The assessment of the ecological state of the reservoir in the Spring Valley of Volgograd

Full Text

Введение

Вода представляет собой очень важный и ценный ресурс, который обеспечивает постоянство протекания жизни, а также зарождает все живое на нашей планете [1, с. 284–285]. Однако водные ресурсы распределены по поверхности земного шара неравномерно, что привело к возникновению более влажных и более засушливых районов. Неоднородное размещение водных запасов стало причиной возникновения кризисов и социальных катастроф [2, с. 54–55]. В период аграрного общества масштабы распространения катастроф не превышали локального уровня, однако в процессе эволюции и развития человечества диапазон воздействия увеличивался [3, с. 56–57]. Таким образом, возникла необходимость разрабатывать пути решения данной проблемы [4, с. 4]. Одним из таких способов предотвращения глобального кризиса является проведение экологического мониторинга водных объектов.

Экологический мониторинг водных объектов представляет собой слаженный механизм регулярного и комплексного наблюдения за состоянием водных объектов, принимается также во внимание учет качественных и количественных данных за анализируемый временной промежуток. Значимость экологического мониторинга состоит и в том, что осуществляется система прогнозирования, которая позволяет вовремя выявлять и исправлять возникающие изменения.

Необходимость проведения экологического мониторинга определяется регулярным поддержанием качества водоемов, предотвращением поступления загрязняющих веществ, вовремя выявленными и спрогнозированными отрицательными последствиями, которые могли бы повлиять на состояние водных ресурсов [5, с. 275].

Цель и объект исследования

Целью работы является проведение оценки экологического состояния водоема в микрорайоне «Родниковая долина» г. Волгограда.

В настоящее время экологическое состояние водных объектов города Волгограда определяется как неблагополучное, отсутствует должный надзор и мониторинговые исследования, которые вовремя обеспечивают определение появляющихся отклонений и изменений состояния. Таким образом, особой значимостью наделены комплексные анализы состояния водоемов, которые подразделяются в зависимости от происхождения, химического строения, различной степени человеческого вмешательства и т.д.

Следует отметить, что почти все водные объекты, находящиеся в Волгограде, претерпевают значительный антропогенный пресс по причине того, что территориально размещены в плотно заселенных районах, вблизи продольных магистралей. Тем самым воздействие хозяйственной деятельности человека приводит к резкой смене гидрохимических режимов водоемов [6, с. 187].

В качестве объекта исследования был выбран водоем под названием «Цыганский пруд», расположенный в Советском районе города Волгограда.

Материалы и методика исследований

Изучение любого водного объекта начинается с описания его местонахождения. Расположение водоема в городской черте имеет важное значение для выбора применяемого анализа и методов его изучения. Исследуемый водоем находится вдали от существенных источников антропогенного влияния, располагаясь в массиве индивидуальной жилой застройки. Территориально водоем находится в Советском районе города Волгограда и не так давно, в течение пяти лет, прилегает к строящемуся микрорайону «Родниковая Долина» в границах улиц Курсекова, Грибанова и Родниковая [7, с. 278].

Анализируя исторические данные, было выяснено, что исследуемый водоем был образован методом искусственно созданных запруд ручья Купоросного. Название дано по народу, представители которого в прошлом проживали поблизости, а также из-за необустроенности водоема, отсутствия у него хозяина. Площадь анализируемого водного объекта менее 0,8 га, длина – 134 м, ширина – 58 м [8, с. 154; 9, с. 291].

В пределах береговой линии водоема наблюдается ярко выраженное преобладание тростниково-полыневой ассоциации, также широко распространены клен американский (Acer negundo), клен татарский (Acer tataricum), циклахена дурнишниколиственная (Cyclachaena xanthiifolia). Общий характер рельефа выровненный, с небольшими углублениями. Почва светло-каштановая, сухая. Необходимо отметить, что вышеупомянутые виды растений относятся к эврибионтам. Вследствие обладания обширным спектром порога выносливости, данные виды способны сдерживать внешнюю «агрессивную» антропогенную нагрузку.

Степень неблагоприятного воздействия человека на территорию проявляется в скоплениях бытового и строительного мусора в связи с реализацией проекта строительства автомагистрали. Транспортная нагрузка на участке умеренная.

В настоящее время разработано множество разных способов и их модификаций оценки качества воды [10].

Одним из них является биоиндикация качества воды по животному населению с применением индекса Майера. Предоставленным методом можно пользоваться для проведения анализа любых типов водных объектов. Преимущество данного способа заключается в простоте использования и краткосрочности выполнения анализа. Специфика метода основывается на особенности беспозвоночных животных обитать в водоемах установленного уровня загрязненности [11, с. 15; 12, с. 165–166].

Вместе с тем применяется способ проведения оценки уровня загрязнения водного объекта, основываясь на наличии характерных биоиндикаторных организмов с использованием системы Кольквитца–Марссона. Специфика метода заключается в ранжировании зон по количеству содержания органических веществ, загрязняющих водоемы. Так, выделяют олигосапробную, β-мезосапробную, α-мезосапробную и полисапробную зоны [13, с. 38].

Кроме того, для ранжирования степени качества воды используется также классификация А.А. Былинкиной и С.М. Драчева. Специфика метода заключается в том, что ученые пересмотрели важность показателей и сформировали наиболее значимые компоненты. Данная классификация послужила начальным базисом для впоследствии широко распространившейся 6-балльной школы классификации водоемов. Данный метод предложен к использованию на постах гидробиологического контроля [14 с. 36].

В процессе проведения эксперимента использовался метод биоиндикации качества водоема на определение наличия водорослей по Т.Я. Ашихминой. Выбор данного метода исследования обусловлен высокой значимостью и распространенностью в системе оценки и мониторинга качества воды. К преимуществам относится простота, эффективность, результативность использования. Методика оценки качества воды Т.Я. Ашихминой дает возможность определить степень органического загрязнения водоемов по факту наличия водорослей. Особенность метода заключается в том, что различные группы организмов-биоиндикаторов обитают в разнообразных условиях среды. Так, одна группа видов-биоиндикаторов комфортно поддерживает жизнедеятельность исключительно в чистой воде, другая группа – в умеренно загрязненной воде, третья – в загрязненной воде, богатой макро- и микроэлементами [15, с. 31; 16, с. 100–106].

Результаты исследований и их обсуждения

В результате ежемесячного мониторинга природного водного объекта с 25.09.2019 по 25.10.2020 были обнаружены следующие виды: хламидомонада Рейнгардта (Chlamydomonas reinhardtii), диатомовые водоросли (Diatomeae), эвглена зеленая (Egulena viridis), улотрикс (Ulothrix), навикула (Navicula rhynchocephalia), хлорелла (Chlorella vulgaris).

Рассмотрим особенности каждого из определенных видов [17, с. 25, 27–28; 18].

Хламидомонада Рейнгардта (Chlamydomonas reinhardtii) – представитель рода одноклеточных зеленых водорослей из семейства Хламидомонадовые. Данный вид относится к миксотрофному типу питания, то есть питается двумя путями: автотрофно и гетеротрофно. Большое количество водорослей говорит о загрязнении вод. При большом содержании вид, выделяя углекислый газ и повышая уровень продуктов распада, оказывает негативное влияние на окружающую среду.

Диатомовые водоросли (Diatomeae) – представитель отдела Охрофитовые водоросли. Относятся к фотоавтотрофным организмам. Диатомовые водоросли образуют основную массу состава продуцентов в водоеме, они являются началом пищевой цепи. Массовое развитие некоторых диатомовых водорослей может иметь и отрицательные последствия (влияют на качество воды, вызывают гибель личинок рыб, забивая им жабры). Диатомовые водоросли характеризуют умеренно загрязненный водоем [19, с. 11].

Эвглена зеленая (Egulena viridis) – представитель класса Эвгленоидеи, рода Эвглена. Данный вид питается миксотрофно, то есть способен к автотрофному и гетеротрофному типу питания в связи с наличием в клетке хлоропластов с хлорофиллом. Средой обитания данного вида являются сильно загрязненные пресные водоемы.

Улотрикс (Ulothrix) – представитель рода многоклеточныx зелёных водорослей из порядка Улотриксовые. Питание фототрофное. Данный представитель обитает в умеренно загрязненных водоемах.

Навикула (Navicula rhynchocephalia) – представитель рода одноклеточных водорослей из отдела Диатомовые. Питание фототрофное. Данный вид обитает в умеренно загрязненных водоемах.

Хлорелла (Chlorella vulgaris) – представитель семейства Хлорелловые, рода Хлорелла. Питание фототрофное. Средой обитания данного вида являются сильно загрязненные водоемы.

На основе классификации степени загрязнения водоемов по Т.Я. Ашихминой анализируемый водоем можно отнести к сильно загрязненному, так как доминирующие виды свидетельствуют о сильной загрязненности водоема и относятся к полисапробным видам. Преобладание полисапробов в естественных водоемах, как правило, приурочено к местам сброса органических стоков, к местам «гниения».

Стоит отметить, что человеческое вмешательство влечет за собой снижение биологической устойчивости. Это проявляется в преобразовании видового разнообразия водорослей, сокращении плотности популяций зеленых водорослей, увеличении распространения видов миксотрофного типа питания.

Так, среди обнаруженных видов Эвглена зеленая (Egulena viridis) и Хламидомонада Рейнгардта (Chlamydomonas reinhardtii) характеризуются миксотрофным типом питания. В результате данной особенности, несмотря на очищающую функцию упомянутых выше простейших, водный объект испытывает нехватку поступления кислорода, выработка которого происходит в процессе фотосинтеза. В связи с этим формируются неблагоприятные условия для существования гидробионтов.

Выводы

Вследствие проведенных исследований выявлено, что некоторые из присутствующих водорослей приводят к развитию неблагоприятных факторов для существования водной биоты. Однако данный факт является не единственным негативным признаком загрязнения водного объекта [20, с. 55–56].

Осуществляется строительство автодороги вблизи водоема, а также происходит обработка дорожного полотна антигололедными смесями и, как следствие, попадание данных реагентов в водный объект, что негативно сказывается на состоянии и жизнедеятельности простейших и гидробионтов.

Однако вместо того, чтобы провести очистку водного объекта и сохранить его не только как ценный источник пресной воды, но и экологическую нишу, создается проект по засыпанию пруда. Поэтому на данном этапе проводится множество заседаний и слушаний в Государственной думе, на которых, в том числе, присутствует группа экологов, заинтересованных в сохранении данного водного объекта как ценного источника не только пресной воды, но и рекреационного потенциала.

Проведение продолжительного мониторинга позволяет вовремя отследить степень загрязнения Цыганского пруда и предотвратить возникновение и обострение экологических проблем.

About the authors

Elizaveta Sergeevna Slaykovskaya

Volgograd State University

Email: slaykovskaya02@mail.ru

student of Institute of Natural Sciences

Russian Federation, Volgograd

Nadezhda Valeryevna German

Volgograd State University

Author for correspondence.
Email: german@volsu.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Ecology and Nature Management Department

Russian Federation, Volgograd

References

Supplementary files