Environmental monitoring of the Sudomoyka river in the Volgo-Ahtubinsky floodplain

Cover Page

Cite item

Abstract

The paper is devoted to ecological monitoring and system analysis of the Volgograd Region (the Sudomoyka Erik) reservoir. Environmental monitoring was conducted from March 2017 to February 2018. The set of studies included: determination of water organoleptic characteristics, the amount of dissolved oxygen in the water, pH value, a dry residue and bioindication. The authors note microorganism number increase: Synedra, Spirogyra, Mougeotia in July and September 2017 and in February 2018 which are biological indicators of water quality. The presence of a high number of microorganisms-bioindicators testifies to the supersaturation of water with oxygen and the formation of organic substances. The authors found an increase in salinity of water in March, July and December 2017, February 2018. In winter in the water of the Sudomoyka Erik the authors found large amounts of mucus, eggs of various insects, organic dirt, which indicates the water pollution in the winter. Water quality in the Sudomoyka Erik is unsatisfactory, the Eric is classified as a slightly polluted body of water. The Sudomoyka Erik cannot be used for domestic purposes by residents of nearby settlements and is unfavorable for swimming in summer. The ecological state of the Sudomoyka Erik determines the ecological state of the entire natural complex of the Volga-Ahtubinsky floodplain

Full Text

Введение

Экологическая проблема ухудшения состояния водоемов, протекающих вблизи как крупных, так и небольших городов в настоящее время является одной из актуальных. На территории Волгоградской области вблизи г. Краснослободска Среднеахтубинского района, на верхнем участке Волго-Ахтубинской поймы, протекает небольшой ерик под названием Судомойка, протяженностью около 5 км. По берегам водоема располагаются дачные массивы, небольшая часть микрорайона города Краснослободска и другие поселения. Достаточно большое количество населенных пунктов, находящихся по обе стороны от вод ерика, оказывают антропогенное влияние на экологическое состояние водоема. Ввиду того, что вода из водоема используется в большом количестве на сельскохозяйственные нужды, а также для обеспечения основного водного питания Волго-Ахтубинской поймы [1, с. 21; 2, с. 105], нами было принято решение о проведении экологического мониторинга данного водоема в течение 2017 года.

Целью данной работы явилось проведение экологического мониторинга и системного анализа исследуемого водоема (ерик Судомойка) для определения возможности употребления воды для полива сельхозугодий, бытовых нужд, а также ее пригодности для купания в летний период.

Объекты и методы исследований

Экологический мониторинг проводился с марта 2017 года по февраль 2018 года с определенной периодичностью. В комплекс исследований были включены методики определения органолептических показателей воды, количества растворенного кислорода в водоеме с помощью мобильного оборудования (анализатор растворенного кислорода МАРК 302Э), водородного показателя с помощью рН-метра 150, сухого остатка и метод биоиндикации.

Для определения степени минерализации воды в водоеме была выбрана методика «определения сухого остатка», т.к. она наиболее универсальна. Для эксперимента требуется стандартное оборудование: баня паровая водный термостат (DZKW на 6 мест), сухожаровой шкаф (ШС-80–01-СПУ), аналитические весы (ATX/ATY Shimadzu), фарфоровые чашки, мерная и лабораторная посуда общего назначения. Перед началом эксперимента фарфоровую чашку помещали в сухожаровой шкаф на 2 ч., после остывания взвешивали. Параллельно с этим исследуемую воду фильтровали, в количестве 250 мл наливали в фарфоровую чашку и выпаривали на водяной бане. После этого ее вновь помещали в сухожаровой шкаф еще на 2 ч. Расчеты проводили по формуле:

x=(m-m1)x100CV,

где х – количество сухого остатка (мг/дм³), m – масса емкости с сухим остатком, мг; m1 – масса пустой емкости, мг; V – количество воды, взятой для эксперимента, см³ [3, с. 10–11; 4, с. 110].

Результаты исследований и их обсуждение

По данным результатов биологического метода исследования нами были обнаружены микроорганизмы, служащие биоиндикаторами качества воды (табл. 1). Следует отметить, что при наличии в водоеме органических веществ водоросли могут сменить свой основной тип питания, осуществляемый с помощью фотосинтеза на фоторедукционный, фотогетеротрофный, автогетеротрофный, гетероавтотрофный и даже на полный гетеротрофный тип питания. Использование органических веществ в качестве дополнительного источника питания, а также способность к смешанному типу питания обусловливают рост их биомассы [5, с. 839].

 

Таблица 1 – Динамика количественного и качественного содержания микроорганизмов-биоиндикаторов в исследуемом водоеме (ерик Судомойка)

Виды организмов

Количество микроорганизмов

03.2017

04.2017

05.2017

07.2017

09.2017

12.2017

02.2018

Нитцшия игловидная (Nitzschia)

7

13

16

2

Синедра (Synedra)

13

10

9

20

17

8

Зеленая одноклеточная (Chlorophyta)

1

1

Кладорфа (Cladophora)

1

Циклоп (Cyclopidae)

2

1

6

3

Спирогира (Spirogyra)

15

9

25

27

5

10

Мужоция (Mougeotia)

2

6

Род Гимнозига (Gymnozyga)

3

9

 

Продуктивность и урожайность микроскопических водорослей зависит от концентрации питательных веществ в окружающей среде. Из минеральных веществ водорослям необходимы соли азота и фосфора. Средняя концентрация этих веществ в водоемах очень мала, и поэтому высокая продуктивность фитопланктона возможна лишь при условии постоянного поступления минеральных веществ в верхний слой воды – в зону фотосинтеза. Также к немаловажному фактору следует отнести слабую турбулентность водоема, т.е. слабое течение или отсутствие такового. Следствием этого является чрезмерно бурное развитие фитопланктона (цветение воды), при разложении которого выделяется сероводород или другие токсичные вещества, что в свою очередь приводит к гибели обитателей водоема и делает воду качественно непригодной. Массовое развитие водорослей зависит от количества растворенного кислорода в водоеме и температуры, т.е. от ее повышения, которое происходит во второй половине весны и летом, иногда продолжающегося до первой половины теплой осени [6, с. 24–25; 7, с. 64–65, 8, с. 74–75].

На неблагоприятное состояние водоема указывает высокое присутствие спирогиры и синедры. Данные виды свидетельствуют о подверженности образования тины в водоеме. По данным нашего исследования, в середине лета температура воды повышалась, а вместе с ней увеличивалась численность синедры (Synedra) и спирогиры (Spirogyra) обусловливая образование большого количества органики, приводящей к загрязнению пресных водоемов. Наличие мужоции (Mougeotia) в исследуемом водоеме в летние месяцы также свидетельствует о его загрязнении.

Наличие высокого количества микроорганизмов-биоиндикаторов говорит о перенасыщении воды кислородом. Кислород является окислителем и участвует в процессах гниения. Поступление кислорода из атмосферного воздуха в воду происходит только за счет фотосинтеза водорослей в дневное время. При этом выявленное нами перенаселение водоема фитопланктоном предопределяет острую нехватку кислорода в ночное время, т.е. в ночное время кислород расходуется до минимума [9, с. 25–26; 10, с. 3–4].

Зимой в пробах воды ерика Судомойка было обнаружено большое количество слизи, яйцекладок различных насекомых, органической грязи, что также свидетельствует о загрязнении водоема в зимний период. При органолептическом анализе были получены следующие данные:

– при температуре 20°С: вода бесцветная (прозрачность более 30) с землистым запахом, на вкус сладкая с привкусом мела;

– при температуре 60°С: вода бесцветная (прозрачность более 30) с землисто-болотным запахом, на вкус сладкая с привкусом мела.

В серию экспериментов, проводимых в период с марта 2017 года по сентябрь 2017 года, входило измерение растворенного кислорода в воде водоема. В июле и сентябре были зафиксированы скачки увеличения концентрации кислорода, что коррелирует с установленным нами фактом увеличения количества водорослей в исследуемый период. При повышенной температуре водорослям комфортно, и они активируют свою жизнедеятельность [11, с. 231–232; 12, с. 9–10; 13, с. 23–24].

Выявленные скачки повышения минерализации воды в марте и июле 2017 года (рис. 1) можно объяснить несколькими явными причинами: антропогенным прессингом и рекреационной деятельностью, имевшим место быть в летний период в специально отведенных местах, а также засором дамб по всей территории водоема. Ерик Судомойка перекрыт двумя дамбами, которые находятся в запущенном состоянии и препятствуют течению ерика, что негативно влияет на экологическое состояние водоема.

 

Рисунок 1 – Динамика степени минерализации и биоиндикации воды в ерике Судомойка

 

В ходе исследования были также установлены скачки минерализации в зимний период (декабрь 2017 г. и февраль 2018 г.), что не характерно для данного времени года. Такое явление, возможно, обусловлено повышением количества сине-зеленых водорослей, сменивших тип питания ввиду присутствия в водоеме в большом количестве органических веществ.

Рассматривая внешние признаки водоема, необходимо отметить, что береговая линия была загрязнена бытовыми отходами, преимущественно в зимний период, что, в свою очередь, усугубляло имеющееся негативное антропогенное вмешательство в экосистему водоема [14, с. 69; 15, с. 14–15].

Выводы

Ерик Судомойка относится к транзиторным водотокам Волго-Ахтубинской поймы, постоянно подвергающимся антропогенному прессингу, т.к. находится вблизи населенных пунктов. Качество воды в ерике Судомойка неудовлетворительное, ерик классифицируется как слабозагрязненный водоем.

Экологическое состояние ерика Судомойки обусловливает экологическое состояние всего природного комплекса Волго-Ахтубинской поймы.

Принадлежность ерика Судомойка к уникальному водному объекту Волгоградской области предопределяет не только проведение мониторинга в непосредственной близости к населенным пунктам г. Краснослободска, но и необходимость организации мониторинговых мероприятий в дополнительных точках, а именно в истоке и устье ерика.

×

About the authors

Nadezhda Valerievna German

Volgograd State University

Email: nadya-grman@rambler.ru

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

Russian Federation, Volgograd

Alina Valentinovna Babicheva

Volgograd State University

Email: sevrykova2012@yandex.ru

student of Natural Sciences Institute

Russian Federation, Volgograd

Igor Viktorovich Manaenkov

Volgograd State University

Email: mana69@mail.ru

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

Russian Federation, Volgograd

Galina Aleksandrovna Sevriukova

Volgograd State Technical University

Author for correspondence.
Email: sevrykova2012@yandex.ru

doctor of biological sciences, associate professor, professor of Industrial Ecology and Life Safety Department

Russian Federation, Volgograd

References

  1. Вершинина С.А., Маковкина Л.Н. Водные объекты Волго-Ахтубинской поймы // Грани познания. 2015. № 4 (38). С. 20-24.
  2. Брызгалина Е.С., Филиппов О.В., Кочеткова А.И., Баранова М.С. Экологическая оценка состояния водных объектов Волго-Ахтубинской поймы в условиях зимнего периода 2014-2015 гг. // Грани познания. 2015. № 4 (38). С. 104-113.
  3. Онищенко Г.Г. Состояние питьевого водоснабжения в Российской Федерации: проблемы и пути решения // Гигиена и санитария. 2007. № 1. С. 10-13.
  4. Коломин Ю.М. Экологический мониторинг состояния водоемов Северо-Казахстанской области и использование их биоресурсов // Экологический мониторинг и биоразнообразие: сб. материалов IV междунар. науч.-практ. конф. Ишим, 2012. С. 110-113.
  5. Жумадилова Ж.Ш., Сапаргалиева Г.М., Изимбет А.П. и др. Культивирование микроводоросли с целью получения биомассы в лабораторных условиях // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 10-5. С. 838-839.
  6. Алешня В.В., Журавлев П.В., Головина С.В. и др. Значение индикаторных микроорганизмов при оценке микробного риска в возникновении эпидемической опасности при питьевом водопользовании // Гигиена и санитария. 2008. № 2. С. 23-27.
  7. Леванова Г.Ф., Мазепа В.Н., Кашников С.Ю. Экспресс-метод биотестирования воды в полевых условиях // Гигиена и санитария. 2004. № 1. С. 64-66.
  8. Бойцов А.Г., Ластовка О.Н., Кашкарова Г.П., Благова О.Е. Оценка качества воды по биологическим показателям: пути совершенствования // Гигиена и санитария. 2005. № 1. С. 74-77.
  9. Базилевич Н.И., Родин Л.Е. Географические закономерности продуктивности и круговорота химических элементов в основных типах растительности Земли // Общие теоретические проблемы биологической продуктивности. Л.: Наука, 1969. С. 24-33.
  10. Будаговский А.И. Ресурсы почвенных вод и водообеспеченность растительного покрова // Водные ресурсы. 1985. № 4. С. 3-13.
  11. Петров Б.И., Денисова С.А., Леснов А.Е. Фазовые равновесия и распределение элементов в системах вода - антипирин - органическая кислота // Известия Алт. гос. ун-та. 2003. № 3 (29). С. 230-236.
  12. Курамшина Н.Г., Курамшин Э.М., Лапиков В.В. Комплексный экологический мониторинг водных экосистем в условиях техногенеза // Экологические системы и приборы. 2004. № 8. С. 9-11.
  13. Алешня В.В., Журавлев П.В., Головина С.В. и др. Значение индикаторных микроорганизмов при оценке микробного риска в возникновении эпидемической опасности при питьевом водопользовании // Гигиена и санитария. 2008. № 2. С. 23-27.
  14. Позин С.Г. О некоторых подходах к запрету купания в водоемах по результатам микробиологического анализа воды // Медицинские новости. 2005. № 9. С. 69-70.
  15. Рахманин Ю.А. Приоритетные направления и критерии оценки загрязнения окружающей среды // Гигиена и санитария. 2003. № 6. С. 14-16.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Figure 1 - Dynamics of the degree of mineralization and bioindication of water in the Erik Sudomoyka

Download (29KB)

Copyright (c) 2018 German N.V., Babicheva A.V., Manaenkov I.V., Sevriukova G.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies