Экологическая оценка качества воды реки Ишим в пределах города Ишима Тюменской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ РЕКИ ИШИМ В ПРЕДЕЛАХ ГОРОДА ИШИМА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

03.02.08 - экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

ГУБАНОВА Лариса Васильевна

Омск-2012

Работа выполнена на кафедре общей экологии ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный университет» и на кафедре биологии и методики ее преподавания ФГБОУ ВПО «Ишимский государственный педагогический институт им. П.П. Ершова».

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Лихачев Сергей Федорович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Мкртчан Офелия Завеновна

доктор биологических наук, профессор

Трапезников Александр Викторович

Ведущая организация: Тюменский государственный университет

Защита состоится «02» марта 2012 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.177.05 при ГОУ ВПО «Омский государственный педагогический университет» по адресу: 644099, г. Омск, наб. Тухачевского, 14.

Телефон/факс: (3812) 23-12-20, e-mail: kolpakova@omgpu.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного педагогического университета по адресу: г. Омск, наб. Тухачевского, 14.

Автореферат разослан «30» января 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, к.б.н., доцент Т.Ю. Колпакова

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Река Ишим, являющаяся одним из крупных водотоков юга Тюменской области, широко используется в самых разнообразных целях: для водоснабжения и бытовых нужд населения, и в хозяйственно-промышленных целях (В.А. Лезин, 1995, 1999). Развитие г. Ишима, расположенного по берегам одноименной реки, привело к существенным неблагоприятным изменениям гидрологических, гидрохимических и гидробиологических условий реки (С.Ф. Лихачев и др., 2009; А.С. Красненко, Н.Е. Суппес, 2009; Экологическое состояние…, 2009; А.Ю. Левых и др., 2010). Для г. Ишима одноименная река является практически единственным источником питьевого водоснабжения - р. Ишим, что не может не сказываться на качестве питьевой воды и, в конечном итоге на здоровье населения города. Поэтому, состояние р. Ишим и качество ее воды в пределах г. Ишима нуждается в постоянном экологическом мониторинге. Наряду с гидрологическими и гидрохимическими методами мониторинга, необходимо проводить и гидробиологический мониторинг, используя в этих целях методы биоиндикации и изучать состояние популяций организмов-индикаторов (В.К. Шитиков и др., 2003; Е.Н. Крылова, 2009). Для рек важнейшими организмами-индикаторами качества воды являются обитатели зообентоса, которые отличаются стабильной локализацией на определенных местах обитания в течение длительного времени. В состав зообентоса входят наиболее долгоживущие гидробионты - моллюски и олигохеты, поэтому представители зообентоса являются универсальными тест-объектами для мониторинга антропогенных сукцессий и процессов самоочищения водных экосистем (А.Ф. Алимов и др., 1996; А.Ф. Алимов, 2000; В.А. Гусакова, 2007). Одной из важнейших групп зообентоса являются олигохеты (Annelida, Oligochaeta), донные кольчатые черви, которые давно и успешно используются в качестве организмов-индикаторов загрязнения природных и сточных вод (R.Kolkwitz, M. Marsson, 1909; V. Slбdeиek, 1973; А.В. Макрушин, 1974; R.G. Wetzel, G.E. Likens 2000; Семенченко В. П, 2004; Д.М. Безматерных, 2008).

Анализ литературы показал, что исследования качества воды реки Ишим с использованием организмов-индикаторов активно проводятся в последние годы (А.С. Красненко, 2007, 2008, 2009; Н.Е. Суппес, 2008, 2009; Н.Е. Суппес и др., 2009; А.С. Красненко, Н.Е. Суппес, 2009; А.Ю. Левых и др., 2010). В биоиндикации были задействованы и представители зообентоса, но содержащиеся в литературе данные, носят предварительный характер и требуют дополнительных исследований. Тем более, что питьевая вода централизованной системы хозяйственно-питьевого водоснабжения г.Ишима не соответствует гигиеническим требованиям и состав воды не сбалансирован по биогенным элементам, определяющим её физиологическую полноценность: кальцию, фтору, йоду, магнию.

Таким образом, изучение состояния сообщества олигохет р. Ишим в пределах г. Ишима, как представителей зообентоса в целях биоиндикации, позволит проводить мониторинг санитарно-гигиенического состояния реки и качества воды данного важнейшего для города водотока. Поэтому, проведенное нами исследование является важным с теоретической и практической точек зрения.

Целью нашей работы явилась экологическая оценка качества воды реки Ишим в пределах города Ишима Тюменской области с помощью организмов-индикаторов загрязнения - донных малощетинковых червей (Annelida, Oligochaeta).Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

1. Изучить видовой состав зообентоса в целом и олигохет в частности р. Ишим в пределах г. Ишима, определить долю олигохет в общем видовом составе зообентоса.

2. Проанализировать степень количественного развития олигохет на разных станциях взятия проб.

3. Проследить характер сезонной и годовой динамики качественных и количественных показателей олигохет; на основании количественных данных определить значение олигохет как структурообразующей группы зообентоса.

4. Выявить индикаторные особенности олигохет, определить качество воды р. Ишим на обследованных станциях и ее изменение по годам исследования и сезонам года.

5. Провести анализ гидрохимического состояния р. Ишим.

6. Провести анализ вероятного влияния качества воды р. Ишим на здоровье населения г. Ишима.

Научная новизна исследования. Впервые для бентосного сообщества р. Ишим в пределах г. Ишима отмечено 52 вида беспозвоночных, относящийся к 5 типам царства Animalia (Spongia, Bryazoa, Annelida, Mollusca, Artropoda), к 6 классам (Demospongia, Bryazoa, Oligochaeta, Gastropoda, Crustacea, Insecta) и к 42 родам. Впервые для р. Ишим отмечено 8 видов малощетинковых червей (Annelida, Oligochaeta), относящихся к 6 родам. Изучен характер распределения и встречаемости видоволигохет на разных станциях р. Ишим. Выявлены сезонная и годовая динамики численности видов. Для сообществ олигохет всех станций рассчитаны: видовое богатство (R), индексы видового разнообразия Симпсона (D) и Шеннона (Н), индекс доминирования Симпсона (С). Выявлены доминирующие виды олигохет. На основании качественных и количественных данных с применением олигохетного индекса Гуднайта-Уитли (J), олигохетного индекса Э.А. Пареле (Д2) и индекса сапробности олигохет В.И. Попченко (Is), выявлены индикаторная значимость видов олигохет, качество воды на обследованных станциях р. Ишим и его годовая и сезонная динамики.

Теоретическая и практическая значимость диссертации. С теоретической точки зрения, исследования таксономического состава макрозообентоса и, прежде всего, олигохет р. Ишим, расширяют представления о многообразии донных организмов в водотоках юга Тюменской области. Полученные результаты могут послужить основой для перспективного прогнозирования качества пресных вод в зависимости от направленности развивающихся антропогенных процессов, для разработки необходимых мероприятий по охране окружающей среды г. Ишима и его пригородов, для оптимизации мест расположения основных хозяйственных объектов, для принятия управленческих решений относительно природных ресурсов г. Ишима. С практической точки зрения, материалы по биоиндикации позволяют проводить мониторинг состояния водных объектов и качества их воды, что является важным для профилактики заболеваний, поддержания здоровья и генетической безопасности населения.

Материалы работы используются для преподавания курсов экологии, природопользования, общего землеведения и физической географии в ФГБОУ ВПО «Ишимский государственный педагогический институт им. П.П. Ершова», для выполнения студентами курсовых и выпускных квалификационных работ.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Видовой состав олигохет р. Ишим в пределах г. Ишима на разных станциях схож, но встречаемость и численность олигохет различны для разных станций и зависят от гидрохимических особенностей и интенсивности загрязнения промышленно-бытовыми стоками.

2. По олигохетным индексам Гуднайта-Уитли, Э.А. Пареле и В.И. Попченко воду р. Ишим в пределах г. Ишима можно отнести к б-мезосапробной зоне, стремящейся к поли-гиперсапробности, но сапробность и качество воды разных станций отличаются по годам и сезонам года.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на II Международной научно - практической конференции «Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития» в ИГПИ им. П.П. Ершова (Ишим, 2007 г.); на III Межрегиональной научно - практической конференции «Проблемы географии Урала и сопредельных территорий» в ЧГПУ (Челябинск, 2008 г.); на II Международной научно-практической конференции в ЧГПУ «Адаптации биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2008 г., 2010 г.); на Всероссийской конференции «Экология в высшей школе: синтез науки и образования» (Челябинск, 2009); апробация работы проведена на заседании кафедры зоологии ЧГПУ (ноябрь, 2009 г.); на II и III Всероссийской научно - практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Полевые и экспериментальные исследования биологических систем» (Ишим, ИГПИ, 2010, 2011гг.); на II-ой и III-ей Международных научно-практических конференциях «Экологический мониторинг и биоразнообразие» (Ишим, ИГПИ, 2010 г., 2011 г.); на заседании кафедры общей экологии Челябинского государственного университета (Челябинск, ЧелГУ, декабрь 2011 г.).

Публикации. По теме диссертации было опубликовано 10 работ, три в изданиях рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 180 страницах, состоит из введения, 4 глав, обсуждения, выводов и списка литературы (221наименование, из них 25 - на иностранных языках). Диссертация содержит 60 рисунков, 10 таблиц и 3 приложения.

ишим зообентос олигохета

Глава 1. Обзор литературы

Первый раздел главы посвящен анализу литературных данных о степени изученности зообентоса в целом в водоемах Западной Сибири и Тюменской области в частности. Показано, что бентосные беспозвоночные в водоемах юга Тюменской области еще изучены недостаточно. Второй раздел главы посвящен индикаторным особенностям пресноводных олигохет и использованию этой группы кольчатых червей в целях оценки степени загрязнения водных экосистем и качества природных вод. Кратко анализируется литература, посвященная влиянию качества воды на здоровье человека.

Глава 2. Материал и методика

2.1. Физико-географическая характеристика района исследования

В разделе дано краткое физико-географическое описание района исследования. Подробно характеризуется река Ишим как основной водоток юга Тюменской области (В.А. Лезин, 1999; Б.П. Ткачев, 2001; А.Ю. Левых, 2011).

2.2. Гидрохимический анализ воды реки Ишим в пределах территории Тюменской области

В разделе проанализированы собственные гидрологические и гидрохимические данные пор. Ишим: водородный показатель, сухой остаток, взвешенные вещества, концентрация хлорид-ионов, нитрит- и нитрат-ионов, сульфат-ионов, аммоний-ионов, щелочность общая, концентрация железа, прозрачность и цветность. Показано, что наибольшее химическое загрязнение река испытывает в период весеннего половодья, особенно в период подъема уровня воды и его максимума (май-июнь). По всем учтенным элементам наблюдается повышение концентрации вниз по течению реки. Сравнение полученных нами показателей с санитарными нормативами (СанПиН 2.1.4.1074-01) выявило, что наблюдается загрязнение воды по аммонию на станциях 3 (1,3 ПДК) и 4 (2,4), а по железу на станции 4 (1,2) (табл. 1). Аммоний имеет фекальное происхождение - пойма используется под выпас скота.

Таблица 1

Результаты химического анализа проб реки Ишим в пределах города Ишима, мг/л (август, 2008-2010 гг.)

Загрязнение по сульфатам и меди отмечено на всех станциях (3,0-4,8 и 1,0-3,5), по фосфатам на станциях 2-4 (1,3-12,1; 2,9-5,7; 1,5-35,0), по нитритам на станциях 3-4 (3,1-6,6). Содержание сульфатов является фоновым, остальные загрязняющие элементы имеют антропогенное происхождение.

2.3. Методика исследования

Работа проводилась с 2000 г. Прежде всего, были выявлены факторы среды, отрицательно влияющие на здоровье населения г. Ишима, одним из таких факторов явилось низкое качество воды. С 2003 по 2011 г. были проведены исследования по гидрохимии р. Ишим, всего было отобрано и обработано 360 проб. В качестве организмов-индикаторов качества воды были выбраны олигохеты. Материал собирался в период с мая по сентябрь 2008-2010 гг. в р. Ишим в пределах г. Ишима на 4 станциях (левый и правый берег): станция №1 - у автомобильного моста; станция №2 - городской пляж; станция №3 - водозабор, у понтонного моста; станция №4 - ниже водосброса. Всего было отобрано 120 проб зообентоса. Взятие проб производилось с применением стандартных гидробиологических методов (В.И. Жадин, 1956; Руководство по гидробиологическому…, 1992; С.Ф. Лихачев, 1997; Методические рекомендации…, 1995; Т.В. Гусева и др., 2000). Пробы отбирали донным скребком с площадью захвата 0,5 м2. Определение гидробионтов производили под микроскопом МБС-10 при увеличении в 8-16 раз, по описаниям, содержащимся в литературе (О.В. Чекановская, 1962; Е.И. Лукин, 1976; Определитель пресноводных беспозвоночных…, 1997, 2000, 2001).Для сравнения видовых составов олигохет разных станций были использованы коэффициент Жаккара - Малышева (Kj-m) и индекс Чекановского - Соренсена (Ics). Для оценки состояния сообществ олигохет по видовому составу и относительной численности разных видов рассчитывали показатели видового разнообразия и богатства: индекс видового богатства (R), индексы видового разнообразия Шеннона (H) и Симпсона (D), индексы доминирования Симпсона (C). Для оценки качества воды использованы олигохетный индекс Гуднайта - Уитли, олигохетный индекс Э.А. Пареле и индекс сапробности олигохет В.И. Попченко. Для анализа воздействия качества воды на здоровье людей были использованы статистические данные по заболеваемости населения Ишимской иммунологической лаборатории. Математическая обработка данных проведена с применением методов статистики (Г.Ф. Лакин, 1990) и компьютерной программы «STATAN» (С.Н. Гашев, 2008).

Глава 3. Экологические особенности олигохет реки Ишим в пределах г. Ишима

3.1. Общий видовой состав зообентоса реки Ишим на обследованных станциях

Для обследованных станций реки Ишим в пределах г. Ишима отмечен 52 вида беспозвоночных макрозообентоса, относящихся к 9 типам и 15 классам. Наибольшее видовое разнообразие имеет класс Insecta - 31 вид, или 59,6% от общего числа видов макрозообентоса. На втором месте по числу видов находятся Oligochaeta и Mollusca - по 8 видов, или по 15,4%. Все остальные группы зообентоса представлены одним видом каждая (рис. 1).

Рис. 1. Доля разных групп беспозвоночных в общем видовом составе зообентоса реки Ишим в пределах города Ишима (в %) (2008-2010 гг.)

Рис. 2. Количество видов беспозвоночных зообентоса отмеченных на станциях реки Ишим по годам исследования (2008-2010 гг.)

Максимальное число видов во все годы исследований отмечено для станции №1, находящейся выше остальных станций (рис. 2). Для станций 2 и 3 отмечены наиболее низкие значения количества видов. Минимум числа видов зарегистрирован на станции 3 в 2010 г. Таким образом, характеризуя общий таксономический состав беспозвоночных зообентоса р. Ишим можно утверждать, что его основу составляют две группы: доминантными по числу видов являются насекомые, а субдоминантными для большинства станций - олигохеты и только на первой станции к ним присоединяются моллюски.

Анализ сходства видовых составов гидробионтов из обследованных станций с применением коэффициента сходства видовых составов Жаккара-Малышева и индекса общности фаун Чекановского-Соренсена, показал, что в разных парах данные показатели имеют разнонаправленное проявление. Сравнение в парах «ст. 2 - ст. 3» и «ст. 2 - ст. 4» наблюдается низкое, но различие видовых составов по коэффициенту Жаккара-Малышева от -0,1 до -0,2, а по индексу общности фаун Чекановского-Соренсена от 58,1 до 63,5%. Эти различия, вероятно, связаны с тем, что на станции 2 очень высока доля насекомых в общем видовом составе зообентоса, в то время как доля субдоминантных олигохет низка. На 3 и 4 станциях доля олигохет существенно возрастает. В паре «ст. 1 - ст. 2» нет ни сходства, ни различия - К j-m = 0, а Ics = 66,7%. В парах «ст. 1 - ст. 3» и «ст. 1 - ст. 4» отмечено низкое сходство видовых составов - К j-m = 0,2 и Ics = 73,4-74,4%. И лишь в паре «ст. 3 - ст. 4» отмечено высокое сходство видовых составов зообентоса - К j-m = 0,6 и Ics = 88,9%.

3.2. Сообщество олигохет реки Ишим в пределах города Ишима

На обследованных станциях реки Ишим в пределах города Ишима было обнаружено 8 видов олигохет, относящиеся к 6 родам из 3 семейств. Доля олигохет в составе зообентоса на разных станциях в разные годы исследований различна (рис. 3).

Рис. 3. Доля олигохет в общем видовом составе зообентоса р. Ишим (в %) (2008-2010 гг.)

3.2.1. Таксономический состав олигохет и встречаемость отдельных видов на обследованных станциях

Среди обнаруженных видов на долю сем. Tubificidae приходится 50,0% видового состава (4 вида). Сем. Naididae представлено 3 видами, или 37,5%, а на долю сем. Aelosomatidae приходится 12,5% (1 вид). Сем.Tubificidae представлено 4 видами из 3 (Tubifex, Limnodrilus, Spirosperma) родов. Только род Tubifex представлен 2 видами, для всех остальных родов отмечено по 1 виду. Сем. Naididae представлено 3 видами из 2 родов. Только род Chaetogaster представлен 2 видами, а для рода Nais отмечен 1 вид. Сем. Aelosomatidae представлено 1 видом одного рода Aelosoma. Встречаемость обнаруженных видов на разных станциях различна. На всех обследованных станциях обнаружены особи видов Tubifex tubifex, T. newaensisи Limnodrilus hoffmeisteri.Вид Spirosper maferox встречен в 75,0% случаев. Отмеченные в р. Ишим виды наидид встречены на всех обследованных станциях. Вид Aelosoma hemprichi из семейства Aelosomatidae обнаружен на 50,0% станций.

3.2.3. Сезонная динамика численности олигохет

на обследованных станциях реки Ишим

Изменение общей численности зообентоса в целом и олигохет в частности по сезонам года и по годам исследовано нами для всех станций. Для примера мы приводим данные проб левобережных точек за 2010 г. (рис. 4, 5).

Рис. 4. Годовая и сезонная динамика численности зообентоса на обследованных станциях р. Ишим (левый берег, 2010 г.)

Как видно из приведенных рисунков, при общей низкой численности зообентоса (рис. 4) доминантными по численности являются олигохеты (рис. 5). Из них доминируют виды сем. Tubificidae (рис. 6). Подобные данные получены для всех лет исследования.

Рис. 5. Годовая и сезонная динамика численности олигохет на обследованных станциях р. Ишим (левый берег, 2010 г.)

Рис. 6. Годовая и сезонная динамика численности олигохет сем. Tubificidae на обследованных станциях р. Ишим (левый берег, 2010 г.)

Таким образом, для всех обследованных станций как общая численность зообентоса и олигохет, так численность видов сем. Tubificidae по сезонам года изменяется закономерно: повышение численности от мая (весенний минимум) к июлю (летний максимум), с понижением в августе (летний минимум) и повышением от августа к сентябрю (осенний максимум). Вероятно, общая тенденция падения численности в августе связана с тем, что к августу отмирает большинство особей старых генераций, к сентябрю же появляются особи новых генераций и численность олигохет возрастает.

3.2.4. Годовая и сезонная динамика видового богатства и разнообразия сообществ олигохет обследованных станций реки Ишим

Сообщества олигохет всех изученных станций р. Ишим характеризуются сезонными изменениями основных показателей альфа-разнообразия. Так, сообщество олигохет в 2010 г. отличалось невысоким видовым богатством (табл. 2). Наименьшее значения индекса видового богатства отмечены в сентябре (R=3,35-4,68), набольшее в мае-июне (R=4,91-6,28). В сентябре отмечены самые низкие значения индексов видового разнообразия Шеннона (Н) и Симпсона (D) и максимальные показатели доминирования (С).

Таблица 2

Сезонная динамика показателей видового разнообразия олигохет р. Ишим (левый берег,2010 г.)

В августе происходит увеличение показателей Н и D, и снижение индекса доминирования. Для всех обследованных станций характерны средние значения индекса видового богатства олигохет. Выявлены невысокие значения индексов видового биоразнообразия и преобладание индекса видового разнообразия Шеннона над индексом видового разнообразия Симпсона. Их соотношение указывает на то, что в сообществах олигохет обследованных станций преобладают виды с невысокой численностью. Численное доминирование отдельных видов сем. Tubificidae выражено на станциях 2, 3 и 4, на что указывают высокие значения индекса доминирования Симпсона. Таким образом, при анализе данных о видовом составе, встречаемости видов, сезонной динамике численности, индексов видового разнообразия и богатства было выявлено, что основу фауны олигохет р. Ишим, составляют виды сем. Tubificidae: Tubifex tubifex, Tubifex newaensis, Limnodrilus hoffmeisteri и Spirosper maferox.Из них в большинстве случаев виды Tubifex tubifex и Limnodrilus hoffmeisteri являются доминирующими по численности, что определяется оптимальными условиями их существования в р. Ишим. Как известно, указанные виды тубифицид являются универсальными индикаторами зон сапробности и качества воды (Д.М. Безматерных, 2007).

Глава 4. Индикаторное значение олигохет и качество воды на обследованных станциях реки Ишим в пределах города Ишима

Для определения уровня загрязнения и качества воды обследованных станций реки Ишим по количественным характеристикам олигохет мы применяли следующие широко апробированные и используемые в практике мониторинга индексы: олигохетный индекс Гуднайта и Уитли (J), олигохетный индекс Э.А. Пареле (Д2) и индекса сапробности олигохет В.И. Попченко (Is). В качестве примера, рассмотрим динамику олигохетных индексов и качества воды на всех обследованных левобережных станциях в 2010 г. (табл. 3).

Таблица 3

Качество воды на обследованных станциях р. Ишим (левый берег, 2010 г.)

Как видно из таблицы, изменение олигохетных индексов и качества воды в сторону увеличения загрязнения происходит от станции 1 до станции 4, т.е. через весь город Ишим от верхней к нижней по течению реки Ишим станции. На станции 1 для всех месяцев исследований (кроме июля) отмечена б-мезосапробная зона и 4 класс воды, или загрязненная вода. Общей закономерностью для всех остальных станций является: гипер- или полисапробная зона с водой 5-6 классов (грязные/очень грязные) в мае-июне, т.е. в период таяния снега, половодья и сноса в реку Ишим загрязняющих веществ с прилежащих территорий; некоторое улучшение качества воды до 4 класса и б-мезосапробной зоны в июле- августе с дальнейшим ухудшением указанных показателей в сентябре (в период дождей) в сторону полисапробности и воды 5 класса. Наименьшие значения олигохетных индексов отмечены на станции 1, а наибольшие на станциях 3 и 4 (табл. 4). Подобная тенденция описана во все годы исследования и для левобережных и для правобережных точек взятия проб. Таким образом, от весны к осени зона сапробности изменяется от гипер-полисапробной (май-июнь), б-мезосапробной в период межени (июль-август) до б-мезо-полисапробной в сентябре. Также закономерно изменяется качество воды от очень грязной/грязной (май-июнь), загрязненной (июль-август) до грязной (сентябрь). Ухудшение качества воды от 1 к 4 станции, несомненно, связано с загрязнениями поступающими с территории города Ишима.

Обсуждение

В обсуждении проводится анализ полученных данных с целью установления взаимосвязи: качество природных вод - качество питьевой воды - здоровье населения. Анализ проведен на основе собственных и литературных данных, данных медицинских учреждений города Ишима, касающихся: качества питьевой воды в г. Ишиме, технического состояния станций водозабора и водоочистки; технического состояния разводящих путей системы водоснабжения города; рост заболеваний населения, который вероятно связан с качеством питьевой воды. В результате проведенного обсуждения, можно констатировать критическое состояние г. Ишима в отношении качества питьевой воды, что обусловлено неудовлетворительным качеством воды р. Ишим, несоответствием современным требованиям имеющихся очистных сооружений и изношенностью водопроводной сети в г. Ишиме.

Выводы

1. Для обследованных станций р. Ишим в пределах г. Ишима отмечено 52 вида беспозвоночных зообентоса, относящийся к типам Spongia, Bryazoa, Annelida, Mollusca, Artropoda, к 6 классам и 42 родам. Наибольшее видовое разнообразие имеет класс Insecta - 31 вид, или 59,6% от общего числа видов зообентоса. На втором месте по числу видов находятся Oligochaeta и Mollusca - по 8 видов, или по 15,4%. Основу зообентоса составляют две группы: доминтные насекомые, и субдоминантные - олигохеты.

2. Доля олигохет в составе зообентоса на разных станциях в разные годы исследований различна. Основу видового состава олигохет составляют 4 вида сем. Tubificidaeна долю которых приходится 50,0% общего видового состава олигохет. На всех обследованных станциях обнаружены особи видов Tubifex tubifex, T. newaensis и Limnodrilus hoffmeisteri.

3. По численности олигохеты являются доминирующими среди всех отмеченных беспозвоночных бентоса. Среди олигохет в течение всех лет исследования по численности доминировали виды сем. Tubificidae: Tubifextubifex, T. newaensisи Limnodrilus hoffmeisteri. Их численность по сезонам года изменяется закономерно: повышение от мая к июлю (летний максимум), с понижением в августе (летний минимум) и повышением от августа к сентябрю (осенний максимум).

4. Сообщества олигохет всех обследованных станций характеризуются сезонными изменениями основных показателей альфа-разнообразия. Выявлены невысокие значения индексов видового биоразнообразия и преобладание индекса видового разнообразия Шеннона над индексом видового разнообразия Симпсона. Численное доминирование отдельных видов сем. Tubificidae выражено на станциях 2, 3 и 4, на что указывают высокие значения индекса доминирования Симпсона.

5. Общей закономерностью для 2, 3, 4 станций является: гипер- или полисапробность с водой 5-6 классов (грязные/очень грязные) в мае-июне, т.е. в период таяния снега и половодья; некоторое улучшение качества воды до 4 класса и б-мезосапробности в июле-августе с дальнейшим ухудшением указанных показателей в сентябре (в период дождей) в сторону полисапробности и воды 5 класса. Лишь ст. 1 расположенная выше г. Ишима имеет лучшие показатели качества воды.

6. Основными загрязняющими веществами в р. Ишим являются: нефтепродукты, фенолы, железо, медь, цинк, марганец, азот аммонийный и азот нитритный. Среднегодовое содержание загрязняющих веществ в реке превышает ПДК по нефтепродуктам в 3-6 раз, фенолов - 2, железо - 4-14, медь - 4-10, цинк - 2-4, марганец - 10-13 раз. Наблюдается загрязнение воды по аммонию на станциях 3 (1,3 ПДК) и 4 (2,4), а по железу на станции 4 (1,2). Загрязнение по сульфатам и меди отмечено на всех станциях (3,0-4,8 и 1,0-3,5), по фосфатам на станциях 2-4 (1,3-12,1; 2,9-5,7; 1,5-35,0), по нитритам на станциях 3-4 (3,1-6,6).Содержание сульфатов является фоновым, остальные загрязняющие элементы имеют антропогенное происхождение, что, несомненно, связано с аллохтонными загрязнениями, поступающими с территории г. Ишима.

Предложения

В связи с неблагоприятным экологическим состоянием р. Ишим в пределах г. Ишима и возможным негативным воздействием на здоровье населения города, считаем, что необходимо проводить следующие мероприятия: - проведение постоянного гидрохимического и гидробиологического мониторинга качества воды реки Ишим, ее притоков и других водоемов ее бассейна; - ликвидация рассредоточенных источников аллохтонного загрязнения поверхностных вод (свалки бытовых и промышленных отходов), а также вынос их за пределы водоохранных зон и прибрежных полос водных объектов (животноводческие фермы, склады ядохимикатов, кустовые площадки и др.); - своевременное выполнение водоохранных мероприятий, в первую очередь водопользователями, осуществляющими сброс загрязненных сточных вод; - снижение объема сброса сточных вод за счет перехода на замкнутый цикл водоснабжения; - строительство новых и реконструкция действующих канализационных очистных сооружений сточных вод, в первую на предприятиях жилищно-коммунального хозяйства, трубопроводного и железнодорожного транспорта; - разработка эффективных мер по предупреждению аварийных ситуаций, залповых сбросов загрязненных веществ в водные объекты и устранению их последствий.

Основные публикации по теме диссертации

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Каташинская, Л.И. Состояние здоровья городских и сельских школьников юга Тюменской области [Текст] / Л.И. Каташинская, Л.В. Губанова // Известия Самарского научного центра РАН. - 2009. - Т. 11(27). - №1(5). - С. 869-871.

2. Каташинская, Л.И. Влияние качества воды на состояние здоровья населения Тюменской области [Текст] / Л.И. Каташинская, Л.В. Губанова // Известия Самарского научного центра РАН. - 2011. -Т. 13. - №1(8). - С. 1878-1881.

3. Губанова, Л.В. Использование олигохетных индексов для оценки качества воды реки Ишим в южной части Тюменской области [Электронный ресурс] / Л.В. Губанова // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - №1; URL: www.science-education.ru.

Прочие публикации:

4. Губанова, Л.В. Эпидемиологическая обстановка по городу Ишиму и Ишимскому району [Текст] / Л.В. Губанова // Естественные науки и экология. Ежегодник: межвузовский сб. науч. тр. - Омск: Изд-во ОмГПУ, 2003. - Вып. 7. - С. 213-214.

5. Губанова, Л.В. Влияние состояния окружающей среды в городе Ишиме на здоровье населения» [Текст] / Л.В. Губанова // Адаптация биологических систем к естественным и экстренным факторам среды: материалы I международной науч.-практической конф. - Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 2006. - С. 118-122.

6. Губанова, Л.В. Зообентос реки Ишим на территории юга Тюменской области [Текст] / Л.В. Губанова // Экологический мониторинг и биоразнообразие. - Ишим: ПЦ КАН, - 2007. -Т. 2. - №2. - С. 161-168.

7. Губанова, Л.В. К вопросу о качестве питьевой воды и ее влияние на здоровье населения [Текст] / Л.В. Губанова // Социально-экономические и экологические аспекты развития Западной Сибири и сопредельных территорий: материалы I Межвузовской науч.-практической конф. - Ишим, 2008. - С. 68-75.

8. Губанова, Л.В. Сообщество олигохет реки Ишим в пределах города Ишима и их биоиндикаторное значение [Текст] / Л.В. Губанова // Полевые и экспериментальные биологические исследования. - СПб.: Изд-во Тесса, 2008. - Вып. 11. - С. 3-13.

9. Губанова, Л.В. Оценка качества воды реки Ишим методами олигохетного анализа [Текст] / Л.В. Губанова // Методология и методика естественных наук. - Омск: Изд-во ООИПКРО, 2008. - Вып. 14. - С. 21-30.

10. Губанова, Л.В. Олигохеты семейства Tubificidae как индикаторы загрязнения воды реки Ишим в пределах города Ишима [Текст] / Л.В. Губанова // Экологический мониторинг и биоразнообразие. - Ишим: ПЦ КАН, 2008. - Т. 3.- №2. - С. 112-120.

Размещено на Allbest.ru