УДК 502.51

ПРОБЛЕМА РАЗВИТИЯ СИНЕ-ЗЕЛЕНЫХ ВОДОРОСЛЕЙ В ВОТКИНСКОМ И ИЖЕВСКОМ ВОДОХРАНИЛИЩАХ

Зайцева Надежда Васильевна
Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова
магистрант

Аннотация
Данная статья посвящена загрязнению Воткинского и Ижевского водохранилищ, а именно, проблеме развития сине-зеленых водорослей. Данная проблема актуальна для каждого водоема. Рассмотрено состояние Воткинского и Ижевского водохранилищ. Проведенное исследование позволяет утверждать, что развитие сине-зеленых водорослей зависит от температуры воды.

Ключевые слова: водохранилище, сине-зеленые водоросли, сукцессия


THE PROBLEM OF DEVELOPMENT OF BLUE-GREEN ALGAE IN THE VOTKINSKY AND IZHEVSK RESERVOIRS

Zaytseva Nadezhda Vasilevna
Izhevsk State Technical University named after M.T. Kalashnikov
master degree student

Abstract
This article focuses on pollution of Votkinsky and Izhevsk reservoirs, especially on the problem of development of blue-green algae. This is a problem of every reservoir. Current state of Votkinsky and Izhevsk reservoirs is described. The study suggests that the development of blue-green algae depends on water temperature.

Рубрика: 03.00.00 БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Зайцева Н.В. Проблема развития сине-зеленых водорослей в Воткинском и Ижевском водохранилищах // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 6. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/06/36048 (дата обращения: 30.09.2017).

Водохранилище или искусственно созданный водоем –  это антропогенная экологическая система, настроенная на самоочищения, но с годами эта  способность иссякает. Как и любая экосистема, водоем подвержен процессам сукцессии.

Различают первичные и вторичные сукцессии. Первые характеризуют становление и развитие экосистем во вновь образуемых водоемах (пруды, водохранилища), вторые – постепенное изменение длительно существующих экосистем (зарастание озер и образование болот и др.).

Три стадии сукцессии в водной среде[1]:

Первая стадия – высокопродуктивная стадия «цветения», связанная с большим количеством органического вещества в почве и растительности, которые уходят под воду при заполнении водоема. Для этой стадии характерно обилие питательных веществ, интенсивное их разложение, высокая активность микроорганизмов, низкое содержание кислорода в придонном слое воды, часто быстрый рост рыбы.

Вторая стадия – зрелая стадия развития экосистемы, когда наступает ее стабилизация при некоторой пониженной продуктивности после расхода избытка исходного питания. «Цветение» отсутствует, содержание кислорода в придонном слое повышается. Рыбы мало.

Третья стадия – это стадия переходных состояний. Она наступает тогда, когда в результате эрозии удобренной почвы, сточных вод в водоем поступает большое количество питательных веществ, и повторяются первая и вторая стадии. Такие смены состояния водной среды могут повторяться до тех пор, пока водоем не окажется занесенным почвой.

Основная причина эвтрофирования водохранилищ – антропогенное поступление в водоёмы биогенных веществ, главным образом, минеральных форм азота и фосфора, нитратов, большая часть которых поступает со сточными водами, особенно после биологической очистки. Сущность процесса заключается в увеличении продуктивности водных сообществ и отставании процессов разложения, в результате чего органическое вещество накапливается в водах. Основными источниками антропогенных эвтрофирующих веществ являются промышленное и сельскохозяйственное производство, а также рекреационная деятельность. Эвтрофные водоемы начинают бурно цвести сине-зелеными водорослями, после чего превращается в болото.

Развитие сине-зеленых водорослей в водохранилищах пагубно влияет на качество воды. Во время массового развития сине-зеленых водорослей образуются характерные “пятна цветения”. Затем наступает фаза массового отмирания, в результате чего резко ухудшается качество воды: появляется дефицит кислорода, в воде в необычно большом количестве накапливаются токсичные метаболиты, что приводит к ухудшению экологии, катастрофам и др. В конечном итоге вода становится непригодной для обитания животных и использования людьми.

Сине-зеленые водоросли в значительной степени отличаются от всех остальных водорослей тем, что по своему строению они фактически являются бактериальными организмами, у которых нет цитоплазмы и оболочка ядра является одновременно оболочкой клетки. Сине-зеленые водоросли очень древние и наиболее распространенные, они обитают повсюду: в соленой и пресной воде и даже в почве, то есть там, где есть влага. Для их развития нужны три главных условия: питательные вещества (азот и фосфор), теплая вода(>20оС) и отсутствие смешивания воды при течении.

На территории Удмуртской Республики сосредоточено большое количество водных объектов: 8925 больших, средних и малых рек, около 1400 гидроузлов, прудов и водохранилищ, в том числе с площадью зеркала более 5 га. 219 водохозяйственных систем (О состоянии…, 2012).  Крупными являются Ижевский (2200 га), Воткинский (1800 га), Пудемский (350 га) и Камбарский (252 га) пруды-водохранилища[6].

В 1759 году были основаны Воткинский и Пудемский, в 1760 году – Ижевский и в 1767 году Камбарский железоделательные заводы. При каждом заводе одновременно были созданы водохранилища (пруды), служившие источником энергии (Варфаламеев, 1967).  Сейчас же используются для водоснабжения городов Ижевск, Воткинск, Камбарка и п. Пудем.

Рассмотрим самые крупные водохранилища Удмуртии – это Ижевское и Воткинское, которые подвержены массовому развитию сине-зеленых водорослей.

Воткинское водохранилище, второе по величине, построено в нижнем течении р. Вотки и ее притоке р. Шаркан, находится на территориях Удмуртской Республики и Пермского края. Имеет вытянутую форму и отличается несколько большими глубинами, чем Ижевское. На месте впадения речек Шарканка и Березовка, а также ручьев в водохранилище имеется 4 залива: «Шарканский», «Березовский» и два небольших безымянных. Преобладающие грунты – ил и сильно заиленный песок. Песчаные грунты обычны для прибрежных участков средней и нижней части водохранилища. Максимальная глубина 15 м, преобладают глубины 2,5-4,0 м. Площадь зеркала 18,8 км 2. Длина его – 18 км, наибольшая ширина 2 км. Нормальный подпорный уровень находится на абсолютной отметке 89,5 м. Полный объем водной массы 85 млн. м3. Общая минерализация варьирует в пределах 157-361 мг/л, общая жесткость 1,9-4,1 мг-экв./л кальция и магния. По кислотности вода почти нейтральная, чуть кислая (Варфаламеев, 1967; Энциклопедия…, 2000).

Проблема «цветения» затронула и Воткинское водохранилище. Рассмотрим зависимость сине-зеленых водорослей от температуры воды, так как течение в водохранилищах слабое, т.е. как такого смешивания воды не происходит.

Динамику значение температуры и численности сине-зеленых водорослей в дни взятия проб за 2013 год наглядно иллюстрирует график, построенный по данным МУП «Водоканал» г. Воткинска (рисунок 1). На графике видно, что период развития сине-зеленых водорослей приходится на летний период, а именно, с мая месяца и по сентябрь.

Рис. 1. Зависимость численности сине-зеленых водорослей и температуры в дни взятия проб воды (Воткинское водохранилище)

На рисунке 2 изображен график зависимости численности сине-зеленых водорослей и средней температуры воды за май-сентябрь с 2003 по 2013 годы. На графике видно, что с 2003 по 2008 годы тенденции развития сине-зеленых водорослей не наблюдалось, начиная с 2009 года их численность начала возрастать, достигнув пик в 2010 году численности в 6,582 тыс. кл/мл(*10-2).

 

Рис.2 . Зависимость численности сине-зеленых водорослей и средней температуры (2003-2013 гг.)

Ижевское водохранилище расположено на р. Иж и имеет довольно сильно вытянутую форму в направлении с северо-запада на юго-восток. По левому берегу водохранилища имеется небольшой залив, который образовался при впадении р. Пазелинка в водохранилище. Рельеф дна довольно ровный. Грунты на большей части пруда илистые, на сильно зарастающих участках со значительной примесью грубого растительного детрита. Чистый песок и более или менее заиленный встречается преимущественно на прибрежных участках нижней части пруда, реже – в средней и верхней его частях. Имеются небольшие участки глинистых грунтов. Водохранилище имеет длину 12,3 км, максимальная ширина 2,3 км, максимальная глубина у плотины 12 м, средняя – 3,2. В верхней наиболее мелководной части преобладают глубины 1,5-2,0 м, в средней части наибольшие глубины составляют 4,5-5,0 м. Объем при нормальном уровне воды (НПУ) 99,5 м составляет 76 млн. м3, а площадь зеркала – 26,4 км2. Общая ионная минерализация с мая по март возрастает от 189 до 324 мг/л. Жесткость  возрастает от 2,14 до 3,73 мг-экв./л кальция и магния. Самый низкий показатель кислотности воды в марте (pH – 6-9), самый высокий в июле (pH – 8,5) (Варфаламеев, 1967, Энциклопедия…, 2000; Своекошин, 2002).

Динамику зависимости температуры и развития сине-зеленых водорослей наглядно иллюстрирует график, построенный на основе данных исследований МУП «Ижводоканал» г. Ижевска (рисунок 3). Видно, что численность сине-зеленых водорослей растет с каждым годом, бурный рост наблюдался в 2010 году.

 

Рис. 3. Зависимость численности сине-зеленых водорослей и температуры (2003-2013 гг.)

Можно сделать выводы, что Ижевское водохранилище по численности сине-зеленых водорослей более загрязнено, чем Воткинское. Такое различие возможно в зависимости от ряда факторов: населенность города, в котором сосредоточено водохранилище; количество предприятий-загрязнителей; сельскохозяйственная деятельность человека и др.


Библиографический список
  1. Батенков, В.А. Охрана биосферы: Учебно-методическое пособие. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002. – 193 с.
  2. Варфаламеев В.В.  Биология промысловых рыб прудов-водохранилищ Удмуртии // Уч. зап. Перм. гос. ин-та. 1967. Вып. 41. С. 49-147
  3. О состоянии окружающей природной среды Удмуртской Республики в 2012 году: Государственный доклад. – Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2013. – 240 с.:ил.59
  4. Своекошин В.И. Гидрологическая характеристика пруда // Ижевский пруд. Ижевск: Изд.дом «Удм. Ун-т», 2002. С. 81-89.
  5. Власов, К.Н. Пруды Удмуртии [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://liveudm.ru/vodoemyi-udmurtii/prudyi-udmurtii/ – Живая Удмуртия – (дата обращения  12.05.2014).
  6. Удмуртская Республика: Энциклопедия / Гл. ред. В.В. Туганаев. – Ижевск: Удмуртия, 2000. – 800 с.


Все статьи автора «Зайцева Надежда Васильевна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: