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

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

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

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

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

Email: example@snv63.ru

master student of Biology and Ecology Department

Aysylu Airatowna Islamova

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

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

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Figure 1 - BOD₅ in the water sample of the Xun River

Download (10KB)

Indexing metadata

3. Figure 2 - The content of nitrites in the water sample of the Ik river

Download (6KB)

Indexing metadata

4. Figure 3 - The content of suspended solids in the water sample of the Ik and Xun rivers

Download (11KB)

Indexing metadata

5. Figure 4 - The content of iron ions in the water sample of the Xun and Ik rivers

Download (10KB)

Indexing metadata