Введение
Вода – основное вещество в природе, и играет очень важную роль в жизни. В настоящее время проблема загрязнения воды является глобальной. Загрязнение воды негативно влияет на водные экосистемы, и также на здоровье человека. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) ежегодно в мире из-за низкого качества воды умирает около 5 млн. человек. [1, с. 53]. Водоток Кутум протекает по территории г. Астрахани, поэтому возможно накапливание вредных веществ, все это приводит к еще большему развитию водорослей и бактерий. Возникает угрозу загрязнения воды водотока Кутум. Поэтому, необходимо оценить качество воды водотока, чтобы своевременно решить проблему их загрязнения.
Целью работы являлась оценка качества вод водотока Кутум по показателям развития фито- и бактериопланктона в 2014 г (апрель, май, июль и сентябрь).
Объекты, задачи и методы исследования
Водоток Кутум питается транзитными водами р. Волги и протекает по территории города Астрахани. Поэтому объектами исследований являлись р. Волга и водоток Кутум. Сбор материала проводился на 5 станциях.
На станциях определяли температуру и рН. Изучали бактериологические показатели: определяли общее число бактерий, число сапротрофных бактерий и индекс Разумова. Подсчет общего числа бактерий выполняли при помощи люминесцентной микроскопии. Для выделения и подсчета сапрофитных бактерий производили высев проб на питательный агар; культивирование посевов осуществляли при температуре 37 ± 0,5 °С в течение 24 ± 2 часов [6, с. 46-47]. Оценка качества вод по индексу Разумова, определяемому как отношение общего числа бактерий к числу сапрофитных бактерий [7, с. 165].
Для изучения состояния фитопланктона определяли видовой состав, общую биомассу и общую численность фитопланктона р. Волга и водотока Кутум; рассчитывали индекс сапробности по методу Пантле и Букка в модификации Сладечека [7 с. 103, 8, с. 66-68].
Результаты исследования и их обсуждение
Температура транзитного стока р. Волга и водотока Кутум изменялась по сезонам с максимумом от +25 до +27 °С в июле. Температуры вод в апреле составляла от +10 до +11 , в мае — от +18 до +19, в сентябре — от +16 до +17 °С (табл. 1).
Величина рН воды р. Волга и водотока Кутум находилась в пределах от 7,55 единиц (ниже 20 м от Калининского моста, июль) до 8,21 (исток ЗАГС водотока Кутум, июле). Сезонное колебание рН несколько изменяется. Погидрохимической классификации водур. Волга и водотока Кутум характеризовалась как «слабощелочная» [2, с. 33] (табл. 1).
Таблица 1
Температура и водородный показатель р. Волга и водотока Кутум, 2014 г
| Показатели | Месяцы | Р. Волга |
Водоток Кутум |
|||
| Транзитный сток | Исток
ЗАГС |
Ниже 20 м Калининс-кого моста | Выше 20 м Ямгурчевс-кого моста | Ниже 150 м Студенчес-кого мост | ||
| Температура, ºС
рН |
апрель | 10
8,04 |
10
8,02 |
11
8,14 |
11
8,06 |
11
8,10 |
| май | 19
8,06 |
18
8,12 |
20
7,98 |
20
7,91 |
20
7,70 |
|
| июль | 27
7,76 |
25
8,21 |
26
7,55 |
27
7,82 |
27
8,16 |
|
| сентябрь | 17
7,78 |
16
7,77 |
16
7,58 |
17
7,56 |
17
7,66 |
|
Общее число бактерий в пробах вод р. Волга колебалось в пределах 1,23 — 5,32 млн. клеток/мл, водотока Кутум — 1,31 — 5,84 млн. клеток/мл. Максимальное общее число бактерий приходится на июль, выше 20 м от Ямгурчевского моста водотока Кутум; минимальное – апрель, на транзитном стоке р. Волга.
В апреле общее число бактерий воды транзитного стока р. Волга составило 1,23×106 клеток/мл; водотока Кутум – 1,76×106 клеток/мл. В конце мая количество бактерий р. Волга и водотока возросло и составляло 2,54×106 и 2,87×106 клеток/мл, соответственно. В июле общее число бактерий в среднем составлено максимума — 5,09×106 клеток/мл. С наступлением осени снижение температуры воды проводит к уменьшению развития бактерий. Общее число бактерий располагается в ряд: июль > сентябрь > май > апрель (табл. 2).
Таблица 2
| Бактерио-логические показатели | Месяцы | Р. Волга |
ВодотокКутум |
|||
| Тран-зитный сток | Исток
ЗАГС |
Ниже 20 м Калининс-кого моста | Выше 20 м Ямгурчевс-кого моста | Ниже 150 м Студенческого мост | ||
| Общее число бактерий,
106 клеток/ мл |
апрель | 1,23 | 1,55 | 1,31 | 2,82 | 1,36 |
| 1,76 | ||||||
| май | 2,54 | 3,05 | 2,11 | 4,25 | 2,06 | |
| 2,87 | ||||||
| июль | 5,32 | 5,03 | 4,13 | 5,84 | 5,35 | |
| 5,09 | ||||||
| сентябрь | 4,28 | 3,04 | 4,03 | 4,99 | 3,36 | |
| 3,86 | ||||||
| Число сапрофит-ных бактерий, 1000 клеток/мл | апрель | 3,65 | 2,54 | 1,825 | 3,77 | 7,55 |
| 3,92 | ||||||
| май | 4,68 | 3,14 | 3,92 | 12,9 | 2,5 | |
| 5,62 | ||||||
| июль | 10,2 | 9,4 | 8,36 | 16,27 | 9,43 | |
| 10,9 | ||||||
| сентябрь | 11,54 | 10,39 | 9,06 | 28,28 | 6,86 | |
| 13,6 | ||||||
| Индекс Разумова | апрель | 338,8 | 610,2 | 717,8 | 747,0 | 180,1 |
| 563,8 | ||||||
| май | 947,8 | 971,3 | 538,2 | 329,5 | 824,0 | |
| 665,8 | ||||||
| июль | 521,5 | 536,1 | 494 | 358,9 | 567,3 | |
| 489,1 | ||||||
| сентябрь | 370,9 | 292,6 | 444,8 | 176,4 | 489,8 | |
| 350,9 | ||||||
Бактериологические показатели воды р. Волга и водотока Кутум, 2014 г.
Число сапрофитных бактерий в пробах р. Волга колебалось в пределах от 3,65×103 клеток/мл (в апреле) до 11,54×103 клеток/мл (в сентябре), в водотоке Кутум — от 1,825×103клеток/мл до 28,28×103 клеток/мл. Максимальное число сапрофитных бактерий отмечено в июле, выше 20 м от Ямгурчевского моста, что объясняется температурным оптимумом для мезофильных бактерий. Минимальное число сапрофитных бактерий отмечено в апреле, ниже 20 м Калининского моста. Число сапрофитных бактерий располагается в следующий ряд: сентябрь > июль > май > апрель.
Индекс Разумова воды транзитного стока р. Волга и водотока Кутум находился в пределах 176,4 (водотока Кутум выше 20 м от Ямгурчевского моста, сентябрь) — 971,3 единиц (исток ЗАГС водотока Кутум, май). Индекс Разумова воды транзитного стока р. Волга располагается в ряд: май > июль > сентябрь > апрель, водотока Кутум — май > апрель >июль > сентябрь(табл. 2).
По классификации качества воды водоёмов и водотоков суши по микробиологическим показателям [3, с.8] пробы вод в исследуемый период времени находились в диапазоне третьего класса, и характеризовались как «умеренно- загрязненные».
Фитопланктон района исследований состоял из 117 таксонов, из них диатомовых водорослей — 50, зеленых — 37, цианобактерий — 13, эвгленовых — 8, золотистых- 5 и криптофитовых — 4 таксона. Количество доминирующих таксонов водорослей изменяется по сезонам. В апреле — сентябре доминируют диатомовые водоросли (от 41 до 52%). В конце мая и в июле с повышением температуры воды наблюдали увеличение таксонов зеленых водорослей (от 23% (апрель) до 29% (май)).
Показатели общей численности и общей биомассы фитопланктона р. Волга и водотока Кутум отражены в таблице 3. Максимальная численность фитопланктона отмечена в июле, в транзитном стоке р. Волга (2472 млн. клеток/ м3); минимальная – апреле, выше 20 м отЯмгурчевского моста водотока Кутум (351 млн. клеток/ м3).
В апреле, сентябре численность фитопланктона на станции ЗАГС водотока Кутум была в 2 раза выше, чем в р. Волга. Здесь наблюдали массовое развитие диатомовой водоросли — Melosiravarians(в апреле)иMelosiragranulate(в сентябре).Вероятно, эти возрастания численности фитопланктона связаны с турбулентными явлениями захода транзитных вод в более узкое русло водотока Кутум. Известно, что развитие диатомовых водорослей стимулируется турбулентностью [4, с. 4].Только в мае во время половодья численность фитопланктона на всём протяжении водотока и на станции р. Волга находилась на одном уровне.
В апреле, численность фитопланктона водотока Кутум достигла минимума — 351 млн. клеток/ м3 (выше 20 м от Ямгурчевского моста). Здесь наблюдали снижение численности диатомовых, цианобактерий, а преобладали такие водоросли, как эвгленовые (Trachelomonassp.), криптофитовые (Cryptomonassp.) больших размеров (более 30 мкм), которые здесь обеспечивали биомассу фитопланктона.
Максимальная биомасса фитопланктона транзитного стока р. Волга отмечена в июле (1690,2 мг/м3), минимальная – апреле (494,8 мг/м3). Максимальная биомасса фитопланктона водотока Кутум отмечена в сентябре, ЗАГС водотока Кутум (3024,1 мг/м3); минимальная – мае, ниже 20 м Калининского моста (235,4мг/м3). В мае биомасса фитопланктона р. Волга выше, чем водотока Кутум, что соответствует данному периоду наблюдений [5, с. 125]. В другие периоды биомасса фитопланктона р. Волга и водотока Кутум находилась на одном уровне (Табл.3).
Индекс сапробности в исследуемых водах колебался в районе наблюдений в пределах 1,6 — 2,11. Индекс сапробности воды транзитного стока р. Волга изменяется по ряду: май> апрель >июль > сентябрь; максимальный индекс сапробностиводы транзитного стока р. Волга отмечен в мае, что вероятно вызвано половодьям. Средний индекс сапробности воды водотока Кутум — по ряду: сентябрь > май > апрель >июль. Исходя из полученных значений индексов можно отметить, что исследуемые воды водотока Кутум находились в диапазоне β-мезосапробной зоны (S = 1,51 — 2,50), как и транзитные воды р. Волга.
Таблица 3
| Показатели |
Месяцы
|
Р. Волга |
ВодотокКутум |
|||
| Транзит-ный сток | Исток
ЗАГС |
Ниже 20 м Калининс-кого моста | Выше 20 м Ямгурчевс-кого моста | Ниже
150 мСтуденчес-кого моста |
||
| Численность,
Биомасса, |
Апрель | 465
494,8 |
714
467,6 |
393
506,2 |
351
776,2 |
411
452,5 |
| 467,3
550,6 |
||||||
| Май | 633
722,8 |
405
650,8 |
555
235,4 |
471
536,3 |
594
543,6 |
|
| 506,2
491,5 |
||||||
| Июль | 2472
1690,2 |
2334
2052,5 |
1269
1970,4 |
1047
699,1 |
651
644,2 |
|
| 1325,3
1341,55 |
||||||
| Сентябрь | 729
1617,7 |
1554
3024,1 |
711
1191,0 |
774
1575,1 |
741
1700,6 |
|
| 946,5
1872,7 |
||||||
| Индексы сапробности | Апрель | 1,97 | 1,84 | 1,86 | 2,0 | 1, 62 |
| 1,83 | ||||||
| Май | 2,03 | 1,95 | 1,93 | 1,97 | 1, 86 | |
| 1,95 | ||||||
| Июль | 1,83 | 1,7 | 1,61 | 2,04 | 2, 11 | |
| 1,87 | ||||||
| Сентябрь | 1,74 | 2,06 | 1,95 | 2,04 | 1,96 | |
| 2,0 | ||||||
|
Примечание: числитель — численность, млн. клеток/м3; знаменатель — биомасса, мг/м3 |
||||||
Фитопланктон и индексы сапробности р. Волга и водотока Кутум, 2014 г.
Заключение
Колебания в развитии наблюдаемых биологических объектов фито-бактериопланктона связаны с температурным и гидрологическим фактором.Исследования биолого- экологических показателей вод водотока Кутум позволили сделать вывод об умеренном загрязнении. Качество воды водотока Кутум находился в диапазоне транзитного стока вод р. Волга.
Список литературы
- Helmer, R. Water Pollution Control / Helmer, I. Hespanhol — G. : World Health Organization. — 2011. 501 c.
- Гидрохимические показатели состояния окружающей среды : Справочные материалы / Т. В. Гусева, Я. П. Молчанова, Е. А. Заика, В. Н. Виниченко, Е. М. Аверочкин. — М.:Эколайн, 2000. -87 с.
- ГОСТ 17.1.3.07.-82. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоёмов и водотоков. Введ. 01.01 1983. — М.: Стандартинформ, 2004. — 10 с.
- Гусева, К. А. О роли перемешивания вод в периодичности развития планктонных диатомей // Гидробиол. журн. 1968. — т. IV, № 3. — с. 3 — 8.
- Королевская, В. М. Фитопланктон водных объектов санитарно-защитной зоны Астраханского газового комплекса и определённых водоемов.дис. … канд. биол. наук: 03.00.18 / В. М. Королевская.- Астрахань, 2008.- 176 с.
- Лабораторный практикум по курсу “санитарная гидробиология”: Методика / О. Б. Сопрунова. — Астрахань: Изд-во АГТУ, 2000. – 70 с.
- Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений: учебное пособие / Под ред. В. А. Абакумова. — JI.:Гидрометеоиздат, 1983. — 240 с.
- Садчиков, А. П. Методы изучения пресноводного фитопланктона: учебное пособие / А. П. Садчиков. — М.: Университет и школа, 2003. — 157 с.[schema type=»book» name=»ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОД ВОДОТОКА КУТУМ (В РАЙОНЕ Г. АСТРАХАНЬ) ПОБИОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИМПОКАЗАТЕЛЯМ, 2014 Г.» description=»Оценка качества вод водотока Кутум проводилась в 2014 г (апрель — октябрь). Температура воды водотока Кутум колебалась, от +10 до +27 °С. По величине рН вода водотока Кутум характеризовалась«слабощелочной».Проводился учет общего числа бактерий методом прямого счета и числа сапрофитных бактерий методом посевов на плотные питательные среды; рассчитывали индекс Разумова. Состояние фитопланктона оценивали по видовому составу, численности и биомассе фитопланктона, индекс сапробности воды определяли методом Пантле и Букка в модификации Сладечека по индикаторным видам фитопланктона. Индекс сапробности воды (S) варьировался 1,51 — 2,50 (β — мезосапробная зона). Исследования позволили оценить воды водотока Кутум характеризовать как «умеренно-загрязненные».» author=»Тхи Тху Тхуи Чыонг, Королевская В. М. » publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-20″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.05.2015_05(14)» ebook=»yes» ]