Рубрикатор
 
Города
Области
Документы
Статьи
О сайте
Почтовые индексы
Контакты

 
 

Тепловое воздействие Калининской атомной станции на экосистему водоемов-охладителей  озёр Песьво и Удомля

Калининская атомная станция является крупнейшим предприятием в Удомельском районе и одним из самых крупных предприятий Тверской области. В производственном цикле Калининской атомной станции, в качестве охладителя, используются воды озёр Песьво и Удомля. Эти озёра находятся в непосредственной близости от города Удомля и других населенных пунктов, и являются объектом отдыха жителей города и района. Озёра Песьво и Удомля отнесены к рыбохозяйственным водоемам первой категории. Кроме того воды озёр используются жителями прилегающих к ним населенных пунктов в хозяйственных нуждах. Проблема теплового воздействия атомной станции на озёра Песьво и Удомля уже более 20 лет волнует общественность области, города, района. Меня, как жителя города, тоже заинтересовал вопрос о влиянии Калининской АЭС на озёра Песьво и Удомля.

Водную экосистему обычно понимают как некое единство абиотической среды и обитающей в ней биоты. Она формируется под действием и в результате процессов, протекающих в озере, на бассейне водосбора или на протяжении всего русла реки. При химическом анализе воды мы можем оценить содержание в ней, как среде обитания живых организмов, разных химических элементов и таким образом лишь косвенно выявить факторы, потенциально способные влиять на компоненты экосистемы. Прямая же оценка состояния водоема возможна только путем исследования его альгофлоры и проведения альгоиндикации.

Водоросли, являясь автотрофами, составляют основу трофической пирамиды, и, следовательно, первыми участвуют в утилизации трофического базиса экосистемы, потребляя для построения органического вещества биогенные соединения азота и фосфора. Интенсивность биогенной нагрузки отражается не только в обилии развивающихся на этой базе водорослей, но также и на их видовом составе. Именно эти характеристики - изменение численности и видового состава при изменении трофической базы водорослей - используются в биоиндикационных методах.

Сброс подогретых вод в водоемы способен сильно менять экологические условия в них. Значение температурного фактора для развития водных организмов, и, в частности, для фитопланктона, огромно.

Основным средством получения информации об экологическом состоянии природных систем являются специальные полевые исследования, проводящиеся непосредственно на объектах, подвергающихся антропогенному воздействию. На практике чаще всего используются маршрутные и полустационарные исследования. Они ведутся на ключевых участках и включают комплексное профилирование, описание типичных точек на профилях, отбор образцов почв, воды, растений и грибов на анализ, составление карт.

Чтобы оценить состояние водоема по всем гидробиологическим показателям, необходимо прослеживать их многолетнюю динамику, либо проводить сравнение с аналогичными параметрами, определенными на условно чистом контрольном участке.

Целью данного исследования является изучение влияния Калининской атомной станции на экосистему озёр Песьво и Удомля. Обьектом исследования была выбрана алгофлора, а методом исследования - альгоиндикация. Для достижения главной цели необходимо выполнение следующих задач:

1. Выявить альгофлору озёр-охладителей и выбранных для контроля эталонных озёр и проанализировать ее систематическую структуру.

2. По методике Х. Стребле и Д. Краутера выявить виды-индикаторы сапробности.

3. Выявить термофильные виды водорослей и цианобактерий и определить их систематическую принадлежность.

4. Оценить виды водорослей по чувствительности их к засолению водоема (галобности).

5. Определить отношение компонентов альгофлоры водоемов-охладителей к кислотности среды (рН).

6. Сравнить озёра-охладители с эталонными озёрами по значениям сапробности, вычисленным при помощи альгофлоры.

Общая характеристика водорослей

Водоросли - наиболее древняя и сравнительно просто устроенная группа растений,  основное место обитания которых – водная среда. Это типично автотрофные растения. Благодаря наличию хлорофилла, они способны усваивать на свету углекислый газ и синтезировать органические вещества из неорганических. Водоросли относятся к низшим растениям. Их вегетативное тело (таллом, слоевище) не расчленено на стебель, листья и корни, как у высших растений.

Водоросли составляют основную массу растительных организмов в водоемах, встречаясь вместе с другими водяными растениями – высшие (цветковые водяные растения, мхи, папоротникообоазные) и низшими (водные лишайники, грибы и бактерии). Кроме того, значительное количество микроскопических водорослей приспособились к жизни на поверхности почвы или в ее толще, на деревьях, камнях, и других субстратах. Но и в этих необычных для них условиях, особенно процесс их размножения требует, пусть даже непродолжительного, присутствия воды.

Приуроченность к водной среде выработала у водорослей особые черты физиологии. Основные факторы внешней среды, от которых зависит существование водорослей, – свет, углекислота, химический состав воды, ее температура. Источником углекислого газа для водорослей, живущих в воде, является сама вода, где углекислота находится в свободном, растворенном состоянии или связанном в виде солей. Водоросли, обитающие вне  воды, как и все наземные растения, используют углекислоту воздуха. 

Влияние АЭС на водоемы-охладители

Влияние АЭС на гидробиологический режим водоёмов, на которых они расположены, многосторонне и не ограничивается только сбросом подогретых вод. Наиболее важно влияние прохождения воды через агрегаты станции. Забираемая для охлаждения вода вместе с гидробионтами подвергается действию значительного давления в насосах, высоких скоростей в трубках конденсатора и на водосбросе. Организмы, находящиеся в забираемой воде, могут подвергаться механическому травмированию и одновременно тепловому шоку от быстрого повышения температуры. Травмирование может быть ещё значительнее в конце водосбросного канала, по которому вышедшая из конденсаторов подогретая вода сбрасывается в водоём. В конце этого канала находится водослив с порогом, по которому вода распределяется тонким слоем, возникает водопад. Вода при этом сильно аэрируется.

Одновременно с подогретой водой в водоём поступают в каком-то количестве сточные воды с промышленными загрязнениями от АЭС и сточные воды с бытовыми загрязнениями от населенных пунктов, расположенных в прибрежной зоне.

Эти факторы могут исказить или замаскировать действие главного фактора – сброса подогретых вод. Кроме того, существуют серьёзные отличия в воздействиях электростанции на планктон и бентос, так как бентосные организмы не вовлекаются в охладительную систему.

Естественные температуры водоёмов в течение года и в разных климатических условиях сильно колеблются, абсолютная величина температуры сбрасываемой воды тоже сильно колеблется. В умеренном поясе, где естественная температура воды при подлёдном режиме составляет 0-4˚С, в подогретых сбросах зимой температура обычно не выше 10-15˚С, летом же, при естественной температуре 20˚С и более, в подогретой воде она может превосходить 30˚С, достигая иногда при сильном естественном подогреве 35 - 40˚С и даже более.

Поток подогретой воды начинает остывать, проходя через открытый водосбросной канал, но температура воды за это время понижается всего на 0.5 – 1.0˚С. При прохождении через градирни температура воды понижается на 5 - 7˚С. Основная теплоотдача происходит в водоёме, где подогретая вода смешивается с неподогретыми водами.

Подогретые воды в летнее время обычно растекаются в поверхностном слое, в результате чего создаётся вертикальная термическая стратификация, но в районе их поступления захватывают всю толщу воды. В водоёмах-охладителях можно различать зоны разной степени подогрева: зону постоянного, сильного подогрева, зону умеренного подогрева, неподогреваемую зону. В крупных водоёмах распределение подогретых вод очень мобильно и изменчиво, находясь под влиянием силы и направления ветра. Поступление подогретых вод само по себе не производит прямого влияния на количество биогенных солей и органических веществ, но косвенное влияние может оказывать, поскольку повышение температуры способствует минерализации, деятельности бактерий-редуцентов и процессам самоочищения. Впрочем, химизм воды в районе ниже сброса охлаждающих вод может испытывать и прямое воздействие АЭС вследствие поступления промышленных и бытовых сточных вод. В зонах подогрева некоторых АЭС наблюдается увеличение количества биогенных соединений, биологический показатель кислорода БПК и органических веществ, свидетельствующих о явлениях эвтрофикации. Но в ряде случаев заметных изменений в режиме биогенов под влиянием сброса подогретых вод не наблюдалось (Мордухай-Болтовской, 1975).

Влияние собственно подогрева, повышения температуры воды на гидробионтов многообразно и сложно. Это важнейший фактор, с которым по всесторонности и глубине воздействия на организм не может сравниться никакой другой фактор среды. Увеличение количества тепла, выражаемое в повышении температуры, в общем, оказывает положительное воздействие, стимулируя жизненные процессы. Однако повышение температуры производит стимулирующее действие на пойкилотермные организмы до определённых границ, по достижении которых начинает оказывать неблагоприятное влияние. Влияние подогрева меняет знак и вскоре, по достижении верхнего порога, оказывается гибельным для организма. Пороговые или летальные температуры неодинаковы для разных видов, и у теплолюбивых и эвритермных организмов значительно выше, чем у холодолюбивых. В пресных водоёмах умеренного пояса холодолюбивых видов организмов мало. Преобладающее большинство видов имеет довольно высокий температурный оптимум, причём он оказывается часто выше максимальных летних температур в водоёме. Вследствие этого небольшое повышение температуры воды должно способствовать жизнедеятельности большинства пресноводных организмов в условиях умеренных широт. Высказывались предположения, что подогреваемые водоёмы и зоны, в которых температуры в течение круглого года не опускаются ниже 4 - 5˚С и которые по лимнологической классификации должны считаться субтропическими, должны иметь и соответствующий растительный и животный мир. Но скоро оказалось, что уже существующие десятки лет подогреваемые водоёмы практически не заселяются термофильными видами. Известны лишь несколько теплолюбивых видов водорослей в Иваньковском водохранилище в зоне подогрева Конаковской ГРЭС (Конаковская ГРЭС  находится в городе Конаково Тверской области, мощность 2400 МВт, топливо – газ, мазут).

Основную массу флоры в условиях даже сильного подогрева составляют эвритермные или относительно более теплолюбивые (но не термобионтные) виды из наличного набора видов данного водоёма или бассейна. Общей для всех биоценозов и групп организмов чертой является сдвиг фенологических фаз на более раннее время и удлинение вегетационного периода фитопланктона в зонах подогрева. Более сильное влияние на фитопланктон подогрев оказывает в холодное время года. Здесь сказывается не только повышение температуры, но и значительное улучшение светового режима за счёт отсутствия в зонах подогрева ледового покрова.

Видовой состав фитопланктона изменяется мало, но с повышением температуры обычно уменьшается роль диатомовых и возрастает роль зелёных и пирофитовых, а также сине-зелёных. Последние оказываются наиболее выносливыми к высоким температурам.

В водоёмах-охладителях в условиях сильного подогрева (при температурах свыше 30˚С) нередко происходит массовое развитие водорослей, особенно протококковых и сине-зелёных, также наблюдается сильное разрастание нитчатых водорослей. Усиленное развитие водорослей и повышение интенсивности фотосинтеза сопровождаются увеличением количества кислорода, но вместе с тем способствуют и вторичному загрязнению, как избыточная первичная продукция. Но всё же здесь не наблюдается сильного «цветения», как в крупных водохранилищах. При подогреве до 33 - 35˚С  и более начинается угнетение даже многих видов сине-зелёных и биомасса фитопланктона понижается, наблюдается лишь усиленное развитие пирофитовых.

Влияние подогрева на интенсивность фотосинтеза изучалась многими авторами. Исследователи сходятся на том, что первичная продукция повышается при подогреве воды со сравнительно невысокими температурами, не выше 15-20˚С, но тормозится или подавляется, если исходная темпеатура воды была выше. Фотосинтез фитопланктона при 30-35˚С ослабевает, а при 40-45˚С прекращается. Это, однако, не относится ко многим синезелёным и протококковым, имеющим более высокие температурные оптимумы фотосинтеза. Возможно, что в зонах подогрева наблюдается некоторая акклиматизация водорослей, приводящая к повышению термического оптимума. Вопрос о зависимости фотосинтеза от температуры ещё окончательно не выяснен, и его экспериментальное решение наталкивается на значительные трудности.

 

Общие сведения об исследуемых водоемах (пространственные границы).

Озеро Удомля расположено в 3-х километрах к северо-востоку от города Удомля Тверской области. Озеро Песьво расположено юго-западнее озёра Удомля. Озёра Удомля и Песьво соединены между собой протокой, зарегулированы гидроузлом на реке Съежа.

Озеро Удомля: длина с севера на юг 7,5 километра, ширина с запада на восток 1,4 километра, длина береговой линии 26,5 километра, средняя глубина 10 м, полезный объем 27 млн. м3, полный объем 122 млн. м3, площадь зеркала  12,5 км2.

Озеро Песьво: ширина с севера на юг 4 километра, с запада на восток 2,9 километра, длина береговой линии 17,5 километра средняя глубина 2,7 м, полный объем 35,4 млн. м3, площадь зеркала 8,7 км2.

Озёра Удомля и Песьво относятся к бассейну Балтийского моря. В них впадают реки Овсянка, Сьюча, Тихомандрица и Хомутовка. Из озера Удомля вытекает р. Съежа с минимальным среднемесячным расходом Р = 95%, в летнюю межень 0,23 м3/с, в зимнюю межень – 0,29 м3/с. Санитарный расход воды составляет 0,50 м3/с.

Озеро Наволок расположено в 9 километрах севернее озера Удомля. Озеро мелкое, объем воды 28 млн. м3. Дно озера плоское и покрыто мощным слоем ила. В Наволок впадает единственный приток – ручей Черный, вытекающий из обширных болот.

Озеро Кезадра расположено в 18 км к северо-востоку от города Удомли и вытянуто на 5,9 км в северо-восточном направлении. В озеро Кезадра впадают р. Песчанка, Кулик, ручей Сосновик и 5 безымянных ручейков, водосборная площадь – 113 км2, объем воды в озере 48 млн. м3.

Наибольшие притоки воды отмечены для озёр Песьво и Удомля, наименьшие для озёр Наволок и Кезадра.

 

Динамика развития альгофлоры водоёмов Песьво и Удомля с 1984 до 2003 года

Для исследования многолетней динамики развития альгофлоры был проведён анализ материалов отчета «Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) 1984-2002гг.», а также исследований, проводимых инженером по охране окружающей среды Калининской АЭС Серяковым С.А. в рамках мониторинга.

Согласно материалам ОВОС 1984 года в фитопланктоне исследуемых озёр было обнаружено 102 вида и разновидностей водорослей, которые распределялись следующим образом по таксономическим группам: Cyanophyta - 16, Chrysophyta - 3, Bacillariophyta - 39, Xanthophyta - 1, Pyrrophyta - 2, Euglenophyta - 2, Chlorophyta – 39. Фитопланктон озёра Удомля в предпусковой период был значительно беднее, как по видовому разнообразию, так и по показателям численности и биомассы, чем в озере Песьво. В обоих озёрах по разнообразию видов и наибольшей частоте встречаемости выделялось три основные группы: диатомовые, зеленые и синезеленые, которые как весной, так и летом составляли основную часть общего числа водорослей.

Анализ фитопланктона в 1985 г. показал, что видовой состав альгофлоры озёр Песьво и Удомля был представлен 152 видами, из которых: Cyanophyta - 19 видов, Pyrrophyta - 3 вида, Chrysophyta - 1 вид, Bacillariophyta - 43 вида, Euglenophyta -5 видов, Chlorophyta - 81 вид. В обоих озёрах на всех станциях доминировала группа диатомовых водорослей, среди которых весомый вклад в показатели численности вносили Melosira islandica subsp. helvetica, Diatoma vulgare, Fragilaria crotonensis. Таким образом, по сравнению с допусковым периодом, в начальный период работы Калининской атомной станции, наблюдались следующие изменения в фитопланктонном сообществе. Влияние подогрева вод проявилось в январе. Оно сказалось на увеличении численности и видового разнообразия. В дальнейший период года наблюдалось сглаживание сезонных ритмов развития фитопланктона за счет удлинения периода вегетации. Численность фитопланктона в озере Удомля в 1985 г. была выше, чем в озере Песьво, хотя в допусковой период наблюдалась обратная картина.

В 1991 году по количеству видов и в Песьво и в Удомле лидирующее положение занимали диатомовые водоросли - 30 и 34 вида соответственно, далее шли зеленые водоросли - 28 и 32 вида, и сине-зеленые - 8 и 9 видов. Также в альгофлоре присутствовали представители эвгленовых, золотистых и пирофитовых водорослей.

В составе альгофлоры озёр-охладителей Калининской атомной станции в 1993 г. было обнаружено 69 таксонов. Наибольшим разнообразием отличалась группа зеленых водорослей - 29 видов, менее разнообразны были группы диатомовых - 17 видов и сине-зеленых - 10 видов. Отделы эвгленовых, пирофитовых, золотистых, желто-зеленых водорослей были представлены незначительным количеством видов. Доминирующей группой по количественному развитию в обоих озёрах были диатомовые водоросли, доля которых в общей биомассе колебалась в озере Песьво от 71 до   78%,   а   в   озере   Удомля   от   39   до   83%.

В июле 2002г. при изучении фитопланктона водоема-охладителя Калининской атомной станции было отмечено 62 видовых и внутривидовых таксона, которые распределялись по систематическим группам, следующим образом: Cyanophyta (Сине-зеленые) - 11, Bacillaryophyta (Диатомовые) - 7, Dinophyta (Динофитовые) -3, Euglenophyta (Эвгленовые) - 6, Chlorophyta (Зеленые) - 35. Первое место по видовому разнообразию принадлежит отделу зеленые водоросли. Диатомовые водоросли представлены 7 видами.

Согласно материалам, полученным Серяковым С.А., выявленная в период с 20.07.02 по 9.11.2003 альгофлора на шести станциях забора проб в озёрах Песьво и Удомля, а также на шести станциях в чистых озёрах Глухое, Кубыча, Лышниковское, Соснищенское, Рогозно, Перховское включала 101 вид водорослей и цианобактерий. Из них 39 видов (38,6%)  принадлежали к отделу зеленых Chlorophyta, 33 (32,7%) - к отделу диатомовых Bacillariophyta, 24 (23.8%) - к отделу сине-зеленых водорослей Cyanophyta (=цианобактерий), 3 (2.9%) – к отделу  желто-зеленых Xantophyta, 1(0.9%) - к отделу криптофитовых Pyrrophyta и 1 (0.9%) - к отделу красных водорослей Rhodophyta.

Динамика развития альгофлоры показана ниже на графике.

Иллюстрация 1.

Динамика развития альгофлоры оуоло Калиниской АЭС

Методы определения сапробности

Методика отбора гидробиологических проб

При выборе места для отбора гидробиологических проб очень важно учитывать гидрологические факторы, определяющие характер распределения и распространения загрязнения в контролируемом водоеме. В озёрах пробы должны быть равномерно и репрезентативно размещены, причем реки, впадающие в озеро и вытекающие из него, должны тоже тестироваться на предмет их сапробности.

Особенно следует отметить роль перифитона: под ним понимают сообщества, обитающие на твердом подводном субстрате. Изучение его имеет первостепенное значение. Это объясняется тем, что организмы, его сос­тавляющие, характеризуют условия данного пункта, а не занесены случай­но из других мест, как это может быть с фитопланктоном. Перифитон с различных подводных предметов, находящихся при быстром течении перека­тов и быстрин, благодаря быстрой смене окружающей их воды, совершенно свободен от случайных местных загрязнений и показывает среднее загряз­нение, господствующее в данном водоеме. В озёрах-охладителях перифитон также является предпочтительным субстратом для отбора гидробиологических проб с учетом турбулентных потоков, которые способствуют перемешиванию воды.

Наиболее пригодными для сбора перифитона являются нейтральные субстраты (камни, бетонные сооружения). Не следует отбирать пробы с затопленных деревьев, деревянных мостков, поскольку гниющая древесина сильно повышает сапробность.

 

Метод определения индекса сапробности по Стребле и Краутеру

По данному методу при оценке индекса сапробности водоема подсчитывается число особей вида в определенном числе полей зрения микроскопа. Сапробность вида определяется по таблицам (выделено 4 зоны сапробности, не выделяется ксеносапробная), в которых кроме этого ука­зана его индикаторная способность.

Индекс сапробности вычисляется по следующей формуле:

      S=1×∑(os)+2×∑ (bms)+3×∑ (ams)+4×∑ (ps) /∑ [(os)+(bms)+(ams)+(ps)]

Трофность воды оценивается по полученному индексу сапробности с использованием Таблицы 1.

Таблица 1. Оценка качества воды по индексу сапробности

Качество воды

Значение индекса сапробности

Олиготрофная

1.0-1.5

Мезотрофная

1.51-1.8

Эутрофная

1.81-2.3

Сильно эутрофная

2.31-2.7

Высоко эутрофная

2.71-3.2

Политрофная

3.21-3.5

Гипертрофная

3.51-4.0

 

Материалы и методы иследования альгофлоры

Пробы перифитона и планктона отбирались 20 сентября 2005 года на шести станциях озёр-охладителей (Иллюстрация 2, карта-схема озёр Песьво и Удомля с указанием станций), 24 ноября 2005 года на двух станциях на озёрах Кезадра и Наволок планктонной сетью Апштейна из мельничного газа № 40. Материал сразу же был зафиксирован в 4% растворе формалина. Определение цианобактерий, водорослей и подсчет числа экземпляров (в 15 полях зрения) проводился в лабораторных условиях с использованием микроскопа при увеличении 20×7, 20×10, окуляр-микрометра (1деление=6мкм) и атласа сапробных организмов (Streble, Krauter, 1988).

Параллельно с микроскопированием проводилось фотографирование водорослей при помощи микрофотонасадки ЛОМО МФН-11 и цифровой фотокамеры Canon.

По методу Стребле и Краутера при оценке индекса сапробности водоема подсчи­тывалось число особей вида в определенном числе полей зрения мик­роскопа. Сапробность вида определялась по таблицам, где фигурируют всего 4 зоны сапробности (не выделяется ксеносапробная) и в которых, кроме этого, ука­зана его индикаторная способность (символ: + -  индикаторные виды; ( ) - неиндикаторные  виды или виды с очень слабым проявлением индикаторных свойств, которые не подставлялись в формулу для вычисления индекса сапробности (S); tº - термофильные виды).

Индекс сапробности вычислялся по следующей формуле:

S=1×∑(os)+2×∑ (bms)+3×∑ (ams)+4×∑ (ps) /∑ [(os)+(bms)+(ams)+(ps)]

Трофность воды оценивалась по полученному индексу сапробности с использованием Таблицы 1. Данные о галобности и рН-приуроченности видов были взяты из эколого-географической картотеки (Баринова, 2000), а о термофильных видах из работы Стребле и Краутера (1988). Данные об антропогенной нагрузке на озёра предоставлены отделом информации Калининской АЭС.

Места отбора воды на станциях озёр-охладителей

Иллюстрация 2.

Результаты исследования альгофлоры в озёрах Песьво и Удомля

Выявленная в период с 20.09.2005 по 24.11.2005 альгофлора на шести станциях забора проб в озёрах Песьво и Удомля, а также на двух станциях в эталонных озёрах (Кезадра, Наволок) включала 51 вид водорослей и цианобактерий. Из них 11 видов (21,6% от  общего числа видов), принадлежат к отделу зеленых водорослей (Chlorophyta), 31 вид (60,8% от общего числа) - к отделу диатомовых водорослей (Bacillariophyta), 6 видов (11,8%) - к отделу сине-зеленых Cyanophyta (=цианобактерий) и 5 видов (9,8%) – к отделу  желто-зеленых водорослей (Xantophyta).

Из числа выявленных 51 вида по Х. Стребле и Д. Краутеру индикаторными свойствами обладают 28 видов: 22 вида – индикаторы β-мезосапробной зоны (+bms), 2 вида – индикаторы α-мезосапробной зоны (+ams), 3 вида – индикаторы олигосапробной и β-мезосапробной зоны (+os/bms), и 1 вид – индикатор олигосапробной зоны (+os). На приведенной ниже круговой диаграмме показано соотношение числа видов по их индикационной способности.

Иллюстрация 3.

Виды водорослей и цианобактерий в водоёме-охладителе Калиниской АЭС

Выявленный в пробах, которые были отобраны 20 сентября 2005г. на озёрах-охладителях Песьво и Удомля, видовой состав альгофлоры был существенно беднее. Всего здесь удалось найти 34 вида водорослей и цианобактерий. Их список представлен в общей таблице видов. В воде названных озёр помимо 6 видов цианобактерий (17,6% от общего числа видов) обнаружены водоросли трех отделов: зеленые (6 видов – 17,6%), диатомовые (18 видов – 52,9%), желто-зеленые (4 вида –  11,8%). 

Данные о числе видов, систематической структуре по отделам, сапробности (S), индикаторным свойствам (Ind), а также отношении их к солености (Hal) и кислотности (pH) среды водоемов приведены в Таблице 2.

Таблица 2. Общий список видов, обнаруженных в ходе исследования 20.09.05-24.11.05 (звездочкой (*) в списке отмечены виды, обнаруженные в эталонных озёрах 24.11.05)                            

Вид

Отдел

Индикаторные свойства

Hal

Ph

1

Amphipleura pellucida

Bacillariophyta

(bms 2)

i

alf

2

Amphora ovalis

Bacillariophyta

+bms

i

acf

6,2-9

3

Ankistrodesmus acicularis

Chlorophyta

+bms

i

 

4

Ceratoneis arcus *

Bacillariophyta

+ os/bms

i

alf 5,5-6,3

5

Coelastrum microporum

Chlorophyta

+bms

i

ind

6

Cosmarium formosulum

Chlorophyta

(os-bms 1-2)

 

 

7

Cymbella lanceolata*

Bacillariophyta

+bms

i

alf

8

Cymbella sp.

Bacillariophyta

 

 

 

9

Cymbella ventricosa

Bacillariophyta

(os-bms 1-2)

i

ind

10

Dactylocopsis acicularis

Cyanophyta

hb

 

11

Diatoma elongatum*

Bacillariophyta

+bms

hl

ind

12

Diatoma vulgare

Bacillariophyta

+bms

i

ind

6,5-7,5

13

Excentrosphaera viridis

Chlorophyta

 

 

 

14

Fragilaria capucina

Bacillariophyta

+bms

i

alf

15

Fragilaria crotonensis

Bacillariophyta

+bms

hl

alf 7,5

16

Gomphonema acuminatum*

Bacillariophyta

+bms

i

alb

17

Gomphonema angustatum

Bacillariophyta

(bms 2)

i

alf 6,6

18

Gyrosigma attenuatum

Bacillariophyta

+os-bms

i

alf

19

Melosira granulata*

Bacillariophyta

+bms

i

ind

6,3-9,1

20

Melosira varians

Bacillariophyta

+bms

 

alf 5-9

21

Navicula cryptocephala

Bacillariophyta

+ams

i

alb

22

Navicula gracilis

Bacillariophyta

+os-bms

i

alf 7-9

23

Navicula popula

Bacillariophyta

+bms

hl

ind

5,2-9

24

Navicula radiosa*

Bacillariophyta

+bms

i

ind 5-9

25

Navicula sp.

Bacillariophyta

 

 

 

26

Neidium iridis

Bacillariophyta

+bms

hb

ind

27

Nitzshia palea

 

Bacillariophyta

+ams

i

ind 7-9

28

Oocystis   crassa*

Chlorophyta

(bms)

i

 

29

Ophiocytium cochleare*

Xanthophyta

(os-bms)

oh

--

30

Oscilatoria lacustris

Cyanophyta

i

 

31

Oscillatoria agardhii

Cyanophyta

+bms

hl

--

32

Oscillatoria sp.

Cyanophyta

 

 

 

33

Pediastrum gracillimum

Chlorophyta

(bms 2)

 

 

34

Pediastrum simplex

Chlorophyta

+bms

 

 

35

Pediastrum sp. *

Chlorophyta

 

 

 

36

Phormidium inundatum

Cyanophyta

(os-bms 1-2)

 

 

37

Phormidium papyraceum

Cyanophyta

(os-bms 1-2)

 

 

38

Pinnularia gibba*

Bacillariophyta

+os

i

ind

39

Pinnularia viridis

Bacillariophyta

+bms

i

ind

40

Scenedesmus opoliensis*

Chlorophyta

(bms/ams)

--

--

41

Scenedesmus quadricauda*

Chlorophyta

+bms

i

ind

42

Staurastrum gracile*

Chlorophyta

+ os/bms

i

--

43

Stauroneis anceps

Bacillariophyta

+bms

i

ind 6,1

44

Stephanodiscus astraea*

Bacillariophyta

(os/bms)

i

alb

5,5-9

45

Surirella angustata*

Bacillariophyta

+bms

i

alf

46

Tabellaria fenestrata*

Bacillariophyta

+bms

hb

acf

47

Tabellaria flocculosa*

Bacillariophyta

+ os/bms

hb

acf 5,7

48

Tribonema monochloron

Xanthophyta

 

 

49

Tribonema sp.

Xanthophyta

 

 

 

50

Tribonema vulgare

Xanthophyta

(os-ams 1-3)

 

 

51

Vaucheria sessilis

Xanthophyta

+bms

 

 

В озёрах-охладителях было выявлено 3 термофильных вида (Dactylococcopsis acicularis Lemm., Oscillatoria lacustris (Kleb.) Geil., Kutz., Tribonema monochloron ), представленных в общей сложности 28 особями. В озёрах с природным температурным режимом выявлен 1 термофильный вид - Oscillatoria lacustris (Kleb.) Geil., Kutz., представленный 3 особями.     

 Таким образом, в водоемах-охладителях как общее число термофильных видов, так и численность их особей была существенно выше. При этом 1 вид термофильных водорослей был встречен и в тех, и в других озёрах. Это может быть связано с летним, естественным прогревом воды в природном озере.

По галобности, т.е. степени выносливости к содержанию в воде растворимых солей, индифферентным (i) оказался 21 вид, галофильными (hl) - 4 вида, галофобными (hb) - 4 вида.

По отношению к pH воды в водоеме 8 из выявленных видов относятся к группе алкалифильных (alf), 12 видов – к индифферентным (ind), 2 вида – к алкалибионтным (alb), 3 вида – к ацидофильным (acf).

В Таблице 3 представлены значения коэффициента сапробности и численности термофильных видов для станций эталонных озёр. 

  Таблица 3. Значения коэффициентов сапробности и численности термофильных видов для эталонных озёр

Станция

Коэффициент сапробности

Число термофильных видов

озеро Кезадра

1,97

1

озеро Наволок

1.89

0

Данные по сапробности приведены  в Таблице 4.

Таблица 4. Значения коэффициентов сапробности и числа термофильных видов для всех станций    

Станция

Коэффициент сапробности

Численность термофильных видов

1

2.0

2

2

1.98

1

3

2.2

1

4

1.96

4

5

2.0

5

6

2.07

7

7 эталон

1.97

1

8 эталон

1.89

0

 

Иллюстрация 4.

Индекс сапробности водоёмов около Калиниской АЭС

Значения коэффициентов сапробности позволяют отнести воду всех станций к эутрофной.

Численность термофильных видов на станциях озёр-охладителей соответствовала удаленности от места сброса подогретых вод. Как по коэффициенту сапробности, так и по численности термофильных видов выделяется станция №4, в окрестности деревни  Щеберино. По мере удаления от сбросного канала увеличивается видовое разнообразие. Так на станции №4  было обнаружено 16 видов, в то время как на станции №6 (озеро  Песьво) их было 6. Сапробность же по мере удаления от места сброса, напротив, уменьшается. Так наименьшее значение индекса сапробности отмечено на станции №4, а наибольшие на станциях №3 и №6, в зоне наибольшего подогрева. Повышение индекса сапробности происходит главным образом за счет присутствия диатомовых водорослей. Это может быть связано как с температурным режимом, так и с другими внешними факторами, действующими на альгофлору в местах отбора проб для анализа. Обозначенные соображения носят только характер предположений,  поскольку чрезвычайно желательным и методически правильным было бы исследование на всех станциях сезонных сукцессий.

Судя по всему, сброс подогретых вод существенного влияния на количественное развитие фитопланктона водоема-охладителя не оказывает. Потери фитопланктона за счет механического и термического воздействия в сбросном канале, в водоеме-охладителе быстро восстанавливаются. Однако следует отметить упрощение структуры и общей численности альгофлоры фитопланктона за счет сокращения видовых и внутривидовых таксонов в зонах теплового воздействия по сравнению с контрольной станцией (число видов в зонах интенсивного теплового воздействия сокращается).

В процессе определения удалось получить несколько снимков наиболее часто встречающихся представителей альгофлоры. Снимки приведены в приложении и в перспективе могут быть включены в атлас–определитель индикаторных видов водорослей. Большинство из них принадлежит к отделу Диатомовых водорослей – Bacillariophyta (Diatoma vulgare, Neidium iridis, Melosira varians, Melosira granulata, Gyrosigma attenuatum, Pinnularia viridis, Amphora ovalis), остальные к отделу Зеленых водорослей – Chlorophyta (Pediastrum sp., Pediastrum clatratum, Pediastrum simplex, Oocystis sp., Oocystis solitaria).

Выводы

1. Выявленная в период с 20.09.2005 по 24.11.2005 альгофлора на шести станциях забора проб в озёрах Песьво и Удомля, а также на двух станциях эталонных озёр Кезадра, Наволок включала 51 вид водорослей и цианобактерий.

2. Из них по Х. Стребле и Д. Краутеру индикаторными свойствами обладало около половины (28 видов).

3. По шести станциям отбора проб в озёрах-охладителях были получены следующие данные (численность особей термофильных видов / значения коэффициента сапробности): 1 – 2/2.0; 2 – 1/1.98; 3 – 1/2.20; 4 – 4/1.96; 5 – 1/2.0; 6 – 7/2.07.

4. Среди желто-зеленых водорослей и цианобактерий было найдено 3 термофильных вида, предпочитающих водоемы с подогретой водой (Dactylococcopsis acicularis Lemm., Oscillatoria lacustris (Kleb.) Geil., Tribonema monochloron).

5. По галобности из числа видов с известной реакцией на содержание в воде растворимых солей индифферентным (i) оказался 21 вид, галофильными (hl) - 4 вида, галофобными (hb) - 4 вида.

6. По отношению к pH воды в водоеме 8 видов относятся к группе алкалифильных (alf), 12 видов – к индифферентным (ind), 2 вида – к алкалибионтным (alb), 3 вида – к ацидофильным (acf).

7. Высчитанные данные по сапробности воды позволяют оценить состояние воды в озёрах-охладителех как эутрофное.

8. Вода эталонных водных объектов по показателям сапробности не сильно отличалась от воды озёр Песьво и Удомля. Из всех обследованных объектов вода озеро Кезадра отличалась наименьшими показателями сапробности. Термофильных видов водорослей и цианобактерий здесь найти не удалось.

 9. Основную численность и биомассу фитопланктона в водных объектах Калининской АЭС создают представители диатомовых и зеленых водорослей. В зоне сильного подогрева отмечается повышение численности и биомассы фитопланктона, в зоне слабого подогрева – снижение количественных показателей.

10. Сброс подогретых вод существенного влияния на количественное развитие фитопланктона водоема-охладителя не оказывает. Потери фитопланктона за счет механического и термического воздействия в сбросном канале, в водоеме-охладителе быстро восстанавливаются. Однако следует отметить упрощение структуры и общей численности альгофлоры фитопланктона за счет сокращения видовых и внутривидовых таксонов в зонах теплового воздействия по сравнению с контрольной станцией (число видов в зонах интенсивного теплового воздействия сокращается).

Проблема теплового воздействия Калининской атомной станции на озера Песьво и Удомля неоднократно поднималась ранее на районной экологической конференции школьников. Этой проблеме было посвящено не одно исследование, но влияние атомной станции на альгофлору никогда ранее не рассматривалось на уровне этой конференции. Поэтому я считаю очень важным  выступление с этой работой на экологической конференции школьников города и района.

Литература:

1.      Баринова С.С., Анисимова О.В., Медведева Л.А. Водоросли-индикаторы в оценке качества окружающей среды – М.: ВНИИПрироды, 2000. –150с.

2.      Вернадский В.И. Живое вещество. – М., 1978.

3.      Виноградов Б.К. и др. География Удомельского района: Монография. – Тверь: Тверской государственный университет, 1999. – 358 с.

4.      Воронков Н.А. Основы общей экологии. – М.,1997.

5.      Воронков Н.А. Экология общая, социальная, прикладная: Учебник для студентов высших учебных заведений. Пособие для учителей – М.: Агар, 1999.– 424с.

6.      Данилов-Данильян В.И и др. Страна превращается в дурдом и кладбище // Зеленый Мир. Российская экологическая газета. 1997, №11, с. 4-5.

7.      Экологические проблемы: что происходит, кто виноват, и что делать?/ под ред. В.И. Данилова-Данильяна. – М.,1997.

8.      Данилов-Данильян В.И., Никитин А.Т., Марфенин Н.Н. Экология, охрана природы и экологическая безопасность. Учебное пособие для системы повышения квалификации и переподготовки государственных служащих. – М.: Изд-во МНЭПУ, 1997. –744с.

9.      Емельянов А.Г., Тихомиров О.А. Основы региональной геоэкологии // Учебное пособие. – Тверь, 2000. –75с.

10. Миллер Т. Жизнь в окружающей среде. Т. 1-3. – М., 1993.

11. Мордухай-Болтовской Ф. Д. Проблема влияния тепловых и атомных электростанций на гидробиологический режим водоемов (обзор) // Экология организмов водохранилищ-охладителей. Тр. Инст. биол. внутр. вод АН СССР, вып. 27. – Л.: Наука, 1975. С. 7–9.

12. Одум Ю. Экология. Т.1-2.- М., 1986

13. Оценка экологического состояния природной среды региона / Коллективная монография под редакцией проф. Н.С.Шерстневой и О.А.Тихомиров. – Тверь: ТИЭП, 2004.

14. Пронина В.Г. В гармонии с природой / Мирный атом, №14, 2004г.

15. Прохоров Б.Б. Экология человека // Учебник для студентов высших учебных заведений. – М.: Издательский центр. Академия, 2003. –206с.

16. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. – М., 1990.

17. Серяков С.А. «Альгоиндикация изменения химизма воды в пресноводных водоемах из-за антропического влияния»/Тезисы докладов. Х региональные Каргинские  чтения. Областная научно-техническая конференция молодых ученых «Химия, технология и экология» Тверь: Тверской государственный университет, 2003. – 5с.

18. Серяков С.А. «К усовершенствованию методов альгоиндикации, проводимой в целях выявления сапробности водоемов» / Тезисы докладов. XI региональные Каргинские чтения. VI областная научно-техническая конференция молодых ученых «Химия, технология и экология» Тверь: Тверской государственный университет, 2004. – 60с.

19. Серяков С.А.  «Альгоиндикация воздействий сбросных вод Калининской АЭС на водоемы - охладители» / Сборник научных статей. Экономико-правовые, экологические и психологические проблемы развивающейся России. Тверь: Лилия Принт, 2004. – 145-147с.

20. Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов // Роль воды в природе и жизни человека. – М.:  ЮНИТИ – ДАНА, 2001. –703с.

21. Pantle F., Buck H. Die Biologische Uberwachung der Gewasser und die Darstellung der Ergebnisse. – Gas- u. Wasserfach, 1955.

22. Sladeček V. Diatoms as indicators of organic pollution // Acta hydrochim. et hydrobiol. – 1986. – T. 14, N 5. – P. 555-566.

23. Streble H., Krauter D. Das Leben im Wassertropfen. – Stuttgart: Franckh, 1988.

24. Watanabe T., Asai K., Houki A. Numerical index of water quality using diatom assemblages // In M. Yasuno and A Witton (eds.), Biological monitoring of environmental pollution. Tokyo: Tokai Univ. Press, 1988. P. 179-192.

25. Отчет. Оценка экологического состояния региона Калининской АЭС перед пуском третьего энергоблока (нулевой фон). Инст. АЭП - М., 2003г.

26. Отчет. Проведение экологического мониторинга наземных и водных экосистем региона Калининской АЭС. Инст. АЭП - М., 2005г.

27. Проект. Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС). Часть 3. Состояние экосистем и их элементов. Калининская АЭС. Расширение до 4000 МВт. II очередь. Инст. ФГУП НИАЭП. – Нижний Новгород, 2002 г.

См. так же:АЭС России

 

 Copyright © ProTown.ru 2008-2015
 При перепечатке ссылка на сайт обязательна. Связь с администрацией сайта.