не одинакова. Например, реки Ягорба, Шексна и Серовка, непосредственно протекающие по территории Череповца, повысили степень своей токсичности. Мы провели мониторинг токсичности воды рек Шексны и Ягорбы в 2010 и в 2011 годах (рис. 2, 3).
Из данных диаграмм видно, что пик токсичности реки Шексны как в 2010, так и в 2011 годах проявляется в её нижнем течении и устье. Это объясняется тем, что в этом участке течения, на правом берегу Шексны находится металлургический комбинат, так или иначе загрязняющий реку. Мы исследовали район реки в окрестностях п. Шексна. Результаты показали довольно высокий показатель токсичности воды в реке до моста. Новая точка у п. Шексна, после моста, добавленная нами только в 2011 году, также показала довольно высокий показатель токсичности. Скорее всего, это связано с деятельностью предприятий посёлка.
Диаграммы по р. Ягорбе показывают, что наибольшую токсичность вода имеет тоже в нижнем течении и в устье, где река протекает по территории
города Череповца. Здесь воду загрязняют выбросы с фанеро-мебельного комбината, спичечной фабрики и судоремонтного завода. Пик токсичности наблюдается в устье реки Ягорбы. Стоит отметить, что в 2011 году токсичность реки повысилась, а самая токсичная точка вновь оказалась в устье реки.
По результатам нашего исследования можно сделать следующие выводы:
Мы освоили и применили на практике метод биотестирования с использованием культуры дафний.
Анализ показал, что наибольшая токсичность вод наблюдается в реках Ягорбе, Шексне и Серовке в пределах г. Череповца.
В Шексне наибольшая токсичность воды наблюдается в нижнем течении, в пределах города Череповца. Большая токсичность воды в р. Ягорбе отмечается в нижнем течении, в пределах городских дач и города (спичечная фабрика, фанерно-мебельный комбинат), а максимальная токсичность – в устье реки (судоремонтный завод).
Сравнение по годам показало, что в 2011 году, по сравнению с 2010 годом, повысилась токсичность воды рек Шексны, Ягорбы и Серовки. Остальные водотоки (реки Суда, Кемза, Судьбица и др.) показали в 2011 году либо меньшую, либо идентичную 2009 году токсичность.
Надежда Шутова,
ученица 8 класса МОУ «Полдарская
средняя общеобразовательная школа»
Великоустюгского района.
Научный руководитель –
учитель химии и биологии
Ольга Васильевна Бычихина.
ВОДОПАД ВАСЬКИН КЛЮЧ – РАЗГАДКА ТАЙНЫ
Водопад Васькин ключ – это пластовый выход подземных вод, нисходящим каскадом отдающий свои воды главной реке нашей области. Он находится примерно в трёх километрах ниже д. Нижняя Тозьма и в шести километрах от пос. Полдарса, на левом берегу р. Сухоны, в Великоустюгском районе.
Водопад Васькин ключ – региональный памятник природы, статус которого был определён в 1987 году постановлением Вологодского облисполкома № 207 от 17.04.1987. Положение о памятнике природы «Водопад Васькин ключ» было утверждено Правительством Вологодской области (постановление № 2394 от 16.12.2008) спустя 21 год. Территория памятника природы протягивается на 500 м по обе стороны от водопада и занимает площадь 50 га, расположенную в пределах частей 7,8 и 10 выделов 17-го квартала Великоустюгского сельского участкового лесничества.
В соответствии с положением на территории памятника запрещены проведение сплошных рубок, подсочка деревьев, строительство объектов, не относящееся к функционированию памятника природы, проезд и стоянка автотранспорта вне дорог.
Место выхода подземных вод Васькин ключ – это нисходящий в виде водопада родник. Ниже выхода вода сначала течёт по дну оврага глубиной около трёх метров, затем по узкому желобу, выбитому водой в известковом туфе. Расстояние от места выхода на поверхность подземных вод до падения – 27 метров. С утёса скалы, нависшей над Сухоной, низвергается струя высотой 10 метров и струится вниз не сплошным потоком, а по нескольким естественным террасам. Расход воды в нём колеблется от 15 до 20 л/с.
Впервые источник был взят на учёт Вологодским областным советом общества охраны природы, заместитель председателя которого Н.В.Дуганова составила первый паспорт на водопад Васькин ключ. В нём отмечалось, что Васькин ключ – это «нисходящий родник в виде водопада на левом берегу реки Сухоны, напротив устья ручья Чернушка. Высота водопада -10 м над урезом воды в реке Сухоне, вода пресная, чистая, температура – 5°С».
В один из тёплых солнечных августовских дней мы поехали на лодке на водопад Васькин ключ. Не доезжая до нужного места метров пятьдесят, мы услышали шум воды. И вскоре на фоне темно-зеленого леса увидели его во всей красе. Нас поразил внешний вид водопада. С высокого крутого берега вниз падала вода, сверкая и переливаясь на солнце. Сквозь струйки воды были видны горные породы, формирующие берег реки.
Мы подъехали к берегу и несмело вышли из лодки. Голубое небо, зеленый лес, светлая игристая вода падающего водопада – такая живописная картина надолго останется в нашей памяти. Берег, с которого стекала вода, казалось, покрыт зелёным бархатом. Так нам представился моховой покров, покрывающий основание водопада. Вода стремительно неслась вниз, с необыкновенной силой билась о камни, разлетаясь в разные стороны. Увидев эту красоту, мы решили найти место выхода воды на поверхность. К истоку нам пришлось идти по извилистому руслу, которое указывало нам дорогу. Вдруг ручей стал сужаться, и мы увидели небольшое углубление в земле. Вода вытекала из-под земли, скапливалась в нём и затем продолжала свой путь до берега Сухоны. Так произошла наша первая встреча с водопадом Васькин ключ.
Вологодский краевед А.В.Кузнецов в топонимическом словаре-путеводителе говорит о происхождении географического названия источника и о любопытной народной легенде, объясняющей данное название. «Бытует расплывчатая легенда о чёрте по имени Васька, который рассердился на что-то и ударом ладони расколол утёс, из которого забил мощный ключ. Неподалеку от Васькиного ключа есть очень глубокое Чёртово озеро, на дне которого и начинается подземный ручей, выходящий на поверхность у Сухоны. Если принять во внимание, что «Васька» – это распространенное на Руси прозвище чёрта, а сами черти, по народным представлениям, жили на дне глубоких речных омутов или в озёрах, то всё встает на свои места» 1 [Кузнецов А. В. Необычайное путешествие по Сухоне от Кубенского озера до Устюга Великого. Вологда: Издательство «Музея дипломатического корпуса», 2005. С. 83.].
Есть ещё легенда, которую рассказывают жители пос. Сухонский, объясняя название данного источника. Галина Григорьевна Красавцева, со слов отца, Григория Красавцева – очевидца случившегося, рассказывает: «В 1937 году отец из д. Кичуга в пос. Сухонский привёз лодку и спустил на озеро, которое находится недалеко от деревни Нижняя Тозьма. Его знакомый Василий попросил прокатиться по озеру, отец и одолжил ему лодку. Сам остался на берегу. Василию очень понравилось на воде, и он уговорил отца порыбачить завтра. Рано утром рыболовы спустились к озеру и, усевшись в лодке поудобнее, отплыли на несколько метров от берега.
Вдруг отец что-то заметил и хотел показать Василию, но что-то резко толкнуло лодку. Они оба, испугавшись, стали пристально смотреть в озеро и вдруг увидели огромную щуку. Она была очень старая. У неё даже голова была покрыта мхом, щука была на удивление огромной, она несколько раз попыталась опрокинуть лодку, но ей так и не удалось, и щука отплыла. Наши рыбаки подумали, что щуке надоело дурачиться, и она уплыла, но щука оказалась намного настойчивее, чем про неё подумали. Она заплыла под лодку и, подождав немного, резким движением опрокинула лодку. Спастись смог только отец, а Васька, его знакомый, утонул. Долго не мог прийти в себя Григорий, всё никак из головы у него не шла старая щука. Василия в озере так и не нашли. А через некоторое время у ключа, недалеко от реки Сухоны, нашли картуз и ремень этого Василия. И после этого события решили местные жители назвать этот ключ Васькиным.
Многие люди хотели измерить глубину озера, но никто не смог, говорят, что оно довольно глубокое. Время от времени жители вспоминают эту историю про Ваську и старую щуку. И старые рыбаки подшучивают над молодыми ребятами, что, мол, не садитесь в лодку, а то щука старая на дно утащит» 2 [Записано Т. А. Наумовой, руководителем краеведческого кружка Полдарской средней школы, в 1986 году.].
Эта легенда настолько укоренилась в сознании, что во многих краеведческих изданиях уже прямо говорится о том, что «свое начало родник берет на дне очень глубокого Щучьего (Чёртова) озера и затем около пяти километров течёт под землёй, чтобы выше деревни Нижняя Тозьма Опокского сельсовета выйти наружу мощным водопадом в середине высокого берегового склона реки Сухоны. Водопад этот называют Васькин ключ» 3 [Кукланова Е. «Чёртово» озеро // Красный Север. 1970. 3 июня; Романов В. Без чертовщины не обошлось // Красный Север. 2007. 23 июня.]. Из архивных источников известно, что Васькин ключ пробил себе дорогу в береговом откосе, как минимум, в конце XVII века. При этом за три последующих столетия «раструб» водопада не только не обрушился под напором проточной воды, но заметно укрепился. Считается, что насыщенная карбонатными солями вода «зацементировала» стенки.
В ходе исследования источника мы изучили строение берега, по которому стекает вода из источника. В береговом обрыве Сухоны вскрываются известняки сухонской свиты татарского яруса верхней перми. Особенностью пород является пёстрая окраска, связанная с разнообразием условий образования. Водовмещающие породы сложены толщей переслаивающихся мергелей, песков, песчаников, известняков, залегающих между водоупорными глинами. В 450 метрах ниже по течению реки Сухоны от водопада можно видеть геологическое обнажение пермских пород 4 [Природа Вологодской области / главный редактор Г.А.Воробьёв. Вологда: издательский дом «Вологжанин», 2007. С. 440.].
Нами были изучены физические свойства воды (табл. 1) и её химический состав. В результате исследования химического состава воды в ней обнаружены растворимые соли – хлориды и сульфаты; доказано наличие ионов железа, кальция, магния, присутствуют и гидрокарбонат-ионы.
Одной из конкретных задач комплексного исследования территории, прилегающей к источнику, являлось и изучение состояния флоры и фауны, в том числе:
выявление видового состава животных и растений в различных местах обитания;
оценка условий обитания растений и животных;
определение уровня антропогенной нагрузки на флору и фауну данного района.
Сбор материала проводился во время полевой экспедиционной работы в августе и октябре 2008 года.
Фауна беспозвоночных на территории объекта весьма разнообразна. Наиболее многочисленными являются членистоногие, представленные насекомыми и паукообразными. Из класса насекомых были отмечены бабочки (различные виды белянок, голубянок и другие), жуки (листоеды, слоники, зеленушки), стрекозы (красотки, коромысла). Весьма многочисленны двукрылые (комары, мухи) и перепончатокрылые (муравьи и осы). В прилегающем лесу обнаружены муравейники. В целом разнообразие фауны беспозвоночных свидетельствует о благоприятных для них условиях обитания. Невелико и антропогенное влияние на беспозвоночных, поскольку часто были встречены крупные виды беспозвоночных, которые, как известно, первыми исчезают при усилении антропогенной нагрузки на биоценозы.
Таблица 1
Физические свойства воды источника Васькин ключ
t, о С |
Плотность, г/л |
Цветность |
Мутность |
Интенсивность запаха, баллы |
рН |
+5 о С |
1000 кг/мЗ |
Бесцветная |
Прозрачная |
0 баллов, запах не ощущается |
5-6, слабокислая среда |
Участок реки Сухоны, прилегающий к водопаду, называют Васькиным плёсом. Ихтиофауна представлена щукой, лещом, окунем, налимом, плотвой, стерлядью. В районе исследования были обнаружены земноводные (лягушка травяная), но численность их невелика. При этом следует иметь в виду, что амфибии ведут сумеречный или ночной образ жизни и обнаруживаются в дневное время случайно. Среди наземных позвоночных наиболее многочисленными являются птицы, представленные разными отрядами. Встречаются гусеобразные (кряква) и чайковые птицы (сизая чайка). По берегам реки обитают кулики. Из луговых птиц встречаются жаворонки и трясогузки. Наблюдали парящих над рекой хищных птиц. К сожалению, их видовую принадлежность установить не удалось. Во время экскурсий часто встречались синицы (большая и хохлатая), врановые (серая ворона, сорока, ворон), слышали голоса пеночки и чечевицы. Наблюдения за животными Растительность у места появления подземных вод представлена среднетаёжными лесами из ели обыкновенной, сосны обыкновенной (возраст этих деревьев – 100 – 120 лет) и берёзы повислой. Во втором ярусе леса встречаются ольха серая и черемуха, подрост негустой, представлен теми же видами, в подлеске отмечены рябина обыкновенная и кустарники – смородина красная и черная, волчье лыко, малина и др. Из травянистых растений встречаются сныть обыкновенная, лютик ползучий, лабазник вязолистный, крапива двудомная, подорожник большой, гравилат речной, незабудка. У подножия водопада нами обнаружена популяция из пяти экземпляров недотроги обыкновенной – лекарственного растения, из которого раньше получали жёлтый краситель для шерсти 5 [Павлова Н. М. Загадки цветов. Л.: Детская литература, 1977. С. 94.].
Берег Сухоны у Васькина ключа – прекрасное место для отдыха и рыбалки. Воду родника, не замерзающего зимой, используют для питьевых целей. Но территория вокруг водопада не обустроена: есть кострище, разбросаны стеклянные и пластиковые бутылки, консервные банки, проволока, бумага. Важным условием сохранения этого памятника природы станет безусловное соблюдение мер охраны, которые определены специалистами.
Мы предполагаем продолжить исследования и эколого-образовательную деятельность на территории памятника природы, а также проведение экологических акций по уборке мусора на территории памятника.