Особенности альгологического и химического состава воды реки Енисей в районе водозаборов г. Красноярска

А. С. Жук,

ООО «КрасКом», Центр контроля качества воды, Красноярск, Россия, Институт химии и химической технологии СО РАН, Красноярск, Россия, zhuk@kraskom.com

Ю. А. Пономарева,

ООО «КрасКом», Центр контроля качества воды, Красноярск, Россия, Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск, Россия

Главной причиной деградации рек и ухудшения качества вод источников питьевого и хозяйственно­бытового водоснабжения является высокий уровень антропогенного воздействия, что подтверждается учеными различных стран. В условиях, когда посто­янно растет уровень экологических рисков, экологи­ческий мониторинг необходим для всех видов управ­ления, как государственного, так и корпоративного, с участием заинтересованных организаций и ведомств.

Источник водоснабжения г. Красноярска – вода р. Енисей в нижнем бьефе Красноярской ГЭС, контроль качества которой является необходимым условием.

В данной работе приводятся результаты исследо­вания таксономического состава и количественных характеристик водорослей планктона, а также хи­мического состава проб (по 43 показателям) участка р. Енисей в районе г. Красноярска, отобранных за период с 2008 по 2011 год на 8 контрольных точках (КТ) (рис. 4.9). Отбор проб на всех восьми КТ про­водился с периодичностью 4 раза в год – в зимний, весенний, летний и осенний периоды. Сочетание био-Гидробиологические показатели. Одним из логических и физико-химических исследований дало компонентов мониторинга водных объектов является возможность получить более полную информацию о фитопланктон, который достаточно быстро реагирует пространственном и межгодовом изменении качества на изменения в окружающей среде при интенсивном воды. антропогенном воздействии.

Рис. 4.9. Точки отбора проб воды реки Енисей в районе города Красноярска

Сбор и обработка проб фитопланктона проводи­лась согласно общепринятым гидробиологическим методам [3]. Качество воды и категорию трофиче­ского состояния реки оценивали по качественным и количественным характеристикам фитопланктона, вычисляя индексы сапробности по индикаторным ви­дам [1, 5].

Фитопланктон исследуемого участка реки Енисей представлен 99 таксонами водорослей рангом ниже рода из 6 отделов. За период исследования видовой состав альгофлоры изменялся незначительно. Осо­бую роль в формировании фитоценоза играли диато­мовые водоросли (65 таксонов).

Численность фитопланктона изменялась от 0,07 (2008) до 12,25 (2009) млн кл/дм³ при среднем значе­нии 1,26 ± 0,26 млн кл/дм³, за вегетационный пери­од – 2,59 ± 0,25 млн кл/дм³. Биомасса варьировала от 0,07 (2010) до 23,00 (2009) мг/дм³, в среднем за период исследования биомасса составила 1,44 ± 0,28 мг/дм³, за вегетационный период – 3,36 ± 0,38 мг/дм³. В межго­довой динамике численности планктона за исследуе­мый период отмечается незначительное увеличение данного показателя от 1,12 (2008) млн кл/дм³ до 1,26 млн кл/дм³ (2011). Максимальное значение био­массы фитопланктона, наоборот, зарегистрировано в 2008 году (1,55 ± 0,27 мг/дм³) с последующим его по­нижением к 2011 году (1,44 ± 0,2 мг/дм³).

Для исследуемого участка реки Енисей в сезонной динамике фитопланктона отмечается однотипность. На протяжении четырех лет наблюдений сезонная динамика альгоценоза характеризуется постепенным увеличением плотности водорослей в весенне-летний период. В целом полученные данные по сезонной ди­намике фитопланктона реки Енисей позволяют го­ворить об относительно постоянной видовой измен­чивости фитопланктонного сообщества в сезонном аспекте.

Из общего количества внутривидовых таксонов (99), обнаруженных на исследуемом участке реки Енисей, 85 (86%) являются индикаторами опреде­ленных экологических условий: места обитания (74 вида), степени проточности (33 вида), минера­лизации воды (51 вид), температуры (17 видов), рН (43 вида), зон сапробности (78 видов).

Процент сапробных организмов составлял 79% от общего списка водорослей фитопланктона. На долю водорослей – показателей низкой степени органиче­ского загрязнения (от ксено-олигосапробов до олиго­бетамезосапробов, индекс сапробности которых не превышал 1,50) приходится 28%, водоросли – пока­затели средней степени сапробности (β-мезосапробы, индекс сапробности которых от 1,51 до 2,50) составля­ют 58%, показатели высокой степени органического загрязнения (от альфамезосапробов до полисапробов, индекс сапробности которых был выше 2,51) состав­ляют 14%. В пространственном аспекте наибольшие пока­затели индекса сапробности приурочены к нижеле­жащим по течению КТ. В районе КТ 1 ИС в среднем составил 1,92 ± 0,04, в то время как в районе КТ 5 и 7 ИС были 2,10 ± 0,03 и 2,20 ± 0,07 соответственно. Полученные данные показывают, что степень загряз­ненности реки постепенно увеличивается от КТ 1 до КТ 8, что говорит об антропогенном воздействии г. Красноярска. За период исследований ИС колебались в пределах от 1,49 ± 0,02 (КТ 2, 2011) до 2,10 ± 0,06 (КТ 6, 2011). Среднее значение индекса сапробности за 2008–2011 годы составило 1,84 ± 0,02, что соответ­ствует β-мезосапробной зоне.

В межгодовом аспекте за период наблюдений от­мечается увеличение среднего значения ИС от 1,74 ± 0,06 до 1,95 ± 0,03 и сокращение числа олигосапробов с 14 до 2%, что указывает на загрязнение р. Енисей ор­ганическими веществами различного происхождения и продуктами их распада, поступающими с Краснояр­ского водохранилища, малыми притоками р. Енисей, сточными водами г. Дивногорска и ниже расположен­ных поселков. Индекс сапробности в течение четырех лет варьировал в пределах двух классов: II (воды чи­стые) и III (умеренно загрязненные) [5]. Трофический статус р. Енисей на исследуемых участках по индексу сапробности фитопланктона в 2008–2011 годах соот­ветствовал мезотрофному типу.

Физико-химические показатели. При про­ведении мониторинга водных объектов наряду с ги­дробиологическими методами широко используются и физико-химические методы, позволяющие опре­делить количественный и качественный состав за­грязняющих веществ в воде [7]. При этом состояние водных объектов оценивают по отдельным аналити­ческим или интегральным показателям, используя в качестве критериев предельно допустимые концен­трации (ПДК). Химические показатели нормируются для вод как хозяйственно-бытового [2], так и рыбохо­зяйственного значения [6].

Для проведения физико-химического анализа воды использовались аттестованные методики. Ме­тоды отбора и транспортирования проб природной воды, а также подготовки посуды для отбора и про­ведения анализов соответствовали национальному стандарту ГОСТ Р 51592-2000 [4] и нормативным до­кументам на методы измерения.

Из общей выборки результатов исследований по физико-химическим показателям проб воды р. Ени­сей в районе водохозяйственных объектов г. Красно­ярска с 2008 по 2011 год следует отметить данные по нефтепродуктам и металлам (железо, медь, цинк и марганец), поскольку они имели значения, близкие либо выше ПДК для воды рыбохозяйственного зна­чения.

В пространственном аспекте наблюдается явное увеличение содержания нефтепродуктов в нижележа­щих по течению участках. В районе КТ 1, которая рас­положена выше по течению, содержание нефтепро­дуктов в среднем составило 0,010 ± 0,004 мг/дм³, в то время как в районе КТ 5 и 6 эти показатели в среднем составили уже 0,017 ± 0,007 мг/дм³, а в районе КТ 7 и 8 0,030 ± 0,012 мг/дм³.

В межгодовом аспекте с 2008 по 2011 год концен­трация нефтепродуктов остается в пределах ПДК, при этом отмечается ее увеличение в 2009 и 2010 годах. В 2010 году в районе КТ 8 отмечено критическое значе­ние по отношению к ПДК содержания нефтепродук­тов – 0,048 ± 0,019 мг/дм³ (0,96 ПДК для воды рыбо­хозяйственного значения).

Динамика пространственного (в черте г. Крас­ноярска) и временного (2008–2011) изменения со­держания железа, меди, цинка и марганца в воде р. Енисей представлена на рисунке 4.10. Из него вид­но, что концентрация железа, цинка –марганца в рай­оне КТ 1 в течение всех четырех лет наблюдения нахо­дится ниже ПДК как для воды хозяйственно-бытового значения (железо – 0,3 мг/дм³, цинк – 1,0 мг/дм³, мар­ганец – 0,1 мг/дм³), так и для воды рыбохозяйственного значения (железо – 0,1 мг/дм³, цинк – 0,01 мг/дм³, мар­ганец – 0,01 мг/дм³). В районе КТ 8 концентрация же­леза превышает ПДК для воды рыбохозяйственного значения, а в 2010 году и ПДК для воды хозяйственно­бытового значения; концентрации цинка и марганца превышают ПДК для воды рыбохозяйственного зна­чения (за исключением 2008 года для цинка и 2009 года для марганца). Концентрация меди на всех КТ в течение четырех лет наблюдения (см. рис. 4.10) пре­вышает ПДК для воды рыбохозяйственного значения и при этом не достигает ПДК для воды хозяйственно­бытового значения (1,0 мг/дм³).

Таким образом, по результатам проведенных ис­следований можно сделать следующие выводы:

1                     С 2008 по 2011 год качество воды р. Енисей в ниж­нем бьефе Красноярской ГЭС ухудшилось, на что указывают результаты гидробиологических на­блюдений в КТ 1. Это свидетельствует о влиянии Красноярского водохранилища, притоков р. Ени­сей, сточных вод г. Дивногорска и ниже располо­женных поселков;

2                    Выявлена явная антропогенная нагрузка г. Крас­ноярска на качество воды р. Енисей, что под­тверждается как гидробиологическими, так и физико-химическими показателями, определе­ние которых проводилось в пробах воды р. Ени­сей в районе водозаборов г. Красноярска;

3                    Отмечено увеличение содержания нефтепродук­тов в 2009 и 2010 годах в КТ 1. В 2011 году кон­центрация нефтепродуктов снизилась до уровня 2008 года;

4                    Качество воды р. Енисей в районе г. Красноярска по всем физико-химическим показателям удо­влетворяет требованиям для водных объектов хозяйственно-питьевого водопользования, но при этом по ряду показателей не соответствует требованиям для водных объектов рыбохозяй­ственного значения.

Литература

1                     Баринова С. С., Медведева Л. А., Анисимова О. В. Био­разнообразие водорослей-индикаторов окружающей среды. Тель-Авив, 2006. 498 с.

2                     Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315-03. Пре­дельно допустимые концентрации (ПДК) химиче­ских веществ в воде водных объектов хозяйственно­питьевого и культурно-бытового водопользования. Издание официальное, М., 2007. 223 с.

3                     Методики изучения биогеоценозов внутренних водое­мов. М., 1975.

4                     Национальный стандарт ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб» 01.07.2001 г.

1                     Оксиюк О. Н., Жукинский В. Н., Брагинский Л. П. и др. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши // Гидробиол. журн. 1993. Т. 29, № 4. С. 62–76.

2                     Приказ федерального агентства по рыболовству № 20 от 18.01.2010 г. Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том чис­ле нормативы предельно-допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяй­ственного значения. М., 2010. 153 с.

3                     Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши / Под ред. А. Д. Семенова. – Л., 1977.