Ecological condition of the small rivers Ik and Syun in the Sharansky District of the Republic of Bashkortostan

Cover Page

Abstract

Currently the negative impact of man on aquatic ecosystems is very noticeable. This, in the final analysis, was reflected in the change in the hydrological regime of rivers and lakes. Environmental conditions in many water bodies deteriorated sharply. There are also acute exacerbations of water management situations, deterioration of water use conditions due to the lack of scientifically based principles of nature management in the catchment area, and quantitative and qualitative depletion of water resources due to the combined impact of various sectors of the national economy The ecological state of water bodies largely depends on external influences, the magnitude of which should not exceed the permissible limits. In this case, the ecosystem maintains its stability. The paper deals with the assessment of the ecological state of rivers and their resistance to polluting effects, in particular, an assessment of the quality of the water of the Ik and Syun rivers in the Sharansky District of the Republic of Bashkortostan. Physico-chemical and organoleptic analyses of the rivers have been carried out. The research was conducted in September-May 2016-2017. The analysis of the water was carried out in the analytical laboratories of the Tuimazy inter-district branch of the FBU «Center for Hygiene and Epidemiology in the Republic of Bashkortostan». The water quality in the river was estimated using the Mayer index.

Full Text

Введение

На территории Российской Федерации практически все водные объекты подвержены антропогенному влиянию, качество воды большинства из них не отвечает нормативным требованиям [1]. Среди основных рек России наибольшими экологическими проблемами характеризуются Волга, Енисей. Они оцениваются как «загрязненные». Их крупные притоки – Ока, Кама, Иртыш, Миасс – оцениваются как «сильно загрязненные» [2].

Экологическое состояние поверхностных вод в Республике Башкортостане считается удовлетворительным. Насчитывается более 600 рек и 1000 озёр [3]. Самая известная из них река Белая – главная водная артерия Республики Башкортостан, левый и самый крупный приток реки Кама. Свое начало река Белая берет в Учалинском районе на высоте 745 м у подножия хребта Аваляк. Река принимает много притоков, справа в неё впадают Тирлян, Нура, Нугуш, Зилим, Сим с Инзером, Уфа с Айем и Юрюзанью, Быстрый Танып; слева – Уршак, Дема, Кармасан, Чермасан, База, Сюнь. Самым крупным из них является река Уфа [4].

Река Сюнь (Сэн) – левый приток реки Белой, берет начало южнее деревни Ново-Cабанаево Шаранского района, далее течет по Бакалинскому, Илишевскому районам Республики Башкортостан. Длина ее составляет 209 км, падение – 207 м, средняя высота – 177 м.

В этом же районе республики протекает река Ик (Ык), левый приток реки Камы. Берет начало в 25 км южнее города Белебея, протекает по Белебеевскому, Ермекеевскому, Туймазинскому, Шаранскому районам Республики Башкортостан, затем по территории Республики Татарстан. Длина – 571 км, общее падение – 282 м, густота речной сети – 0,34 км/км², средняя высота – 208 м [5].

Основными водными артериями Шаранского района являются реки Сюнь, Ик, а также Шаранка, Шалтык и более 30 притоков, большинство из которых являются притоками первого и второго порядков реки Сюнь. Каждая из них внесла свой вклад в развитие района, их образа жизни [6].

Исследования проводились нами в сентябре – мае 2016–2017 гг.

Методы исследования

При сборе материалов работы нами использовались следующие методы: маршрутно-экспедиционный, установление видовой принадлежности фауны с помощью определителей, метод расчета индекса Майера, физико-химические и органолептические методы анализа. Анализ воды проводился в аналитической лабораторий Туймазинского межрайонного филиала ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Башкортостан» (Аттестат аккредитации испытательной лаборатории №POOC RU.000,510569).

Для изучения физико-химического состава и органолептических характеристик были отобраны пробы воды из рек Сюнь и Ик в районе сел Алпаево и Нижнезаитово и Алпаево, соответственно, в Шаранском районе Республике Башкортостана.

Отбор проб был произведен согласно требованиям ГОСТ 31861–2012 «Вода. Общие требования к отбору проб» [7]. Для оптимальной оценки экологического состояния поверхностных вод на территории Российской Федерации существует единые критерии оценки качества поверхностных вод, которые отражены в Санитарных правилах и нормах СанПин 2.1.5.980–00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» [8].

Органолептические показатели исследуемых рек были определены по методикам П.В. Машкина [9] и Л.А. Коробейникова [10].

Материалы и результаты исследований

Результаты оценки запаха воды, ее цветности и температуры в рамках рек Сюнь и Ик в Шаранском районе представлены в таблице (табл. 1).

Интенсивность запаха оценивают по 5-балльной шкале, запах воды в реке Ик и Сюнь в исследуемых точках соответствует 1 баллу, согласно шкале интенсивности запаха.

Температура воды в момент отбора пробы воды соответствовала сезону.

Результаты исследования показали, что в вода реках весной бесцветная, а осенью мутно-желтая, так как в ней содержатся взвешенные частицы глины, песка, ила, которые вымываются из грунта.

Следующим пунктом исследования был физико-химический анализ воды в реках Сюнь и Ик в Шаранском районе. Значения, показывающие состояния воды рек, представлены в таблице (табл. 2).

Присутствие органических веществ в воде повышает количество микроорганизмов и, соответственно, увеличивает значения БПК₅.

БПК – количество кислорода (в миллиграммах), необходимое для окисления в аэробных условиях, в результате происходящих в воде биологических процессов органических веществ, содержащихся в 1 л воды, определяется по результатам анализа изменения количества растворённого кислорода с течением времени при 20°С [11].

 

Таблица 1 – Органолептические показатели воды рек Ик и Сюнь

№ п/п

Наименование показателя

ПДК СанПиН 2.1.5.980–00

р. Сюнь, мг/л (осень 2016 г.)

р. Сюнь, мг/л (весна 2017 г.)

р. Ик, мг/л (осень 2016 г.)

р. Ик, мг/л (весна 2017 г.)

1

Запах

0

1

1

1

1

2

Цветность

бесцветный

мутно-желтая

бесцветный

мутно-желтая

бесцветный

3

Температура

-

+16

+9

+13

+11

 

Таблица 2 – Результаты лабораторных испытаний качества воды рек Ик и Сюнь

№ п/п

Наименование показателя

ПДК, мг/л (СанПиН 2.1.5.980–00)

р. Сюнь, мг/л (осень 2016 г.)

р. Сюнь, мг/л (весна 2017 г.)

р. Ик, мг/л (осень 2016 г.)

р. Ик, мг/л (весна 2017 г.)

5

рН

6,5–8,5

7,6

7,15

7,5

8,0

6

Взвешенные вещества

0,75

1,615

1,700

1,610

1,675

7

ХПК

30

13,475

13,891

13,465

13,775

8

БПК полное

4

5,450

5,301

4,800

4,688

9

Ион аммония

1,5

0,750

0,300

0,550

0,270

10

Нитрат-ион

45

4,550

5,175

3,750

3,550

11

Нитрит-ион

3,3

3,076

3,396

3,307

4,080

12

Фосфат-ион

1,14

1,187

1,200

1,200

1,215

13

Сульфат-ион

500

212,000

220,000

213,000

200,000

14

Хлорид-ион

300

103,515

110,717

100,525

109,610

15

Нефтепродукты

0,5

0,073

0,091

0,090

0,110

16

СПАВ

0,10

0,028

0,026

0,022

0,019

17

Железо

0,3

0,516

0,529

0,329

0,363

18

Хром 3 вален.

0,075

0,008

0,007

0,008

0,007

19

Хром 6 вален.

0,05

0,008

0,007

0,008

0,007

20

Медь

0,1

0,001

0,001

0,001

0,001

21

Цинк

1

не обнаружено

не обнаружено

не обнаружено

не обнаружено

22

Никель

0,02

0,01

0,01

0,01

0,01

23

Свинец

0,005

не обнаружено

не обнаружено

не обнаружено

не обнаружено

24

Кадмий

0,1

не обнаружено

не обнаружено

не обнаружено

не обнаружено

25

Марганец

0,1

0,01

0,01

0,01

0,01

26

Алюминий

0,2

0,018

0,017

0,021

0,020

27

Фенолы

0,001

0,001

0,001

0,001

0,002

28

Сухой остаток

1000

400,050

390,550

533,001

447,01

29

Жиры

не нормируется

0,121

0,125

0,125

0,130

30

Растворенный кислород

не менее 4

7,5

7,5

7,5

7,5

 

Для проб воды обеих исследуемых рек было характерно незначительное превышение значений ПДК. Вода из проб, отобранных весной, характеризовалась более низкими значениями БПК по сравнению с осенними (рис. 1). Повышенный уровень БПК при проведении анализа в поверхностных водах говорит о том, что воде требуется много кислорода для окисления вредных примесей. А значит, количество этих самых примесей также велико.

 

 

Рисунок 1 – БПК₅ в пробе воды реки Сюнь

 

Повышенное содержание нитритов указывает на усиление процессов разложения органических веществ в условиях медленного окисления нитрит-ионов в нитрат-ионы, что свидетельствует об органическом загрязнении водоема. Нитриты негативно влияют на химические и гидробиологические показатели воды, что в конечном итоге отражается на гидробионтах. Их интоксикация нитритами вызывает тяжелейшие сдвиги в метаболизме, усиление процессов перекисного окисления липидов, подавление систем антиоксидантной защиты организма с последующими деструктивными процессами на уровне ферментативных реакций, гуморальных факторов регуляции и клеточных мембран. Часто повторяющаяся и длительная интоксикация организма у гидробионтов, даже небольшими дозами токсикантов, сопровождается стрессами, приводит к истощению гипофизарно-адреналовой системы, подрыву защитных сил организма и ослаблению клеточного иммунитета [12–14].

Сезонные колебания нитритов характеризуются отсутствием их зимой и появлением весной при разложении неживого органического вещества. Наибольшая концентрация нитритов наблюдается в конце лета, их присутствие связано с активностью фитопланктона (установлена способность диатомовых и зеленых водорослей восстанавливать нитраты до нитритов). Осенью содержание нитритов уменьшается [15] (рис. 2).

 

 

Рисунок 2 – Содержание нитритов в пробе воды реки Ик

 

Количество взвешенных веществ (органические и неорганические частицы, содержащиеся в воде во взвешенном состоянии) превышают норму как в р. Сюнь, так и в р. Ик. Говоря о взвешенных веществах, можно сделать вывод, что р. Ик и Сюнь, протекая по местности, где берега не имеют каменной «подложки», постоянно омывают земляные, глинистые берега, смывают различные примеси, тем самым ухудшая данный показатель, повсеместно используемый при оценке качества поверхностных вод (рис. 3).

 

 

Рисунок 3 – Содержание взвешенных веществ в пробе воды рек Ик и Сюнь

 

Проведенное исследование показало, что в воде реки Сюнь содержание ионов железа превышает предельно допустимую концентрацию почти на 70%. Причем это значение практически не изменяется в зависимости от времени года. Река Ик по данному параметру относительно благополучна, концентрация ионов железа ПДК превышена незначительно (рис. 4).

 

 

Рисунок 4 – Содержание ионов железа в пробе воды рек Сюнь и Ик

 

Ионы железа попадают в воду при растворении горных пород. Насыщенными ионов железа оказываются подземные воды в толщах юрских глин. В глинах много пирита (FeS₂), и ионы железа из него относительно легко переходят в воду [16].

Также значительное количество ионов железа в поверхностные воды поступает с сельскохозяйственными стоками, что, предположительно, является одной из основных причин превышения ПДК по указанному показателю [17].

Для получения более полной картины экологического состояния рек Ик и Сюнь были применены также биологические методы, в частности метод оценки качества воды по Майеру, основанный на качественном и количественном анализе обитающих в водоеме гидробионтов (табл. 3, 4) [18].

Водоему присваивается I класс качества в том случае, если индекс Майера окажется равным 22. Водоем относится ко 2 классу качества, если индекс Майера оказался в интервале от 17 до 21. Значения суммы от 11 до 16 говорят о 3 классе качества – умеренная загрязненность. Все значения меньше 11 характеризуют водоем как грязный – 4–7 классы качества [19].

 

Таблица 3 – Оценка качества воды по индексу Майера рек Сюнь и Ик

Обитатели воды

Количество организмов

Сюнь

Ик

Обитатели чистых вод:

Личинки веснянок

3

Личинки поденок

4

2

Личинки ручейников

4

Личинки вислокрылок

1

3

Организмы средней степени чувствительности:

Бокоплав

7

Речной рак

3

Личинки стрекоз

5

1

Личинки комаров-долгоножек

Моллюски-катушки

4

2

Моллюски-живородки

2

1

Обитатели загрязненных водоемов:

Личинки комаров-звонцов

Пиявки

 

Водяной ослик

 

Прудовик

3

3

Личинки мошки

1

 

Малощетинковые черви

 

 

В пробах воды из реки Сюнь были обнаружены организмы средней степени чувствительности: бокоплавы, личинки стрекоз, катушки, моллюски-живородки. Индекс Майера в исследуемом районе в реке Сюнь оказался равен 16, это свидетельствует о том, что вода 3-го класса качества.

В реке Ик были обнаружены следующие виды животных биоиндикаторов: личинки ручейников, личинки поденок, речной рак, двустворчатые моллюски, моллюски-катушки, моллюски-живородки, личинки поденок. Индекс Майера составил 21, водоем характеризуется как умеренно загрязненный 2-го класса качества [20].

Выводы

По результатам исследования установлено, что в составе воды из реки Сюнь такие показатели, как БПК₅, концентрация ионов железа и содержание взвешенных веществ, превышают предельно допустимую концентрацию, установленную в нормативном документе СанПиН2.1.5.980–00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод». Индекс Майера в реке Сюнь составил 16, вода 3-го класса качества воды.

Для реки Ик установлено превышение предельно допустимой концентрации по таким показателям, как нитрит-ионы, ионы железа, взвешенные вещества. Индекс Майера в реке составил 21, водоем характеризуется как умеренно загрязненный 2-го класса качества.

В целом экологическое состояние реки Ик на момент исследования является более благополучным по сравнению с рекой Сюнь, хотя оба водотока испытывают примерно одинаковый уровень антропогенной нагрузки. Полученные данные могут быть применены при более масштабном экологическом мониторинге рек Республики Башкортостан.

×

About the authors

Elvina Rishatovna Nafikova

Birsk branch of Bashkir State University

Email: example@snv63.ru

master student of Biology and Ecology Department

Russian Federation, Birsk

Aysylu Airatowna Islamova

Birsk branch of Bashkir State University

Author for correspondence.
Email: islamova.81@list.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Biology and Ecology Department

Russian Federation, Birsk

References

  1. Станковский А. Экологические проблемы водных ресурсов. Омск: Наука, 2004. 183 с.
  2. Шикломанов И.А. Водные ресурсы России и их использование. СПб.: Государственный гидрологический институт, 2008. 152 с.
  3. Балков А.В. Водные ресурсы Башкирии. Уфа: Просвещение, 2008. 355 с.
  4. Гареев А.М. Реки и озера Башкортостана. Уфа: Китап, 2011. 259 с.
  5. Гареев А.М. Водные ресурсы Башкирии и их состояние в будущем. Уфа: Китап, 2003. 204 с.
  6. Миннигалиев Н.Х. Край родной, навек любимый. Уфа: Китап, 2011. 358 с.
  7. ГОСТ 31861-2012 Вода. Общие требования к отбору проб. М.: Стандартинформ, 2013. 32 с.
  8. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод». Утв. главным государственным санитарным врачом РФ Г.Г. Онищенко 22.06.2000 г.
  9. Машкин П.В. Биологические методы оценки состояния водных экосистем. Омск: Наука, 1996. 34 с.
  10. Коробейникова Л.А. Комплексная экологическая практика школьников и студентов: учебно-методическое пособие. СПб., 2002. 268 с.
  11. Хараева Г.И. Экологический мониторинг. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2004. 77 с.
  12. Черкесова Д.У., Шахназарова А.Б. Экология животных. Махачкала: Юг России, 1990. 131 с.
  13. Ажипа Я.И., Реутов В.П., Каюшин П.П. Экологические и медико-биологические аспекты проблемы загрязнения окружающей среды нитратами и нитритами // Физиология человека. 1990. Т. 16, № 3. С. 131-150.
  14. Велдре И.А.Токсическое воздействие нитратов на рыб. Экология 1990. С. 71-73.
  15. Логинова Е.В., Лопух П.С. Гидроэкология. Мн.: БГУ, 2011. 78 с.
  16. Абдрахманов Р.Ф., Попов В.Г. Ионообменная концепция в генетической гидрохимии. Уфа: Гилем 2013. 357 с.
  17. Москвин А.Г. Экология водоемов России. Рязань: Школа-Пресс, 1999. 134 с.
  18. Сибагатуллина А.М., Мазуркин П.М. Измерение загрязненности речной воды. М.: Изд-во «Академия естествознания», 2009. 216 с.
  19. Абдрахманов Р.Ф. Гидрогеоэкология Башкортостана. Уфа: Информ, 2005. 344 с.
  20. Акимушкин И.И. Мир животных: Беспозвоночные. М.: Мысль, 1992. 382 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Figure 1 - BOD₅ in the water sample of the Xun River

Download (10KB)
2. Figure 2 - The content of nitrites in the water sample of the Ik river

Download (6KB)
3. Figure 3 - The content of suspended solids in the water sample of the Ik and Xun rivers

Download (11KB)
4. Figure 4 - The content of iron ions in the water sample of the Xun and Ik rivers

Download (10KB)

Statistics

Views

Abstract: 216

PDF (Russian): 60

Dimensions

Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2017 Nafikova E.R., Islamova A.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