Экологические особенности развития зеленых нитчатых водорослей в водоеме-охладителе атомной электростанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский государственный университет

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ЗЕЛЕНЫХ НИТЧАТЫХ ВОДОРОСЛЕЙ В ВОДОЕМЕ-ОХЛАДИТЕЛЕ АЭС

Безносов В.Н.

Горюнова С.В.

Водные объекты постоянно испытывают воздействия обширного комплекса антропогенных факторов, но именно в водоемах-охладителях эти процессы могут нанести максимальный экономический ущерб. Цветение фитопланктона и зарастание высшей водной растительностью являются одними из основных причин возникновения биопомех в работе АЭС и даже могут стать причиной возникновения чрезвычайной ситуации в системе ее водоснабжения.

Поскольку АЭС и водоем-охладитель образуют единую природно-техногенную систему, причинами возникновения нежелательных явлений могут быть как процессы, происходящие в системе водоснабжения станции, так и в водной среде. Для обеспечения нормальной работы станции необходимо контролировать не только работу технических узлов, но и состояние экосистемы водоема-охладителя, не допуская развития в ней негативных тенденций [1]. |

В настоящее время в эвтрофированных водоемах большое (а в ряде случаев -доминирующие) значение приобретает группа водных растений, скопления которых имеют макроскопические размеры. Это зеленые нитчатые водоросли. Их биомасса может даже превышать биомассу погруженных форм высшей водной растительности. Еще более велика роль нитчатых водорослей в биопродукционных процессах этих водоемов. В.Г. Девяткин предложил использовать для обозначения зарослей нитчатых водорослей термин «мезофитон», а для обозначения скоплений этих водорослей, плавающих по поверхности воды, термин «флотон» [2]. В результате определенных экологических процессов в водоемах может наблюдаться возникновение биологических помех, затрудняющих эксплуатацию системы водоснабжения (например, забивание заградительных сеток на водозаборе при массовом развитии нитчатых водорослей).

Для изучения причин зарастания водоема-охладителя Курской АЭС (КАЭС) нитчатками и изучения динамики данного процесса проводились гидробиологические исследования в 2001-2004 и в 2007-2008 гг. Водоем-охладитель Курской АЭС (Курчатовское водохранилище) представляет собой искусственное наливное водохранилище, созданное в долине реки Сейм, протекающей через промышленные зоны и районы с интенсивным сельским хозяйством, поэтому воды могут быть сильно загрязнены [3]. На берегу водоема-охладителя расположен относительно крупный город Курчатов (население около 50 тысяч человек), поверхностный сток с которого через систему ливневой канализации попадает в водоем.

В 2007-2008 гг. при изучении мезофитона водохранилища было определено до вида 25 зеленых водорослей, принадлежащих к четырем порядкам: Zygnematales (Зигнемовые); Cladophorales (Кладофоровые), Oedogoniales (Эдогониевые) и Ulotrichales (Улотриксовые). Количественный учет отдельных видов водорослей не проводился, но уже сейчас можно констатировать, что в водоеме-охладителе существует, по крайней мере, два типа фитоценозов зеленых нитчатых водорослей:

1.В обрастаниях подводных предметов (перифитоне), погруженной растительности (эпифитоне), а также на участках открытого грунта преобладают кладофоровые. Наиболее часто в этих пробах встречалась Cladophora glomerata (L.) Kutz.; Cladophora fracta (Vahl.) Kutz.; Cladophora crispata (Roth.) Kutz. В некоторых случаях в состав доминантов входили также представители улотриксовых -Enteromorpha intestinalis (L.) Link и Ulothrix zonata (Web. et Mohr.) Kutz. Кроме того, в обрастании бетонных сооружений в районе сброса обнаружены пятна еще одного вида улотриксовых - Stigeocloniun amoenum Kutz.

При массовом развитии этих водорослей в воде образуются пучки нитей светло-зеленого и зеленого цветов, постепенно сплошным ковром (толщиной 20-50 см) покрывающим дно и поверхность погруженных предметов.

Обрастание нитями кладофоровых погруженных форм высшей водной растительности (рдесты, уруть, реже - роголистник) значительно ухудшает состояние последних. При волнении небольшие фрагменты скоплений кладофоровых и улотриксовых водорослей могут отрываться и подхватываться течением. Таким образом, развитие этих фитоценозов может привести к возникновению биопомех в системе технического водоснабжения атомной станции. Развитие кладофоровых может отрицательно сказаться и на рыбохозяйственном потенциале водоема: в плотном ковре нитей этих водорослей запутывается и гибнет молодь рыб [4].

Биомасса кладофоровых в чистых зарослях при 100%-ном покрытии может превышать 2 кг сырого веса/м2.

2.На затишных участках (например, в полосе воды за внутренней стороной зарослей тростника), а также между зарослями погруженных форм высшей водной растительности развивается второй тип фитоценозов, в котором доминируют зигнемовые водоросли, главным образом из рода Spirogira (наиболее часто встречалась Spirogira crassa Kutz.) и эдогониевые (наиболее массовый вид - Oedogonium capilliforme Kutz.).

Развитие этого сообщества начинается с образования небольших дерновинок, состоящих из переплетения нитей, свободно лежащих на дне или слабо прикрепленных к частицам грунта. Наиболее часто в водоеме-охладителе АЭС скопления зигнемовых возникают на песчаном грунте в прогалинах между зарослями погруженной растительности. При наличии благоприятных условий из водорослевых нитей образуется сплошная пленка, в которой происходит накопление пузырей кислорода, выделяемого водорослями. Это плотное образование всплывает к поверхности, образуя так называемый флотон. Сами по себе подобные скопления довольно прочны, но их прикрепление к субстрату относительно слабое. Поэтому, в отличие от кладофоровых сообществ, зигнемовый флотон отрывается большими фрагментами, которые также могут попасть в систему технического водоснабжения. Употребляя термины «зигнемовый» фитоценоз или «зигнемовый» флотон, мы имеем в виду только доминирующую роль данной группы водорослей. В составе описанных выше образований в значительном количестве могут также присутствовать кладофоровые, улотриксовые и эдогониевые водоросли. От «кладофоровых» сообществ их отличает, главным образом, более слабая связь с субстратом [5].

Проективное покрытие на участках, где образуется зигнемовый флотон, обычно составляет 100%. Фитомасса водорослей достигает 10 кг сырого веса на м2. Однако правильно оценить фитомассу в смешанных ассоциациях нитчаток с высшей водной растительностью довольно трудно - общая биомасса таких сообществ может включать и массу отмерших растений. фитопланктон растительность чрезвычайный водоснабжение

Как свидетельствует анализ материалов, полученных при исследовании мезофитона, непременным условием развития водорослей является интенсивное эвтрофирование вод в данной точке акватории. Так, крупные скопления зигнемовых в 2006-2008 гг. были отмечены вдоль берегов Курчатовского водохранилища, либо прилегающих к территории г. Курчатов, либо подверженных интенсивной рекреационной нагрузке. Большая площадь занята водорослями и в районе Тарасовского лога, куда периодически сбрасываются стоки с очистных сооружений. На тех участках прибрежной зоны, где эвтрофирования не происходит (например, прибрежная зона струенаправляющей дамбы), образования значительных массивов водорослевых скоплений пока не наблюдается. Однако в дальнейшем, благодаря интенсивному внутреннему водообмену, подобные процессы могут распространиться и на эти участки.

Сравнение результатов, полученных в 2001-2004 гг., с данными 2008 года, свидетельствуют о том, что площади скоплений зеленных нитчатых водорослей постепенно увеличиваются, захватывая все новые участки. Если раньше полоса флотона располагалась исключительно в прибрежной зоне, то в летний период 2008 г. на некоторых участках были отмечены «языки» водорослей, на несколько десятков метров вдающиеся в водоем.

На основании результатов, полученных при исследовании развития водной растительности в водоеме-охладителе КАЭС, можно сделать следующие выводы:

- на современном этапе происходит интенсивное зарастание прибрежной зоны водоема-охладителя, причиной которого является эвтрофирование водных масс. Характер распространения массивов зеленых нитчатых водорослей (мезофитона, флотона) неопровержимо свидетельствует о том, что основным источником эвтрофирования является загрязнение водоема с территории г. Курчатов, неорганизованное использование прибрежной зоны и сброс стоков по ручью в Тарасовском логе;

- в последние годы наблюдается значительное увеличение площади участков, занятых зелеными нитчатыми водорослями, являющимися главным источником биопомех в системе водоснабжения АЭС. Дальнейшее эвтрофирование водоема приведет к образованию массивов нитчатых водорослей (флотона) и в частях акватории, удаленных от основных источников эвтрофикации.

Список литературы

1.Горюнова С.В., Попов А.В., Суздалева А.Л, Безносов В.Н. Чрезвычайные экологические и биологические ситуации в техногенных водных экосистемах // Вестник РУДН, серия «Сельскохозяйственные науки. Агрономия». 2002. №8. С.10-16.

2.Девяткин В. Г. Структура и продуктивность литоральных альгоценозов водохранилищ Верхней Волги: Автореф. дис. ... докт. биол. наук. М.: МГУ, 2003. 44 с.

3.Львович А.И. Защита вод от загрязнения. Л.: Гидрометеоиздат, 1977.168 с.

4.Демин А.П. Тенденции использования и охраны водных ресурсов в России // Водные ресурсы. 2000. Т.27. №6. С.735-754.

5.Безносов В.Н., Горюнова С.В., Кацман Е.А., Кучкина М.А., Суздалева А.Л. Особенности эвтрофирования водоема-охладителя АЭС // Актуальные проблемы экологии и природопользования / Под ред. Козлова Ю.П. М.: Изд. РУДН, 2004, вып.5, ч.2. С. 174-184.

Аннотация

Описано массовое развитие зеленых нитчатых водорослей в водоеме-охладителе Курской АЭС, вызванное его интенсивным эвтрофированием. Этот процесс происходил постепенно в течение нескольких лет и создал серьезные биопомехи в работе системы технического водоснабжения АЭС.

Ключевые слова: зеленые нитчатые водоросли, мезофитон, флотон, эвтрофирование, Курская АЭС.

Размещено на Allbest.ru