Введение 4
Глава 1.Природные условия Астраханской области 8
1.1. Г еографическое положение, рельеф и ландшафты 8
1.2. Климат 11
1.3. Почвы 13
1.4. Гидрография и гидрология 15
1.5. Растительный и животный мир Астраханской области 17
Глава 2.Биологические системы раннего предупреждения: виды и принципы работы 20
2.1. Виды БИРП 20
2.2. БИРП с использованием водорослей в качестве тест-организмов 23
2.3. БИРП с использованием рыб в качестве тест-организмов 27
2.4.Основные биомаркеры исследуемых организмов в БИРП 30
2.5.Описание предмета исследования 33
Глава 3.Результаты исследований протоков Астраханской области 38
3.1. Рукав Городской 42
3.2. Проток Малый 47
3.3. Река Гандурино 52
Заключение 58
Список использованной литературы 59
Волга - самая протяженная река Европы (3530 км) она является объектом интенсивного водопользования и антропогенного загрязнения, так как судоходна почти на всем своем протяжении, протекает через многие субъекты РФ, многие крупные города расположены вдоль её берегов. Из-за чего повышается антропогенная нагрузка на водоём (рис.2). В 20 веке на Волге были построены 8 достаточно крупных, различных по масштабу производимой электроэнергии и действующих по настоящее время гидроэлектростанций. Такое интенсивное водопользование реки обусловливает высокое антропогенное воздействие, в связи с широким диапазоном поллютантов мигрирующих в водную подсистему, аккумулируясь, вызывая загрязнение.
Сильное антропогенное воздействие приводит к нарушению структурно-функциональной организации водоёма, снижению его рекреационного потенциала, рыбохозяйственного и водохозяйственных показателей. Как пример повышенной антропогенной нагрузки на рис.1 приведены данные за 2010-2017 годы по среднегодовому содержанию ряда загрязняющих веществ Волги в нижнем течении, в районе г. Астрахани. (О состоянии и об охране окружающей..., 2018). Вместе с тем Волга имеет большое разнообразие ихтиофауны (более 70 видов рыб, многие из которых имеют важное промышленное значение).
В течение многолетнего периода исследования (2009-2017 гг.) вода участка р. Волга ниже и на территории г. Астрахань характеризуется как «грязная». Перечень наиболее характерных загрязняющих веществ на этом участке реки включает: органические вещества (по ХПК и БПК5), нитритный азот, нефтепродукты, соединения меди, железа, цинка, никеля и молибдена.
В 2015-2017 гг. по сравнению с предыдущими годами возрос средний уровень загрязненности воды нефтепродуктами до 3-4 ПДК (рис. 1). Среднегодовые концентрации остальных характерных загрязняющих веществ в основном колеблются от 2 ПДК до значений незначительно выше 2 ПДК, соединений меди достигают 3 ПДК, максимальные концентрации большинства веществ не превышают 2-6 ПДК, за исключением соединений меди - 10 ПДК, никеля и цинка - 15 ПДК. Качество воды большинства притоков всех Волжских водохранилищ варьируется, как правило, от «загрязненных» до «грязных» (О состоянии и об охране окружающей..., 2018). Исследуемые протоки были выбраны в связи с тем, что они имеют важное значение для региона, однако подвержены различным факторам, ухудшающими их состояние. Высокий уровень антропогенной нагрузки (рукав Городской) рисунок 2, воздействие судоремонтного завода (проток Малый), рефератная акватория (р. Гандурино).
Объектами исследований в настоящей работе служили 3 протока дельты Волги в Астраханской области.
Предмет исследования: функциональное состояние обитающих в протоках дельты Волги моллюсков рода Anodonta биоэлектронными методами.
Цель работы: провести сравнительную биоэлектронную диагностику экологического состояния исследуемых протоков дельты Волги с различной антропогенной нагрузкой, на основе оценок функционального состояния обитающих в них моллюсков.
Исходя из поставленной цели в работе решались следующие задачи:
1) Оценить степень загрязнения протоков дельты Волги на основе литературных данных.
2) Изучить принципы биомониторинга, проверить экспериментальным способом уже используемые методики биоиндикации при помощи биоэлектронных систем.
3) Выбрать оптимальную методику оценки функционального состояния моллюсков.
4) Провести натурные эксперименты по выбранной методике.
5) Провести сравнительные оценки экологического состояния исследованных протоков.
Методы исследования: В исследований использовался метод анализа и метод синтеза, методики экспериментального экологического мониторинга. А так же разработанная в НИЦЭБ РАН методика измерения и анализа в реальном времени кардиоритма моллюсков. Тестирование состояния моллюсков с использованием метода функциональной нагрузки.
Актуальность: Волга имеет важное хозяйственное и рыбохозяйственное значение, является транспортным узлом, и испытывает значительное антропогенное воздействие. Важной задачей экологии в системе государства является внедрение эффективных методов контроля качества вод, являющихся информационным обеспечением принятия управленческих решений - экологического менеджмента.
В ходе литературного анализа были получены данные о том, что вода участка р. Волга ниже и на территории г. Астрахань характеризуется как «грязная». Исследования настоящей работы подтвердили это. Так, было установлено, что пресноводные двустворчатые моллюски, отобранные из различных водоёмов, отличающихся уровнем загрязнения, реагируют не одинаково на кратковременное (1-часовое) воздействие солоноватой воды (6 г/л NaCl). При данном воздействии все моллюски реагировали снижением ЧСС, но у особей из более загрязненных мест обитания Городской рукав - рекреационная деятельность, проток Малый - судоремонтный завод, период восстановления после смены солоноватой воды на пресную природную был продолжительнее, чем у моллюсков из наименее загрязненного, из исследованных протоков - реки Гандурино. Моллюски из загрязненных мест обитания обладают сниженным адаптивным потенциалом и на дополнительную функциональную нагрузку в виде изменения солености воды реагируют переходом на анаэробный обмен и снижением энергетического обмена и ЧСС соответственно. Из исследованных протоков все 3 соответствовали уровню «плохой», однако некоторые моллюски реки Гандурино демонстрировали «посредственное» состояние здоровья.
