Козловская В.И.
Изучение экосистемы Шекснинского водохранилища, разработка системы наблюдений за состоянием его водных ресурсов и оценка современной ихтиотоксикологической ситуации

Водоем в первые годы своего существования привлекал внимание исследователей с целью изучения закономерностей формирования водохранилищ. Последующие научно-исследовательские работы, выполняемые на Шекснинском водохранилище Институтом озероведения РАН, Институтом биологии внутренних вод РАН и ГосНИОРХом, велись или по программе переброски вод северных рек или по программе изучения и сохранения рыбных ресурсов.

Наблюдения за качеством воды водохранилища проводились и проводятся на региональном уровне: лабораторией Госкомгидромета, Госсанэпиднадзором, а в последние годы комитетом экологии и природных ресурсов по Вологодской области. Поскольку научно-исследовательские работы и наблюдения за качеством воды выполнялись институтами или ведомственными организациями исходя из своих целей и задач, то дать оценку состояния экосистемы водохранилища на сегодняшний день по материалам этих работ не представляется возможным. Бесспорно, что часть материалов может быть использована как базовая основа для понимания ситуации, сложившейся на водоеме к настоящему времени.

Анализ ретроспективных материалов и материалов собственных исследований, выполненных в 1994-1996 г.г., свидетельствует, что Шекснинское водохранилище, как и любой другой водоем, расположенный в регионе интенсивной деятельности человека, подвергается загрязнению. К наиболее значимым источникам загрязнения Шекснинского водохранилища следует отнести:
– точечные (сточные воды промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных предприятий);
– диффузный сток с территорий населенных пунктов, промышленных предприятий и сельскохозяйственных угодий;
– судоходство (аварии, сброс подсланиевых вод, маломерный флот);
– складирование на берегах шлаков АО «Северсталь»;
– атмосферные осадки;
– затопленный лес и кустарники.

Точечные источники загрязнения. К точечным источникам загрязнения относится сброс сточных вод деревообрабатывающих предприятий, коммунального хозяйства, сельскохозяйственного производства и предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции. Сосредоточены точечные источники загрязнения в основном в трех населенных пунктах: п. Шексна, г. Белозерск и с. Липин Бор. Со сточными водами в водохранилище поступают взвешенные вещества, органические вещества, фосфаты, соединения азота, хлориды, сульфаты и нефтепродукты. Обращает на себя внимание тот факт, что предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции сбрасывают небольшой объем стоков, но с большим содержанием органических веществ. Так, БПК5 стоков АООТ маслозавода составляет 1216,6 кг, АО «Молоко» – 988,7 кг, хлебозавода – 761,1 кг на 1 тыс. куб. м. сбрасываемых вод. Птицефабрика «Шекснинская» в сравнении с другими источниками загрязнения выделяется высоким содержанием в стоках фосфатов, соединений азота и сульфатов. Суммарная прибавка загрязняющих веществ, поступающих в водоем со сточными водами в расчете на все водохранилище невелика. Однако в этих небольших по объему стоках концентрации загрязняющих веществ весьма высоки. Судя по результатам анализов, в подавляющем большинстве сточные воды сбрасываются без какой-либо очистки. Вблизи выпуска таких стоков вода может быть непригодна для использования в питьевых целях как из-за непосредственного загрязнения сбросами неочищенных сточных вод, так и вторичного загрязнения в результате ускорения темпов эвтрофирования водоема.

Диффузный сток с территорий населенных пунктов, промышленных предприятий и сельскохозяйственных угодий. Как правило, с диффузным стоком поступают органические вещества, биогенные элементы, нефтепродукты, химические средства защиты растений и детергенты. Наибольшее их поступление следует ожидать в период таянья снега и с дождевыми водами. Конкретной информации по объему диффузного стока пока нет.

Судоходство. Загрязнение за счет судоходства создается из-за сброса бытовых и подсланиевых вод и аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Наблюдаемый нами в июле 1995 г. сброс нефтепродуктов на р. Ковже с проходящего судна сопровождался резким повышением ХПК (в два раза) по сравнению со станцией, расположенной ниже на 10 км, увеличением численности нефтеокисляющих бактерий и содержания в воде метана, образующегося при разложении нефтепродуктов нефтеокисляющими бактериями. Сорбируясь на взвеси, нефтепродукты осаждаются на дно. По загрязнению донных отложений выделяются участки водохранилища, наиболее часто загрязняемые углеводородами и ПАУ нефтяного происхождения: Приплотинный плес, центральная русловая часть Сизьменского разлива, р-н Салово вблизи фарватера Белого озера и р. Ковжа (белозерская). Нефтепродукты и ПАУ накапливаются в рыбе.

Исследования по загрязнению донных отложений нефтепродуктами и ПАУ выполнены в 1994 году, а рыбы – в 1995 году. Однако участки наибольшего загрязнения донных отложений и рыбы совпадают, что свидетельствует о постоянном загрязнении водохранилища нефтепродуктами в той или иной степени. Наибольшее загрязнение нефтепродуктами и ПАУ испытывают следующие участки: Сизьменский разлив (центральная русловая часть), Приплотинный плес, Салово-Топорня, Белое озеро (местами), р. Ковжа.

Складирование шлаков АО «Северсталь». Шлаки АО «Северсталь» складировались на берегах речной части водохранилища в районе населенных пунктов: Топорня, Салово, Иванов Бор, Горицы и Крохино. За счет складирования шлаков водохранилище загрязняется тяжелыми металлами. По содержанию в воде металлов таких, как Cd, Рb, Cu, Fe, Mn выделяется наиболее неблагополучный участок – северная русловая часть Сизьменского разлива (ст. Салово – о. Розбуй).

Хотя металлы могут поступать в водоем от различных источников: со сточными водами, атмосферными осадками, при складировании на берегах шлаков, с подсланиевыми водами судоходства, с диффузным стоком и привноситься реками, но на вышеуказанном участке, бесспорно, загрязнение водоема было вызвано складированием по берегам речной части водохранилища выше Сизьменского разлива. Сохранившиеся по берегам шлаки в р-не Салова и Гориц содержат все вышеуказанные элементы в подвижной форме. Складирование шлаков привело к загрязнению донных отложений как вследствие прямого попадания их в водоем, так и за счет вымывания из них элементов талыми и дождевыми водами.

Повышенное содержание металлов, поступающих в водоем из шлаков, прослеживается в той или иной степени выше и ниже участка максимального загрязнения (Салово – о. Розбуй) и охватывает район Горицы – открытая часть Сизьменского разлива.

Атмосферные осадки и вынос с водозабора. Они привносят с собой загрязняющие вещества и тем самым представляют угрозу экологическому благополучию водоемов и водотоков. Среди приоритетных загрязняющих веществ, выпадающих с дождем и снегом, особое место занимают кислотообразующие соединения серы и азота, тяжелые металлы и органические соединения.

В воде Шекснинского водохранилища выявлено довольно высокое содержание ртути от 0,5 до 3,9 мкг/л., превышающее рыбохозяйственный норматив (ПДК р/х – 0,01 мкг/л) и почти повсеместно и санитарно-бытовой (ПДК с/б – 0,5 мкг/л). При общем высоком содержании ртути в воде водохранилища выделяются два пика максимальных концентраций: первый пик – р. Сизьма и Сизьменский разлив ниже р. Сизьмы.; второй – р. Ковжа после слияния рек Ковжи, Шолы, Кемы, Белое озеро, Белозерский канал, речная часть – Горицы. Одной из основных причин, на наш взгляд, такого распределения ртути в водоеме является поступление ее с талыми водами и выносом с водосбора, о чем свидетельствует высокое содержание ртути в воде притоков (р. Сизьма, Белозерский канал, р. Ковжа).

Реки, впадающие в Шекснинское водохранилище, питаются за счет поверхностного стока, формирующегося на обширной заболоченной местности. Стекающие с болот воды очень мало минерализованы и содержат большое количество органических веществ гумусового происхождения, вследствие чего они окрашены в желтый, а иной раз, и в коричневый цвет. При обследовании озер Дарвинского заповедника установлено, что в кислых озерах (Ph<5) ртуть в основном концентрируется в воде в форме органокомплексов (Степанова и Комов, 1996). Вероятно, то же самое наблюдается в болотах, питающих реки бассейна Шекснинского водохранилища, что и обусловливает высокое содержание ртути в воде рек.

По данным Литвинова А. С. и Цельмовнч О. Л. (1982) в водном балансе Шекснинского водохранилища 80% его приходной части составляет речной сток, и техногенные, бытовые или аграрные «добавки» по всей площади водосбора так или иначе (по ручьям, малым и большим притокам) в конечном результате попадают в водохранилище. Контроль и охрана от загрязнения речных вод на площади водосбора имеют самое прямое отношение к сохранению качества воды в водохранилище.

Затопленные леса и кустарники. В период строительства гидроузла ложе водохранилища не было подготовлено, и массивы лесов и кустарников, расположенные по берегам рек: Шексны, Ковжи, Кемы, Шолы, Сизьмы и др. более маловодных рек, были затоплены. В центральной части речного участка образовался мелководный разлив площадью 270 км2 (Сизьменское расширение), из которых 250 км2 составляли смешанные леса. По истечении 30 лет большая часть стволов деревьев повалена льдом и волнами. Древесина, находящаяся в воде, разлагается, при этом неизбежно образуются продукты ее деструкции, в том числе токсические вещества. Одним из таких продуктов является сероводород. Самое высокое содержание сероводорода и сульфидов (17,4 – 23,2 мг/г) выявлено нами в Сизьменском разливе.

Таким образом, приоритетными видами загрязнения для Шекснинского водохранилища являются тяжелые металлы и нефтепродукты, в том числе ПАУ нефтяного происхождения. Нефтепродукты поступают в водоем за счет безответственного использования водоема судоходством и с диффузным стоком с территории населенных пунктов. Основные источники поступления металлов: шлаки, талые воды, вынос с водосбора и судоходство (табл.).

Особенностью Шекснинского водохранилища является то, что в водоеме имеются участки с первичными (древними) отложениями глины, обогащенной медью, а возможно местами и марганцем. Для донных отложений Шекснинского водохранилища характерно довольно высокое валовое содержание меди (выше существующих нормативов и средних фоновых значений для водных объектов Европейской части России). Глина, обогащенная медью, выходит на поверхность на Ковжинском участке и отдельными вкраплениями в Белом озере. Такая глина имеет зеленоватый оттенок. Интенсивное судоходство и дноуглубительные работы способствуют поступлению мелкодисперсной глинистой взвеси в воду и переносу меди по водохранилищу. Вода, несущая «белозерскую глину», доходит до Сизьменского разлива.

Загрязняющие вещества, циркулируя в водных экосистемах, оказывают негативное воздействие на рыб, вызывая у них токсикозы, приводящие порой к гибели. Рыбы с признаками токсикоза встречаются по всему водоему, но процент по участкам водохранилища различен. Наибольшая степень поражения рыб – в р-не Топорни и в Сизьменском разливе. Основной внешний признак токсикоза – геморрагия, выражающаяся в расстройстве местного кровообращения, заключающегося в выходе крови из просвета сосуда в ткани (кровоизлияние) в результате повреждения или повышения проницаемости сосудистой стенки. Кровоизлияния наблюдаются как на покровах, так и во внутренних органах. Рыбы, испытывающие длительное действие токсических веществ даже в небольших концентрациях, имеют меньшую степень ожирения по сравнению с рыбой, обитающей в благоприятных условиях. По этому признаку сильно различается рыба речного и озерного плесов. Как свидетельствуют электронно-микроскопические исследования внутренних органов (печень, почки) наблюдаемая картина их повреждений характерна для ядов протоплазматического и гемолитического действия, к которым относятся металлы. Функционирование пораженных органов затруднено. В печени развиваются цирротические явления, в почках почечнокаменная болезнь. Известно, что присутствие в воде нефтепродуктов усиливает действие металлов. Металлы и нефтепродукты не только вызывают у рыб токсикозы, но и накапливаются в них, тем самым становятся биологически доступными для человека.

На основании выполненных исследований по распределению загрязняющих веществ в водохранилище выделяются наиболее неблагополучные зоны: Сизьменский разлив и Приплотинный плес. Источники загрязнения Сизьменского разлива: складирование по берегам речной части шлаков, вынос с площади водосбора, судоходство, разложение древесины и атмосферные осадки. Источники загрязнения Приплотинного плеса: точечные (сброс сточных вод), судоходство, вынос из Сизьменского разлива тяжелых металлов, диффузный сток, атмосферные осадки. Особую тревогу должно вызывать общее загрязнение водоема ртутью.

Источник: Козловская В.И. Изучение экосистемы Шекснинского водохранилища, разработка системы наблюдений за состоянием его водных ресурсов и оценка современной ихтиотоксикологической ситуации / В.И. Козловская // Научное обеспечение охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов : материалы науч.-практ. конф. – Вологда, 1997. – С. 16-22.