Оценка экологического состояния водоёма в микрорайоне «Родниковая долина» г. Волгограда
- Авторы: Слайковская Е.С.1, Герман Н.В.1
-
Учреждения:
- Волгоградский государственный университет
- Выпуск: Том 11, № 2 (2022)
- Страницы: 120-123
- Раздел: Биологические науки
- URL: https://snv63.ru/2309-4370/article/view/109839
- DOI: https://doi.org/10.55355/snv2022112117
- ID: 109839
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В данной статье представлен биологический метод оценки экологического состояния водного объекта. В качестве объекта исследования выбран водоем Цыганский пруд, расположенный в микрорайоне «Родниковая долина» Советского района города Волгограда. В процессе проведения оценки экологического состояния водоема применялся метод биоиндикации качества воды с использованием водорослей по Т.Я. Ашихминой. Данный метод достаточно прост и доступен в своем применении. Определение основано на установлении степени органического загрязнения водного объекта посредством выявления водорослей-индикаторов для конкретного состояния среды. Согласно проведенным биологическим исследованиям, были обнаружены следующие виды: хламидомонада Рейнгардта (Chlamydomonas reinhardtii), диатомовые водоросли (Diatomeae), эвглена зеленая (Egulena viridis), улотрикс (Ulothrix), навикула (Navicula rhynchocephalia), хлорелла (Chlorella vulgaris). Вследствие чего анализируемый водоем можно отнести к сильно загрязненному, так как доминирующие виды свидетельствуют о сильной загрязненности водоема и относятся к полисапробным видам. Кроме того, в результате миксотрофного питания эвглены зеленой (Egulena viridis) и хламидомонады Рейнгардта (Chlamydomonas reinhardtii) водный объект испытывает нехватку поступления кислорода, выработка которого происходит в процессе фотосинтеза, что обусловливает формирование неблагоприятных условий для существования гидробионтов. Также важно отметить, что в настоящее время планируется проект по засыпке исследуемого водного объекта, что особенно негативно может сказаться в условиях нынешней обстановки нехватки пресных ресурсов.
Полный текст
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.
Об авторах
Елизавета Сергеевна Слайковская
Волгоградский государственный университет
Email: slaykovskaya02@mail.ru
студент института естественных наук
Россия, ВолгоградНадежда Валерьевна Герман
Волгоградский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: german@volsu.ru
кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии и природопользования
Россия, ВолгоградСписок литературы
- Градобоева Ю.А. Проблема дефицита пресной воды // Современные тенденции в науке и образовании: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. (Астана, Казахстан, 15 мая 2018 года) / под общ. ред. А.И. Вострецова. Астана: Мир науки, 2018. С. 284-287.
- Ермолаева Е.Л., Грибина Г.А. О значении воды для человека // Международный студенческий научный вестник. 2018. № 6. С. 53-60.
- Вильданов И.Р., Сакаева И.Ю. Проблемы дефицита пресной воды в условиях изменяющегося климата // Заметки ученого. 2019. № 5 (39). С. 56-59.
- Агеенко Ю.С. Дефицит и последствия нехватки пресной воды // Экология региона: проблемы и пути их решения: мат-лы университетской студ. науч.-практ. конф. (Волгоград, 4 сентября 2020 г.). Волгоград: Волгоградский государственный аграрный университет, 2021. С. 4-6.
- Зубрилов С.П., Растрыгин Н.В. О необходимости мониторинга поверхностных водных объектов на содержание микрозагрязнителей // Арктика: общество, наука и право: сб. ст. форума с междунар. уч. (Санкт-Петербург, 23-24 октября 2018 г.). СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского государственного университета, 2020. С. 270-281.
- Матвеева А.А., Архипова А.Ю. Оценка экологического состояния городских прудов (на примере г. Волгограда) // Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и на сопредельных территориях: мат-лы VII междунар. науч. конф. (памяти проф. А.Н. Петина) (Белгород, 24-26 октября 2017 г.). Белгород: Издательство «Политерра», 2017. С. 186-190.
- Муртазина А.А., Слайковская Е.С. Анализ экологического состояния прудов на территории г. Волгограда в условиях различной интенсивности антропогенной нагрузки // Студент года 2021: сб. ст. II междунар. учеб.-исслед. конкурса: в 6 ч. (Петрозаводск, 15 декабря 2021 г.). Петрозаводск: Новая Наука, 2021. С. 275-285.
- Брылев В.А., Самусь Н.А., Славгородская Е.Н. Родники и реки Волгоградской области: монография. Волгоград, 2007. 200 с.
- Крюкова И.Н., Супрун В.И. Реки и водоемы Волгоградской области: гидронимический словарь. Изд. 2-е, перераб. и доп. Волгоград: Изд-во ВГАПК РО, 2009. 379 с.
- Сайдашева А.М. Биологический мониторинг водных объектов // Научное сообщество студентов: сб. мат-лов XIV междунар. студ. науч.-практ. конф. (Чебоксары, 26.05.2017 г.). Чебоксары: Интерактив плюс, 2017. С. 21-23.
- Романова А.П. Методы биоиндикации в оценке экологического состояния водоемов // Вестник современных исследований. 2016. № 3-1 (3). С. 14-15.
- Патракова Г.Р., Патракова А.С. Определение качества природных вод методом биоиндикации // Формирование и реализация стратегии устойчивого экономического развития Российской Федерации: сб. ст. X междунар. науч.-практ. конф. (Пенза, 28 декабря 2020 г.). Пенза: Пензенский государственный аграрный университет, 2020. С. 163-167.
- Давыдова Л.Е., Гончарова Е.Н. Биоиндикация в оценке трофности водных объектов // Инновационные подходы в решении современных проблем рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды: сб. докл. междунар. науч.-техн. конф. (Алушта, 3-7 июня 2019 г.). Алушта: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2019. С. 38-42.
- Иванцова Е.А., Герман Н.В., Тихонова А.А. Методы оценки загрязнения окружающей среды: учеб. пособие. Волгоград: Изд-во «Волга», 2018. 86 с.
- Герман Н.В., Муртазина А.А., Дрыгальцева Е.Е., Севрюкова Г.А. Биоиндикация и экологические исследования загрязнений Ангарского водоема города Волгограда // Международный научно-исследовательский журнал. 2021. № 6-2 (108). С. 30-32.
- Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг: учебно-методическое пособие. Изд. 3-е, испр. и доп. / под ред. Т.Я. Ашихминой. М.: Академический проект, 2006. 416 с.
- Сыса А.Г., Держанская А.В. Биоиндикация антропогенного эвтрофирования водоемов Могилевской области // Журнал Белорусского государственного университета. Экология. 2019. № 3. С. 18-31.
- Ляшенко О.А. Биоиндикация и биотестирование в охране окружающей среды: учеб. пособие. СПб.: СПб ГТУРП, 2012. 67 с.
- Генкал С.И., Баженова О.П., Митрофанова Е.Ю. Центрические диатомовые водоросли (Centrophyceae) водоемов и водотоков бассейна среднего участка реки Иртыш // Биология внутренних вод. 2012. № 1. С. 5-14.
- Замесова В.А., Герман Н.В. Экологические исследования антропогенного пруда Дзержинского района города Волгограда // Экологические системы и приборы. 2019. № 7. С. 54-58.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)