168859 (742136), страница 7
Текст из файла (страница 7)
5.6 Оценка степени закисления поверхностных вод таежной зоны Европейского Севера России по зоопланктону
Исходя из предложенной С.П. Китаевым (1984) классификации ацидности озер различных природно-климатических зон, северотаежные водоемы разделены нами, с учетом региональной нормы реакции зоопланктонных организмов на закисление, на 4 группы: олигоацидные (рН 6.5), -мезоацидные (рН 6.4-5.5), -мезоацидные (рН 5.4-4.0) и полиацидные (рН < 4.0). Указанные пределы величины рН среды в озерах разных групп соответствуют характеру влияния этого показателя на качественный состав зоопланктонных комплексов и количество встреченных видов. На основании анализа опубликованных данных комплексных исследований, проводимых на водоемах таежной зоны Северо-Запада России, исходя из минимальных значений рН воды, при которых обнаружены те или иные зоопланктонные организмы, выделены наиболее показательные виды-индикаторы закисления и составлена шкала распределения индикаторных видов зоопланктона по степени закисления поверхностных вод, ориентированная на водные экосистем зоны северной тайги (табл. 4).
Отметки на шкале соответствуют значениям, предложенным Raddum, Fjellheim (1984) и используемым В.А. Яковлевым (1998) для распределения бентосных организмов. В разработанной нами шкале биоиндикаторы закисления объединены в группы в соответствии с их толерантностью к определенному уровню рН среды и обозначены категорией закисления вод. Оценка степени закисления озерных вод с использованием биологической шкалы распределения видов зоопланктона позволяет определить принадлежность озер к одной из четырех групп и дать картину реальной экологической ситуации в закисленных водоемах.
Проведенный по опубликованным данным и архивным материалам СевНИИРХ ПетрГУ анализ количественного развития видов зоопланктона - биоиндикаторов по параметру "рН-устойчивости" в пяти условно чистых озерах южной Карелии (Сангое, Вагатозеро, Лаймолаярви, Паяозеро, Пялизъярви), отличающихся величиной рН, озерно-речной системе Кенти-Кенто, испытывающей мощную антропогенную нагрузку от Костомукшского ГОКА и трех зонах Северного Выгозера, в разной степени подверженных воздействию Сегежского ЦБК, показал, что составленная нами биологическая шкала степени закисления вод позволяет достоверно оценить реакцию биоценоза природных озер на процесс ацидификации в условиях различной степени токсификации и эвтрофикации. Полученные результаты дают основание рекомендовать региональную шкалу ацидорезистентности зоопланктоценозов для прогнозирования и раннего предупреждения отрицательных последствий закисления поверхностных вод таежной зоны Европейского Севера России.
Таблица 4 Биологическая шкала распределения видов зоопланктона по степени закисления поверхностных вод таежной зоны Европейского Севера России
| Вид, таксон | Отметка на шкале(группа ацидности) | Закисление |
| Rotatoria: Asplanchna priodonta, Plaesoma truncatum, Euchlanis dapidula , Filinia longiseta; Cladocera: Limnosida frondosa, Daphnia longispina, D. cristata, Bosmina coregoni, B. kessleri, Leptodora kindtii, Ceriodaphnia reticulate; Copepoda: Limnocalanus grimaldii macrurus, Eudiaptomus gracilis, Cyclops strenuus, Eucyclops macrurus | 1 (олигоацидная) | Нет или слабое, рН 6.5 |
| Rotatoria: Bipalpus hudsoni, Euchlanis lyra, E. myersi, Synchaeta spp., Polyartra euryptera; Cladocera: Diaphanosoma brachiurum, Chydorus sphaericus, Eurycercus lamellatus, Ceriodaphnia affinis, Alona spp; Copepoda: Eudiaptomus graciloides, Cyclops scutifer, Cyclops vicinus | 0.5 (-мезоацидная) | Среднее, pH 6.4-5.5 |
| Rotatoria: Keratella cochlearis, Kellicotia longispina, Conochilus spp.,Trichocerka spp., Lecane spp.; Cladocera: Holopedium gibberum, Scapholeberis spp., Sida cristalina, Bosmina obtusirostris v. lacustris, Ceriodaphnia quadrangula, Alonopsis elongata; Copepoda: Eudiaptomus denticornis, Eucyclops serrulatus, Mesocyclops leuckarti, M. oithonoides, Macrocyclops spp. | 0.25 (-мезоацидная) | Значительное, рН 5.4-4.0 |
| Rotatoria: Keratella serrulata, Keratella cochlearis v. macracantha, Lecane lunaris; Cladocera: Ophryoxus gracilis, Pleuroxus laevis, Polyphemus pediculus; Copepoda: Paracyclops fimbriatus, Acantocyclops languidoides, A. nanus, A. bisetosus | 0 (полиацидная) | Сильное, рН < 4.0 |
6. Экологические основы нормирования антропогенной токсикологической нагрузки на пресноводные водоемы
Представленные в работе материалы свидетельствуют о том, что токсикорезистентность водных биоценозов существенно изменяется в географическом и временном аспекте, поэтому экологически обоснованное нормирование антропогенного загрязнения должно учитывать зональные и азональные особенности устойчивости водных экосистем к интоксикации. Однако результаты анализа данных аннотационных карт по токсикометрии 160 веществ показали, что общефедеральные рыбохозяйственные ПДК на 77 % являются функцией токсикорезистентности общепринятых индикаторных тест-объектов, не отражающих всего многообразия устойчивости к антропогенной интоксикации водных экосистем различных природно-климатических зон и биогеохимических провинций России.
Если использовать весь объем информации по разработанным ПДК и одновременно учитывать необходимость регионального регламентирования, в качестве первого шага повышения экологической значимости токсикологических нормативов целесообразно внести следующие коррективы в действующую систему общефедеральных рыбохозяйственных ПДК:
1. Все рыбохозяйственные ПДК разделить на 5 категорий в соответствии с гидрохимическим режимом и трофическим статусом водоема, на фоне которого проводится разработка регламента (табл. 5).
- в "О" категорию заносятся ПДК для веществ, токсичность которых согласно экспериментальной обоснованности не зависит от абиотических и биотических факторов среды (например, супермутагены);
- регламенты более высоких категорий могут распространятся (до специальной разработки) на более низкую категорию фоновой среды (например, 1 - на 2-4, 2 - на 3-4), но не наоборот;
- отнесение фонового водоема по любому параметру к более низкой категории означает категорийную принадлежность разработанного регламента;
- при снижении реагентом качества опытной среды в указанных пределах стандартных параметров (повышение минерализации, жесткости и т.д.) категория разработанного регламента соответственно понижается.
Таблица 5 Категории эколого-токсикологических регламентов (ОБУВ, ПДК)
| Категория | Параметры фонового водоема разработки регламента | ||||||
| регламента | трофический статус (хлорофилл, мкг/л) | минерализа-ция, мг/л | жесткость, мг-экв/л | ХПК, мгО/л | БПК20, мгО2/л | сапробность, (индекс) | |
| 0 | Полютанты, токсичность которых не зависит от зональных и азональных факторов токсикорезистентности водных экосистем | ||||||
| 1 | олиготрофный (< 3) | до 125 | до 1.50 | до 7.5 | до 1.0 | ксеносапроб-ный (до 0.50) | |
| 2 | мезотрофный (3-12) | 126-250 | 1.51-3.00 | 7.6-15.0 | 1.1-2.0 | олигосапроб-ный (0.51-1.50) | |
| 3 | эвтрофный (12-48) | 251-500 | 3.01-6.00 | 15.1-30.0 | 2.1-3.0 | мезосапроб-ный (1.51-3.50) | |
| 4 | гипертрофный (> 48) | 501-1000 | > 6.00 | > 30.0 | > 3.0 | полисапроб-ный (> 3.50) | |
2. Разработку эколого-токсикологических регламентов необходимо проводить на чистой воде из регионального водоема с использованием регионально представительных олиготоксобных гидробионтов, т.е. с учетом зональных и азональных особенностей нормы реакции водных экосистем. Исследования на индикаторных организмах должны быть вспомогательными.
3. Методической базой экологической "привязки" наработанных общефедеральных ПДК могут стать региональные ряды токсобности представительных олиготоксобных гидробионтов и соотнесение их с устойчивостью стандартных общепринятых тест-объектов (дафния магна, сценедесмус, радужная форель).
Настоящие рекомендации относятся и к ксенобиотикам, и к соединениям, имеющим природные аналоги. Учитывая азональные особенности устойчивости водных экосистем к интоксикации природными соединениями, связанные с наследственно закрепленной нормой реакции представительных гидробионтов в соответствии с природным содержанием этих веществ в поверхностных водах, мы считаем целесообразным:
- в системе рыбохозяйственных ПДК выделить в специальную группу вещества природного происхождения, регламентирование которых следует вести с обязательным учетом нормы реакции представительных гидробионтов;
- в качестве ПДК для природных компонентов водной среды принимать сумму абсолютной допустимой добавки и фонового содержания вещества (элемента) в контрольной среде с указанием Хср. + 2у по фону за период исследований;
- в случае достоверных различий фонового содержания природного вещества в конкретной водной экосистеме и его концентрации в контрольной при разработке ПДК среде, утвержденный регламент необходимо корректировать с учетом нормы реакции представительных гидробионтов;
- ПДК для веществ природного происхождения также должны применяться с учетом зональных особенностей токсикорезистентности водных экосистем.
Сезонную динамику токсикорезистентности пресноводных экосистем необходимо учитывать при решении практических природоохранных вопросов, связанных, в частности, с определением режима сброса сточных вод (ПДС) в рыбохозяйственные водоемы. Проблемы сезонных ПДК не существует.
Заключение
Анализ литературных данных и результатов собственных многолетних исследований показал, что проблема устойчивости водных экосистем к антропогенной интоксикации имеет многоплановый характер.
Зональные особенности устойчивости обусловлены различиями в энергетике водных экосистем, влекущими за собой различия в гидрохимическом режиме, биопродуктивности и самоочищаемости, а также зональными особенностями нормы реакции представительных популяций гидробионтов. Приведенные в работе материалы свидетельствуют о том, что с увеличением суммарной солнечной радиации от тундры к степной зоне закономерно повышается трофический статус водотоков и озер, увеличивается биомасса, биопродуктивность и сапробность гидробионтов. С продвижением от зоны степи к таежной зоне и тундре наблюдается достоверное (p < 0.05) увеличение в биоценозе доли чувствительных к интоксикации олиготоксобных видов и снижение относительной биомассы устойчивых б-мезотоксобов. О необходимости применения закона природной географической зональности при определении устойчивости водных экосистем к антропогенной интоксикации свидетельствуют и результаты наших эколого-токсикологических исследований, проведенных в Карелии, Хакасии, Приморском крае, Башкирии, Южном Урале и Восточном Казахстане, показавшие достоверную зависимость от качества фоновой среды изученных токсикометрических параметров поллютантов (ПК, КТН50, Кп).
Азональные особенности токсикорезистентности, связанные, в частности, с наличием биогеохимических провинций, также являются важным комплексом факторов, обусловливающих устойчивость пресноводных экосистем к загрязнению. Проведенные в широком биогеографическом аспекте исследования показали зависимость региональной резистености представительных гидробионтов к токсикантам, имеющим природные аналоги, от их фонового содержания в среде обитания, т.е. устойчивость водных экосистем к интоксикации природными химическими соединениями базируется на наследственной норме реакции, закрепленной отбором в соответствии с природным фоном этих веществ в поверхностных водах. В целом, токсикорезистентность биоценоза отражает региональную норму реакции, эволюционно связанную с природно-климатическими и биогеохимическими условиями ее формирования. Установленные особенности устойчивости северотаежных водоемов к процессам антропогенной ацидификации, токсификации и эвтрофикации подтвердили необходимость регионального подхода при нормировании и контроле загрязнения поверхностных вод России.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
