Моллюски – фильтранты биоиндикаторы качества воды в водоемах Астрахани

Для определения качества вод в водоемах Астрахани был выбран метод биоиндикации с помощью моллюсков - фильтрантов, это перловица и дрейсена. Близость газоконденсатного завода, выпускающего серу и сернистый газ, наличие большого количества сельскохозяйственных угодий, стоянки судов и судоремонтные и судостроительные заводы по берегам реки Волга создают определенную зону опасности для сохранения биоразнообразия в водоемах Астрахани. Взяв за основу моллюсков – фильтрантов, исследовали водоемы города на предмет наличия, роста и развития этих моллюсков, по состоянию которых можно сделать заключение о качестве воды в данных водоемах. Исходя, из полученных данных можно назвать меры, которые будут способствовать очищению воды в водоемах города.

2. Цель исследования:

Дать предварительную оценку использованию моллюсков- фильтрантов как объектов биоиндикации в водоемах Астрахани при разных типах природного и антропогенного воздействия.

Задачи:

1. Характеристика моллюсков- фильтрантов как биоиндикаторов вод в водоемах города Астрахани

2. Обследовать водоемы: реку Волга, протоку острова Джиргак, реку Болда, городской канал и установить степень загрязнения вод каждого водоема с помощью моллюсков - фильтрантов

3. Обзор литературы.

Наблюдаемый подъем в области изучения экологического состояния водоемов и водотоков методами биоиндикации с использованием донных сообществ, в значительной степени связан с необходимостью решения практических задач, касающихся защиты и сохранения экологических систем континентальных водоемов. Необходимо постоянное накопление информации, ее анализ и синтез, в процессе которых структурно-функциональные особенности биоценозов и их биоиндикационные качества приводятся в соответствие друг с другом (Грамма,1974). Поиск и использование информативных компонентов при оценке экологического состояния водотоков является весьма актуальной задачей. Несмотря на большое значение малых рек в жизни крупных водных артерий, реки Волжского бассейна остаются мало изученными. Так, одной из важных задач в высокоиндустриальных районах является определение критических уровней антропогенной нагрузки на водотоки. Однако отсутствие постоянного контроля за гидроэкологическим состоянием водоемов и водотоков существенно затрудняет возможности экологических исследований в плане оценки соотношения между интенсивностью антропогенной нагрузки и реакцией водной экосистемы.

Экологические исследования пресноводных сообществ зачастую носят скорее описательный, чем объяснительный характер в исследованиях, связанных с проблемами загрязнения рек, что вызвано их разнообразием и динамичной системой. Чтобы добиться адекватных данных при изучении водотоков необходимо прогнозируемое получение имеющихся воздействий и нарушений. Такой прогноз должен основываться на глубоком понимании естественной среды, динамики ее биоты и реакции организмов на внешние воздействия.

4. Методики исследования.

Метод обследования состояния популяций крупных фильтрующих моллюсков (Unio, Anodonta) по П. В. Машкину. Одним из методов оценки способности рек к самоочищению является наблюдение за изменениями параметров раковин в популяциях перловиц. Первичными измеряемыми параметрами являются количество особей на тест - площадке в зоне прибрежных мелководий, их вес и размеры раковин моллюсков. Остальные параметры являются вычисляемыми. Проведение исследований плотности популяций в русле реки Волги:Как правило, моллюски расселены по поперечному сечению реки неравномерно. Большая часть популяции моллюсков обитает в прибрежных мелководьях, в виде лент шириной 0. 5 - 5 метров. Поэтому обследуемую ширину прибрежных мелководий (литоральную зону) рек ограничили глубиной до 70 см.  Используется метод пробных площадок с полным изъятием всех моллюсков. Отбор моллюсков ведем на тестовых площадках площадью 5 кв. м. в литоральной зоне реки. Для этого в дно реки недалеко от берега вбиваем четыре вешки из любого подручного материала, образующие прямоугольник размером 1 м х 5 м. По периметру, обозначенному вешками, на уровне поверхности воды натягиваем бечевку, на которой через каждый метр навязаны узелки. Длинная сторона прямоугольника располагается вдоль русла реки или под произвольным углом, так чтобы глубина реки на площадке не превышала 70 см. В случае, если плотность моллюсков окажется высокой (50-100 экз. /м2), для ускорения работы следует уменьшить размеры, отсчитывая длину по узелкам или воспользоваться квадратными площадками размером 1м х 1м. В практике исследований популяции часто используют квадратные площадки различной площади, располагаемые на местности случайным образом. Это необходимо для того, чтобы повысить точность измерений, если расположение популяции имеет некое выраженное направление в пространстве. Сбор раковин с площадки вели 2 человека, а третий держал емкость для моллюсков и сразу промывал раковины. Все живые раковины, находящиеся внутри тестовой площадки, извлекались из донных отложений. Сбор раковин производили вручную. Далее раковины тщательно промывали речной водой и разложили на берегу в тени на полиэтиленовую плёнку. После того, как все раковины с площадки извлечены, проверили качество сбора с площадки с помощью сачка - скребка с размером ячейки сетки порядка 1 х 1 мм. При первом изучении створа обращаем внимание на количество и размеры пустых створок раковин. Это первичная информация о предыстории популяции. Створы располагают на расстоянии примерно 400-5 00м друг от друга. Если известны источники загрязнения, то обязательно один створ располагают выше источника примерно на 200 м, а другой ниже примерно на 500 метров.

Определение размерного состава популяций и биомассы выловленных моллюсков сортируем просто на беззубок и перловиц без разделения по видам. Для этой процедуры можно воспользоваться "Атласом - определителем", являющимся приложением к "Методу биологического анализа уровня загрязнения малых рек". Можно использовать известное пособие для школьников "Растения и животные" издательства <Мир> 1991 г. Моллюски укладываются в один слой на отдельные полиэтиленовые плёнки: перловицы отдельно, беззубки отдельно. В солнечную погоду моллюсков, во избежание перегрева и гибели, следует поместить в тень. В течение 20 - 30 минут, в зависимости от температуры воздуха, моллюски выпускают воду, содержащуюся в полости раковины. Следует следить за тем, чтобы вода не скапливалась на плёнке и часть моллюсков не оказалась бы в воде. После этой процедуры можно начинать измерения размеров моллюсков. Для облегчения проведения измерений и специального формирования данных заранее заготавливаются специальные полиэтиленовые пленки- палетки, размером примерно 1. 5 м на 1 м, на которых в верхней части нарисована система "калиброваных ворот", размер которых постепенно увеличивается на 10 мм начиная от 20 мм и до 150 мм. Первые два класса 0 -10 и 10 - 20 мм обычно объединяют. Над каждыми "воротами" надписываются их размер. Вертикальные линии под системой "ворот" разделяют поля, куда складываются раковины данной размерной группы. В процессе работы надо следить за тем, чтобы раковины разных размерных групп не перемешивались. Палетку следует рисовать водостойкими фламастерами на довольно толстой полиэтиленовой пленке. Пересчитываем количество раковин в каждой партии и записываем результат на строке в колонку "количество в классе".

1. Подсчитываются средняя плотность моллюсков на один кв. м. на каждой площадке. При дальнейшем усреднении данных следует сознавать, что среднее значение плотности в данном створе характеризует плотность популяции на некотором отрезке реки, а первичные данные протоколов позволяют оценить плотность у каждого берега, так как плотность моллюсков у разных берегов может резко различаться. В первую очередь этот параметр интересен для подсчета ущерба популяциям при ухудшении экологической ситуации.

2. Рассчитываем процентную долю числа раковин в каждом размерном классе. Для этого число раковин, размеры которых находятся в выбранном интервале длин, делят на общее количество всех раковин с этой площадки и результат записывают в ячейку "размерная доля в процентах". По этим данным затем строится распределение раковин по размерам, отражающее (но не прямо) их распределение по возрастам.

5. Анализ полученных результатов:

Моллюски обитают в водах 2-4 класса качества с определённым уровнем загрязнения органическими веществами и достаточного насыщения воды кислородом. Таким образом, улучшение качества воды до 1 класса (питьевой воды) приведет к ухудшению питания моллюсков, и гибели популяции, так как кормовая база уменьшится ниже критического уровня. При высокой же плотности микроводорослей и зоопланктона, значительном бактериальном загрязнении лимитирующим параметром может оказаться содержание кислорода в воде, и также возможна гибель моллюсков. Появление в начале лета в изучаемом створе новых, молодых моллюсков может быть не связано с удовлетворительными условиями размножения в данном месте, так как выброшенные в воду глохидии первое время паразитируют на многих видах рыб. В каком месте и когда происходит их выпадение на дно и как они разносятся течением по реке, неизвестно. Тот факт, что молодые особи не погибли в течение года и развиваются ,говорит о том, что среда обитания для них подходящая. Хорошим показателем общего качества среды обитания (загрязненности, обилия кормовой базы и т. д. ) является скорость роста животных. Скорость роста отдельных моллюсков можно определить по скорости прироста раковины. Есть возможность измерять и сравнивать, например, максимальную ширину годичных колец. Причем, лучше всего использовать молодые особи (2-5 лет), когда прирост максимален и линеен. Эти данные должны усредняться по достаточно большому числу раковин для лучшей точности. . Изменение распределения в размерном (возрастном) составе, когда уменьшается доля небольших (молодых) раковин при увеличении доли старых может говорить об ухудшении экологического состояния водоема, так как молодые особи более чувствительны к загрязнению. При сильном загрязнении рек происходит массовая гибель моллюсков. Это может происходить при аварийных сбросах с промышленных предприятий или ферм, а также при проведение на реке дноуглубительных работ, добыче песка в русловых карьерах или сильной эрозии берегов. Результаты измерений плотности популяций сильно зависят от уровня воды в реке. Поэтому плановые обследования проводят в летнюю межень, когда минимальный уровень воды стабилен. В 2008 годувсе обследованные объекты имеют различное количество моллюсков, что говорит о разном состоянии водоемов.

Створа А – ерик Коньга

Створа Б – река Болда

Створа В - река Волга(левосторонняя часть острова Городского)

Створа – Г - городской канал

Если обследование створа показало полное отсутствие донных макробеспозвоночных, такие воды рассматриваются как очень грязные и относятся к 4-6му классу качества. , таких участков мы встретили только в месте стояния судов напротив острова и в городских каналах. Большие популяции в основном на Волге и то там где вода проточна.

На ерике были проведены дноуглубительные работы и течение увеличилось. На Волге же возле села Растопуловка нет промышленных предприятий, стоянок судов и других загрязнителей и количество моллюсков в 2009 году увеличилось. Раньше часто приставали суда к 12 посту, а за год их количество резко уменьшилось и популяция сразу отреагировала увеличением особей. Такая же картина возле Городского острова, где на полоске шириной 5 метров и длиной 100 метров было обнаружено более 300 перловиц.

В 2008 году мы обнаружили тоже много моллюсков, но они были мертвые. Значит, был какой-то сброс, так как на правом берегу сосредоточены все промышленные предприятия Трусовского района. За сбросом никто не наблюдает. А в прибрежной части реки Волга , у самого берега можно было летом наблюдать белую пену это явно загрязнение. Размеры раковин в основном 60 мм, но это уже взрослые моллюски, а молодых совсем мало. Значит, условия среды не благоприятны для выращивания молодых особей. Можно предположить , что весной выл сброс ядовитых веществ и потомство не выжило. Очень хорошо приспособилась к изменяемым условиям среды это дрейсена. Ее много везде, даже на перловице было найдено 10 штук дрейссены, которые устроились на раковине перловицы. За один отлов можно было достать до 200 раковин дрейссены.

6. Вывод

Исследуя воды водоемов г Астрахани и ее окрестностей, было установлено с помощью моллюсков – фильтрантов, что самым чистым водоемом является река Волга и ерик Коньга, а вот городской канал и река Болда имеют серьезные загрязнения, так как в их водах мы встретили очень мало моллюсков – фильтрантов. Наличие большой популяции перловиц в районе села Растопуловка на берегу реки Волга , говорит о том , что в этой зоне нет такого сильного загрязнения как в городском канале, где мы не встретили ни одной раковины перловиц.

К мерам , которые могут помочь выздоровлению водоемов можно рекомендовать дноуглубительные работы, контроль за сбросом химических загрязнителей промышленными предприятиями и судами. Необходимо постоянное накопление информации, ее анализ и синтез, в процессе которых структурно-функциональные особенности биоценозов и их биоиндикационные качества можно будет приводить к норме. Издание бюллетеня для населения о загрязнении водоемов и причинах загрязнения.