Введение 4
Глава 1 Экологические проблемы малых водоемов на урбанизированных территориях 6
1.1 Эвтрофикация 6
1.2 Заиление 8
1.3 Зарастание 9
1.4 Химическое загрязнение 10
Глава 2 Общая характеристика каскада Васильевских озер 15
2.1 Морфометрическая характеристика Васильевских озер 15
2.2 Химические показатели Васильевских озер 20
2.3 Динамика состояния фитопланктона оз. Отстойник 22
2.4 Флористическое и эколого-географическое исследование фитопланктона оз. Отстойник в 2017 г 30
2.5 Показатели количественного развития фитопланктона оз. Отстойник в 2017 году 39
2.6 Исследование воды оз. Отстойник на токсичностьпо смертности тест-объекта Daphnia magna Straus 43
2.7 Исследование химических показателей воды оз. Отстойник в 2018 г 50
2.7.1 Определение кислотности воды 51
2.7.2 Определение сульфатов 51
2.7.3 Определение хлоридов 52
2.7.4 Определение фосфатов 53
2.7.5 Определение содержания катионов железа 54
2.7.6 Определение содержания катионов свинца 55
2.7.7 Определение содержания сухого остатка 56
Глава 3 Разработки оптимальных технологических мероприятий по восстановлению оз. Отстойник 58
3.1 Анализ методов очистки и восстановления малых водоемов на урбанизированных территориях 58
3.1.1 Удаление донных отложений 62
3.1.2 Химическая очистка 63
3.1.3 Принудительная аэрация 64
3.1.4 Методы биоманипуляции 65
3.1.5 Борьба с заилением и зарастанием водорослями и отмершими макрофитами 67
3.1.6 Применение биопрепаратов 69
3.1.7 Соблюдение рекреационной нагрузки 70
3.1.8 Альголизация 71
3.2 Мероприятия по очистки оз. Отстойник 72
3.2.1 Очистка прибрежной зоны от мусора 73
3.2.2 Удаление отмерших макрофитов 73
3.2.3 Биоремедиация 74
Заключение 77
Список используемых источников 79
На протяжении последних десятилетий в связи с глобальным воздействием человека на природу остро встаёт вопрос сохранения природной среды и рационального использования природных ресурсов. Вода является одним из ценнейших ресурсов, который поддерживает устойчивое развитие человеческого общества.
Более широкое и глубокое воздействие человека на географическую среду можно заметить в быстром распространении культурных ландшафтов то есть в комплексах, в которых на всей или на большей их площади коренному изменению под воздействием человека подверглись если не все, то хотя бы один из компонентов ландшафта, в том числе и растительность [31,41]. Часть из них на первый взгляд сложно отличить природных, в качестве примера можно привести:
• озёра, которые располагаются в заброшенных карьерах;
• отвалы, которые заросли естественной растительностью;
• старые лесокультуры и так далее.
Крайний случай антропогенного изменения ландшафта является развитие на нем большого промышленного города [22].
Водотоки и водоёмы культурных ландшафтов подвергаются большим изменениям из-за увеличения населения, изменения гидрографической сети, преобразования площади водосбора, загрязнения коммунальными и промышленными сбросами, стоками с сельскохозяйственных угодий, и так далее. Это говорит о том, что важными задачами гидроэкологии и гидробиологии является прогнозирование возможных изменений и оценка состояния водных экосистем под влиянием антропогенных и внешних факторов, которые определяют оптимальные условия и степень эксплуатации экосистемы [2].
Антропогенное влияние на малые водоемы урбанизированных территорий становится все ощутимее с каждым годом.
Одними из таких водоемов являются Васильевские озера. В настоящее время экосистема Васильевских озёр испытывает нагрузку со стороны Северного промышленного узла городского округа Тольятти, сельского хозяйства со стороны расположенных рядом дачных массивов, транспортной магистрали, и испытывает рекреационную нагрузку, со стороны отдыхающих [11,33,47].
Проблема реабилитации водоемов на данный период времени является важным вопросом, которые требуют тщательного изучения.
В связи с этим поставлена основная цель - выявление основных экологических проблем водоема и разработки оптимальных мероприятий по его восстановлению, для дальнейшего его использования в рекреационных целях.
Для достижения данной цели поставлены следующие задачи:
• Анализ проблемы загрязнения и реабилитации малых водоемов урбанизированных территорий;
• Проанализировать многолетнею динамику количественных и качественных показателей фитопланктона оз. Отстойник;
• Разработка оптимальных мероприятий с целью использования оз. Отстойник в рекреационных целях, на основе проведенных химико-токсикологических исследований.
В данной работе проведен анализ экологических проблем малых водоемов на урбанизированных территориях.
Проанализирована многолетняя динамика количественных и качественных показателей фитопланктона озера Отстойник.
В период с 90-х годов ХХ в. до 2017 г. отмечалось уменьшение роли синезеленых с 33% до 22% и зеленых водорослей с 51% до 40% в формировании общего видового богатства альгофлоры. В водоеме появились криптофитовые, динофитовые и эвгленовые водоросли.
Показателями количественного развития водоема являются численность и биомасса фитопланктона.
Основной вклад в формирование численности на протяжении всего исследования стабильно вносили сине-зеленые водоросли (цианопрокариоты), чему во многом способствовало увеличение биогенных элементов, отсутствие течения и небольшая глубина водоема. Доля данной группы водорослей от общей численности в 1991-1992 гг. составляла более 95%, в 2014 г. несколько меньше - 87% , в 2017 г- 79%, за счет более активного развития зеленых водорослей.
В процессе исследования отмечалось увеличение биомассы фитопланктона водоема и увеличение трофности. Так если в 1991-1992 гг. средневегетационная биомасса составляла лишь 0,41 мг/л при максимальной 0,83 мг/л, в 2014 г. - 34,19 мг/л и 67,79 мг/л, в 2017 - 23 мг/л. Пик развития приходился на конец лета и составлял 31,82 мг/л. В соответствии с классификацией Трифоновой, уровень трофности воды оценивается как гипертрофный.
Для того чтобы решить вопрос использования этих озер в реакреационных целях, мы провели токсикологические исследования. Данные исследования проводились по смертности тест-объекта Daphnia magna Straus.
По истечению 48 часов, все тест - организмы были живы, но была потеряна подвижность, что указывает на незначительное воздействие поллютантов на биологические объекты.
Химический анализ воды показал, что в исследуемом водоеме идет превышение по двум показателям - фосфатам и железу.
На данный период времени, исследуемое нами озеро Отстойник нельзя использовать в рекреационных целях.
Таким образом, на основании проведенного нами анализа состояния оз. Отстойник по химическим и гидробиологическим показателям и изучению существующих методов очистки водных объектов урбанизированный территорий, нами был составлен комплекс мероприятий для восстановления оз. Отстойник:
• очистка прибрежной зоны от мусора;
• удаление отмерших макрофитов
• поддержание качества воды методами биоремедиации (заселение озера гидробионтами, а именно, эйхорнией);
Предложенный комплекс мероприятий позволит восстановить самоочищающую способность водоемов, их рекреационную функцию и эстетическую ценность.
