Определение качества волжской воды в районе острова Городского

Для определения химического состава воды, а значит и для выявления находящихся в ней загрязняющих веществ можно использовать специальные приборы. Они позволяют получить точные значения концентраций загрязнителей. Но приборные методы имеют свои недостатки: с их помощью нельзя точно оценить, насколько полученные концентрации опасны для водных организмов и для нас с вами; они не учитывают возможного взаимодействия различных загрязняющих веществ (а это взаимодействие происходит); они оценивают качество воды на момент отбора пробы и ничего не скажут нам про аварийный сброс загрязнителя, произошедший на реке неделю назад; они достаточно сложны и дороги. Лучшими «приборами», оценивающими качество воды, являются сами водные обитатели. Конечно, эти «приборы» тоже не идеальны: например, у них нет стрелок и шкал. Поэтому с помощью методов биоиндикации мы можем оценить только общий уровень загрязненности, но не узнаем точных концентраций того или иного вещества. Зато эти методы относительно дешевы и не требуют специального оборудования. А главное, биологические методы дают комплексную оценку качества воды, учитывают взаимодействие разных загрязняющих веществ и могут помочь нам в том случае, когда источник загрязнения имеет переменную мощность или непостоянный химический состав. Данные о качестве воды, полученные при помощи биологических методов, можно соотнести с официально принятыми показателями: классами качества воды (ККВ), уровнями сапробности. Это позволяет нам сравнивать данные, полученные при помощи приборных и биологических исследований. Проведя исследование воды возле острова Городского ,мы обнаружили с помощью методов биоиндикации, что вода неоднородна по степени загрязнения и зависит от скорости протекания и от условий в береговой зоне, а так же от сбросов со стороны судов, предприятий стоящих по берегам.

Волга , протекая по всей России забирает сбросы химических, биологических предприятий и устремляется в дельту, где все и оседает. Мне интересно , так на сколько чиста вода в Волге? Несмотря на большое значение реки Волга, ее состояние мало изучено. Многие методики дают материал в общем по реке, а нас интересует конкретный участок возле острова Городского(Мех,2006)

Экологические исследования пресноводных сообществ дают возможность оценить качество воды в которой они существуют. Чтобы добиться более точных данных при изучении водотоков необходимо прогнозируемое получение имеющихся воздействий и нарушений. Такой прогноз можно составить используя определенные методики исследования, в данном случае это методы биоиндикации. (Боголюбов, 1997). Состояние гидробионтов(Глаголев, Чернопруд,1997) должно рассматриваться как общая область интересов зоологии и гидробиологии, а исследования направляем на получение данных, способствующих пониманию места и роли отдельных видов и групп животных в водных экологических системах. Водным организмам отводится решающая роль как индикаторам экологического состояния водоемов исследованию которых в системах Волжского бассейна уделяется недостаточное внимание. Хирономиды в поверхностных водах представлены примерно 1/3 видов всех водных беспозвоночных, обитающих в пресноводных водоемах (Thienemann, 1954). В водоемах Верхней Волги в настоящее время (Шилова, Зеленцов, 2003) хирономиды представлены 259 видами, что на 127 видов больше, чем приводится в сводке за 1978 г. (Волга и ее жизнь, 1978) Настоящая работа расширяет взгляды на роль определенных организмов как индикаторов состояния реки Волга на разных уровнях организации и на использование их в количественных методах оценки состояния реки Волга в районе острова Городского, расположенного в центре города. Цель работы в том, чтобы дать оценку обитателей живущих в волжской воде как объектов биоиндикации реки Волги при разных типах природного и антропогенного воздействия.

4. Методика гидрологических исследований

Определение класса качества воды по методу С. Г. Николаева

В качестве индикаторных организмов рассматриваются макробеспозвоночные донных сообществ, которые имеют длительные жизненные циклы, ведут малоподвижный образ жизни и могут быть легко определены по специально разработанному для методических указаний атласу-определителю(Ласуков,2009). Распределение донных обитателей, на учете которых основан данный метод, приурочено наличию песчаного, заиленного мелководья, крупнопесчаного или илистого дна середины (медиали) реки, погруженной в воду древесины, участков, в различной степени заросших погруженной, плавающей и воздушно-водной растительностью. Каждый биотоп населяет своеобразный комплекс (сообщество) донных (зообентосных) обитателей. Это крупные, хорошо различимые невооруженным глазом организмы: губки, моллюски, ракообразные, пиявки, трубочник, личинки комаров, стрекоз, ручейников и других насекомых. Все многообразие этих индикаторных организмов объединяются на уровне разных систематических рангов в близкородственные группы - таксоны. Сообщества донных организмов наиболее информативны в индикаторном смысле в биотопах, лишенных водной растительности. Являясь сильнейшим фактором самоочищения, заросли растений представляют собой "островки выживания" гидробионтов и часто сохраняют разнообразнейших обитателей, даже при значительном загрязнении водотоков, что, естественно, может исказить результаты анализа в сторону завышения класса качества вод. Однако это не относится к тем биотопам, в которых водные растения не образуют мощных зарослей. Для сбора биоиндикаторных организмов выбрали участок площадью ориентировочно 10 х 10 метров (станцию). Сбор животных производили сачками или просто руками. Все животные записываются на месте После окончания исследования животных выпустили обратно в водоем. Для работы разделились на группы: один обшаривает коряги, другой - дно, третий - заросли, четвертый пытается поймать тех, кто быстро плавает и т. д. Собираемых животных рассаживали в фотокюветы - они плоские, слой воды там невысокий и всех хорошо видно. Часть материала брали с собой, чтобы рассмотреть его в лаборатории или дома. Для этой цели очень удобны банки с закручивающимися крышками и широкими горлышками. Перед началом исследования той или иной станции сначала готовим 3-4 банки. Наливаем в них воду из водоема и помещаем в одну банку кусок "тины" - водной растительности, в другую - пригоршню грунта, в третью - коряжку и т. д. Банки соответствующим образом этикетируются - номер станции, дата, время и т. д. На привалах банки периодически открываем, чтобы животные не задохнулись. В лаборатории ставим банки на подоконник. Когда обитатели успокоятся, по стеклу начнут ползать планарии и гидры, из грунта выставят свои "хвосты" олигохеты и т. д. Всех этих животных вписываем в дополнение к уже отмеченным на станции данным. Только теперь можно приступать к окончательному подсчету результатов гидробиологического анализа.

В прибрежной части заводей на острове Городском за лето вырастает большое количество тростника южного, ежеголовника прямого, рогоза узколистного, камыша озерного и другой прибрежной растительности. Сильно зарастают и водной растительностью, образуя подводные луга из рдестов, урути колосистой, роголистника, харовых водорослей, что вызывает недостаток кислорода гибель рыб, ракообразных и моллюсков. Причиной является и искусственное половодье из-за гидростанций, построенных на Волге, которые ухудшают экологическую обстановку. Следующая задача заключается в том, чтобы выделить среди них индикаторные и составить список обнаруженных таксонов в строгом соответствии с формулировкой. Определение уровня загрязнения реки в конкретном створе проводится по шкале классов качества вод. В левой ее части помещен перечень индикаторных таксонов. Их существование приурочено к одному или нескольким классам качества воды, которые для каждого таксона отмечены в горизонтальной строке знаком "(".

В самой нижней горизонтальной строке таблицы дана индивидуальная значимость таксонов в составе определенного класса, установленная ранее в результате адаптации перечня таксонов к химическим показателям шести классов качества вод.

Имея список обнаруженных таксонов, определение класса качества вод удобнее проводить в следующей последовательности. В специально подготовленной вспомогательной таблице 2 по каждому обнаруженному таксону любым значком делается отметка в графах классов согласно возможному диапазону этого таксона по таблице 2. Например: обнаруженный таксон "губки" по таблице 2 может существовать в водах 2 и 3 классов качества, следовательно, в таблицу вносим по одной отметке во 2-ой и 3-ий классы. Таксон "водяной ослик" по таблице 2 характерен для 3, 4 и 5 классов - во вспомогательной таблице делаем еще одну отметку в 3-м классе и по одной - в 4-м и 5-м классах.

По окончании внесения отметок обнаружения таксонов, в каждом классе вспомогательной таблицы подсчитываем число отметок, умножаем на величину индивидуальной классовой значимости таксонов и получаем суммарную индикаторную значимость таксонов в каждом классе. Несколько примеров подсчета суммарной индикаторной значимости таксонов и определения класса качества вод приведено в табл. 3. Принадлежность обследованного участка реки к определенному классу качества вод определяется по максимальной суммарной значимости. Из приведенных в таблице 2 данных следует, что воды реки в створе А имеют уровень загрязнения 4-го класса. В створе Б - 3-й класс качества воды, но, учитывая близость величины суммарной значимости таксонов 2-го и 3-го классов, более правильно будет считать, что в створе Б качество воды находится между 2-м и 3-м классами. В створе В - четко выраженный 2 -й класс качества вод. , створа Г - 3 класс качества воды

Створа А –стоянка судов у нового моста; Створа Б – в 300 метрах от моста

Створа В - естественный ландшафт (левосторонняя часть острова Городского)

Створа – Г - зарастающая часть в запрудах на острове Городском

Если обследование створа показало полное отсутствие донных макробеспозвоночных, такие воды рассматриваются как очень грязные и относятся к 4-5му классу качества. , таких участков возле острова Городского мы встретили только в месте стояния судов напротив острова.

Оценка качества воды в районе острова Городского

Видовое разнообразие и обилие животных , заселяющих реку, может служить показателем чистоты воды. Так пресноводные моллюски, личинки веснянок, поденок, ручейников заселяют только чистые водоемы, но как только в водоем попадают загрязнители они исчезают. Умеренно загрязненной частью реки можно считать ту его часть, которая протекает по естественному ландшафту, так как среди прибрежных водорослей были обнаружены водяные ослики, бокоплавы, личинки мошек, моллюски – шаровки, битинии, лужанки, личинки стрекоз и пиявки. А в многочисленных запрудах на острове и маленьких озерцах оставшихся от половодья много ила, и вода здесь будет 5-6 класса, так как в этом месте мы не смогли обнаружить в пробе ни одного животного.

С помощью сачка взяли пробу в двух точках запруд. Промыли пробу через сито, а обнаруженные животные были перенесены в ванночки с чистой водой и разобраны по видам, пользуясь определителем «Экосистемы» www. ecosystema. ru Выяснилось, что все малые водоемы острова Городского загрязнены , животных стало больше таких , которые приспособились к загрязнению. Появилась ряска в большом количестве, все водоемы затянуты сплошной пленкой ряски, значит вода имеет много органических веществ. И не может считаться чистой. Так данные о прозрачности воды в малых водоемах острова Городского показали не только на степень насыщенности воды взвешенными частицами наносов, но и на минимальную глубину проникновения в водоем солнечных лучей. От этих характеристик зависит температура воды, фотосинтетическая активность участка водоема и глубина распространения растительности. Температура воды влияет на скорость протекания химических реакций в воде и ее химический состав. Важными средообразующими факторами водоемов являются гидрологические характеристики водоема. От ширины и глубины водоема зависит накопление веществ и органических веществ реки: характер берегов влияет на загрязненность почв и почвообразовательный процесс; скорость течения реки Волга, омывающей остров Городской, влияет на степень загрязнения воды, накопления на дне веществ различного происхождения.

Физико-географическая характеристика реки Волга.

Основное питание Волги осуществляется снеговыми (60 % годового стока), грунтовыми (30 %) и дождевыми (10 %) водами. Естественный режим характеризуется весенним половодьем (апрель — июнь), малой водностью в период летней и зимней межени и осенними дождевыми паводками (октябрь). Годовые колебания уровня Волги до регулирования достигали у Твери 11 м, ниже Камского устья — 15—17 м и у Астрахани — 3 м. С постройкой водохранилищ сток Волги зарегулирован, колебания уровня резко уменьшились. До создания водохранилищ в течение года Волга выносила к устью около 25 млн т наносов и 40—50 млн т растворённых минеральных веществ. Температура воды Волги в середине лета (июль) достигает 20—25°С. Вскрывается Волга у Астрахани в середине марта, в 1-й половине апреля вскрытие происходит на верхней Волге и ниже Камышина, на всём остальном протяжении — в середине апреля. Замерзает в верхнем и среднем течении в конце ноября, в нижнем — в начале декабря; свободной от льда остаётся около 200 дней, а близ Астрахани около 260 дней. С созданием водохранилищ тепловой режим Волги изменился: на верхних бьефах продолжительность ледовых явлений увеличилась, а на нижних стала короче. ( Источник: Каталог статей  на RusArticles. com)

Климат умеренно-континентальный, засушливый. Зимой редкие осадки выпадают в виде дождя или снега, который как правило быстро тает. Характерны восточные ветры, определяющие сухость и запыленность воздуха летом и сравнительно невысокие температуры зимой. Зима начинается 15-20 ноября, лето (период со средней температурой воздуха выше +15 °C) начинается с первых чисел мая и длится 4,5 месяца.

Среднегодовая температура — +9,9 °C

Среднегодовая влажность воздуха — 69 %.

Среднегодовая скорость ветра — 3,3 м/c.

Загрязненность воды принято оценивать по 7 классам качества вод(ККВ)

1 класс – очень чистые;2 класс - чистые;3 класс - умеренно грязные;4 класс – загрязненные;5 класс -грязные;6класс -очень грязные;7 класс – чрезвычайно грязные.

Основные методы, которыми мы пользовались это: органолептический ( запах, вкус), визуальный (цвет, мутность, прозрачность),биоиндикационный ( оценка воды с помощью организмов зообентоса по стандартным методикам)