Помощь студентам в учебе
АНТРОПОГЕННОЕ ЭВТРОФИРОВАНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН: ФАКТОРЫ, РИСКИ, МЕРОПРИЯТИЯ ПО РЕАБИЛИТАЦИИ
|
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 6
1.1. Антропогенное эвтрофирование водоемов и показатели их
эвтрофирования 6
1.2. Влияние антропогенного эвтрофирования водоемов на человека
и его деятельность 9
1.3. Участие водной и прибрежной растительности в процессе
самоочищения водных объектов 11
1.4. Принципы и методы экологической реабилитации водоемов 15
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ 19
3. ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМЫХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ 26
3.1. Гидрологическая и гидрохимическая характеристика водных
объектов Республики Татарстан 26
3.2. Антропогенное воздействие на водные объекты и их
прибрежные зоны 28
3.2.1. Поступление сточных вод 28
3.2.2. Гидронамывы и строительство в прибрежной зоне 31
3.3. Анализ экологической ситуации в 2016 г. в связи с
эвтрофированием вод и заморами рыбы 32
4. АНАЛИЗ ПОСЛЕДСТВИЙ АНТРОПОГЕННОГО
ЭВТРОФИРОВАНИЯ В 2018 г 37
4.1. Оценка качества воды по физико-химическим показателям 37
4.2. Оценка антропогенного эвтрофирования по визуальным
признакам и органолептическим показателям 44
4.3. Анализ по доминирующим видам и родам фитопланктона 48
5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ АНТРОПОГЕННОГО
ЭВТРОФИРОВАНИЯ НА ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 6
1.1. Антропогенное эвтрофирование водоемов и показатели их
эвтрофирования 6
1.2. Влияние антропогенного эвтрофирования водоемов на человека
и его деятельность 9
1.3. Участие водной и прибрежной растительности в процессе
самоочищения водных объектов 11
1.4. Принципы и методы экологической реабилитации водоемов 15
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ 19
3. ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМЫХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ 26
3.1. Гидрологическая и гидрохимическая характеристика водных
объектов Республики Татарстан 26
3.2. Антропогенное воздействие на водные объекты и их
прибрежные зоны 28
3.2.1. Поступление сточных вод 28
3.2.2. Гидронамывы и строительство в прибрежной зоне 31
3.3. Анализ экологической ситуации в 2016 г. в связи с
эвтрофированием вод и заморами рыбы 32
4. АНАЛИЗ ПОСЛЕДСТВИЙ АНТРОПОГЕННОГО
ЭВТРОФИРОВАНИЯ В 2018 г 37
4.1. Оценка качества воды по физико-химическим показателям 37
4.2. Оценка антропогенного эвтрофирования по визуальным
признакам и органолептическим показателям 44
4.3. Анализ по доминирующим видам и родам фитопланктона 48
5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ АНТРОПОГЕННОГО
ЭВТРОФИРОВАНИЯ НА ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
В XX в. одним из важнейших вопросов экологии являлся вопрос антропогенного эвтрофирования водных объектов. Наибольшее содержание органических веществ поступает в поверхностные водные объекты с территории водосбора. Серьезными загрязняющими веществами являются удобрения и пестициды, используемые в сельском хозяйстве, которые поступают в водные объекты вместе с атмосферными осадками. Поскольку нет конкретного места и путей, откуда и как поступают эти органические вещества в сточные воды, то возникает большая трудность в их устранении. Однозначно можно сказать, что загрязняющие вещества поступают в воды водных объектов не только со сточными водами. Благодаря антропогенному воздействию в водном объекте меняются гидрологические и гидрохимические условия вод, нарушается природный круговорот веществ, а также изменяется качество вод.
Обильное развитие сине-зеленых водорослей в воде является признаком эвтрофирования водоема, вследствие нахождения в нем большого количества биогенов.
Качество вод водного объекта снижается по причине его загрязнения, которое происходит из-за интенсивного развития водорослей в водоеме и увеличении их массы в нем. К примеру, в водоеме уменьшается прозрачность, меняется его цвет и водородный показатель, а также из-за рассеивания и вбирания водорослями в себя света изменяется его спектр. В толще воды образуется огромное число токсинов и органики. При очистке методом фильтрации воды, в которой сильно развиты цианобактерии, происходит возникновение накипи и осадков в устройствах для подачи воды из-за большого содержания солей в воде. Для водохранилищ Волжско- Камского каскада процесс «цветения» воды стал ничем не примечательным и привычным процессом со всеми сопутствующими ему отрицательными последствиями.
В 2016 г. в условиях засушливого лета в Республике Татарстан практически на 50 водных объектах были зарегистрированы случаи массового и сильного «цветения» вод, с гибелью рыбы и даже водоплавающих птиц. Особенно заметными были заморы рыбы и птиц на реке Казанка, реке Волга и Заинском водохранилище.
Для больших городов ввиду огромного количества антропогенных факторов встает вопрос об экологической безопасности территории. Данная проблема присутствует и в Республики Татарстан, в том числе в Казани. В настоящее время в столице Татарстана, которая находится на берегу реки Волга, отсутствует верный источник водоснабжения питьевого назначения. В пределах города насчитывается 246 водных объектов. В Приволжском, Советском и Кировском районах города Казани находятся самое большое их число.
Проблема антропогенного эвтрофирования с последствиями ухудшения качества воды и гибелью водных сообществ требует тщательного изучения причин и последствий эвтрофирования, что может позволить мероприятия по снижению воздействия.
Целью настоящих исследований является изучение и анализ процессов антропогенного эвтрофирования водных объектов Республики Татарстан и разработка рекомендаций по снижению эвтрофирования водоёмов.
Задачи исследования :
1) ознакомление с литературными источниками по вопросам антропогенного эвтрофирования водоемов;
2) анализ состояния водных объектов РТ по гидрохимическим показателям;
3) анализ состояния водных объектов по гидробиологическим показателям;
4) разработка рекомендаций по снижению антропогенного эвтрофирования.
Объектами исследования являются водные объекты Республики Татарстан (на примере водоемов г. Казани и Приказанья) - озера Нижний Кабан, Большое Чуйково, Марьино, Большое Лебяжье, Малое Лебяжье и реки Казанка и Волга.
Предметом исследования являются последствия антропогенного эвтрофирования водных объектов РТ.
Объем и структура работы. Работа изложена на 108 стр. текста, включает в себя 5 глав, введение, заключение, список литературы с 63 наименованиями. Иллюстрации включают 12 рисунков, 12 таблиц. Приложение включает фотографии видового состава фитопланктона на 5 стр.
Обильное развитие сине-зеленых водорослей в воде является признаком эвтрофирования водоема, вследствие нахождения в нем большого количества биогенов.
Качество вод водного объекта снижается по причине его загрязнения, которое происходит из-за интенсивного развития водорослей в водоеме и увеличении их массы в нем. К примеру, в водоеме уменьшается прозрачность, меняется его цвет и водородный показатель, а также из-за рассеивания и вбирания водорослями в себя света изменяется его спектр. В толще воды образуется огромное число токсинов и органики. При очистке методом фильтрации воды, в которой сильно развиты цианобактерии, происходит возникновение накипи и осадков в устройствах для подачи воды из-за большого содержания солей в воде. Для водохранилищ Волжско- Камского каскада процесс «цветения» воды стал ничем не примечательным и привычным процессом со всеми сопутствующими ему отрицательными последствиями.
В 2016 г. в условиях засушливого лета в Республике Татарстан практически на 50 водных объектах были зарегистрированы случаи массового и сильного «цветения» вод, с гибелью рыбы и даже водоплавающих птиц. Особенно заметными были заморы рыбы и птиц на реке Казанка, реке Волга и Заинском водохранилище.
Для больших городов ввиду огромного количества антропогенных факторов встает вопрос об экологической безопасности территории. Данная проблема присутствует и в Республики Татарстан, в том числе в Казани. В настоящее время в столице Татарстана, которая находится на берегу реки Волга, отсутствует верный источник водоснабжения питьевого назначения. В пределах города насчитывается 246 водных объектов. В Приволжском, Советском и Кировском районах города Казани находятся самое большое их число.
Проблема антропогенного эвтрофирования с последствиями ухудшения качества воды и гибелью водных сообществ требует тщательного изучения причин и последствий эвтрофирования, что может позволить мероприятия по снижению воздействия.
Целью настоящих исследований является изучение и анализ процессов антропогенного эвтрофирования водных объектов Республики Татарстан и разработка рекомендаций по снижению эвтрофирования водоёмов.
Задачи исследования :
1) ознакомление с литературными источниками по вопросам антропогенного эвтрофирования водоемов;
2) анализ состояния водных объектов РТ по гидрохимическим показателям;
3) анализ состояния водных объектов по гидробиологическим показателям;
4) разработка рекомендаций по снижению антропогенного эвтрофирования.
Объектами исследования являются водные объекты Республики Татарстан (на примере водоемов г. Казани и Приказанья) - озера Нижний Кабан, Большое Чуйково, Марьино, Большое Лебяжье, Малое Лебяжье и реки Казанка и Волга.
Предметом исследования являются последствия антропогенного эвтрофирования водных объектов РТ.
Объем и структура работы. Работа изложена на 108 стр. текста, включает в себя 5 глав, введение, заключение, список литературы с 63 наименованиями. Иллюстрации включают 12 рисунков, 12 таблиц. Приложение включает фотографии видового состава фитопланктона на 5 стр.
1. По показателю прозрачности класс качества воды станций на оз. Большое и Малое Лебяжье определялся как классу 4 «загрязненная», что совпадало с классов качества воды найденном по БПК5. На оз. Большое Чуйково по показателю прозрачности воды соответствовали 3 классу - «удовлетворительной чистоты», что на класс выше, чем по БПК5. На остальных станциях класс качества воды по показателю прозрачности определялся как 2 «чистая».
2. По визуальным признакам и органолептическим показателям практически по всем исследуемым станциями отмечались признаки антропогенного эвтрофирования в разной степени. Наибольшее проявление АЭ наблюдалось на р. Казанка в районе Кировской дамбы и в районе Адмиралтейской слободы, а также на оз. Большое Чуйково («цветение» воды, сине-зеленая полоса отмерших водорослей по берегу).
3. Видовой состав фитопланктона исследуемых водных объектов г. Казани и Приказанья представлен 69 видами и разновидностями из 5 отделов водорослей. Ведущими являются представители отделов Bacillariophyta (42 вида и разновидностей), Chlorophyta (14 видов) и Cyanophyta (7 видов). Количество выявленных видов по станциям исследования колеблется от 3 (оз. Б. Лебяжье) до 27 видов (р. Казанка у Центра семьи «Казан»).
3. На оз. Большое и Малое Лебяжье, Марьино, Нижний Кабан и на прудах фитокомплекса по численности преобладали зеленые водоросли. На станциях на рр. Казанка и Волга, а также на оз. Большое Чуйково доминирующими по численности видами являлись сине-зеленые водоросли.
4. Наибольшая численность и биомасса фитопланктона были обнаружены на станциях р. Казанка (в района Адмиралтейской слободы) и на оз. Большое Чуйково в период «цветения» сине-зеленых водорослей (виды Aphanizomenon flos-aquae и Microcystis aeruginosa Kutz.em.Elenk.), что подтверждается визуальной оценкой водного объекта во время полевого выезда.
5. При оценке трофности исследуемых водных объектов тип большинства озер в летний период определялся как мезотрофный. На оз. М. Лебяжье, Б. Лебяжье и Б.Чуйково тип трофности озера соответственно был олиготрофный, гипертрофный и эвтрофный. В осенний период практически все озера относились к олиготрофному типу, кроме оз. Марьино (эвтрофное) и пруда №13 фитокомплекса, его тип остался прежним.
При оценке трофности рр. Казанка и Волга наиболее высокая трофность наблюдалась на станции р. Казанка (в районе Адмиралтейской слободы) - гипертрофный тип. На 3 станция в летний период был эвтрофный тип водного объекта, на 2 станциях - мезотрофный и на ст. р. Казанка у Футбольного стадиона - олиготрофный. В осенний период практически всех станциях был эвтрофный - гипертрофный тип водоемов, кроме р. Волга (в рне н. п. Займище), где трофность водного объекта снизилась до олиготрофного.
6. Разработаны рекомендации по снижению антропогенного эвтрофирования, где одними из важнейших методов борьбы с АЭ являются искусственная аэрация воды, создание биоплато из растений для конкуренции за биогенные вещества и изъятие части донных отложений.
7. Разработана авторская шкала оценки степени антропогенного эвтрофирования по визуальным и органолептическим признакам (Мингазова, Гайнуллина, Алиуллина).
2. По визуальным признакам и органолептическим показателям практически по всем исследуемым станциями отмечались признаки антропогенного эвтрофирования в разной степени. Наибольшее проявление АЭ наблюдалось на р. Казанка в районе Кировской дамбы и в районе Адмиралтейской слободы, а также на оз. Большое Чуйково («цветение» воды, сине-зеленая полоса отмерших водорослей по берегу).
3. Видовой состав фитопланктона исследуемых водных объектов г. Казани и Приказанья представлен 69 видами и разновидностями из 5 отделов водорослей. Ведущими являются представители отделов Bacillariophyta (42 вида и разновидностей), Chlorophyta (14 видов) и Cyanophyta (7 видов). Количество выявленных видов по станциям исследования колеблется от 3 (оз. Б. Лебяжье) до 27 видов (р. Казанка у Центра семьи «Казан»).
3. На оз. Большое и Малое Лебяжье, Марьино, Нижний Кабан и на прудах фитокомплекса по численности преобладали зеленые водоросли. На станциях на рр. Казанка и Волга, а также на оз. Большое Чуйково доминирующими по численности видами являлись сине-зеленые водоросли.
4. Наибольшая численность и биомасса фитопланктона были обнаружены на станциях р. Казанка (в района Адмиралтейской слободы) и на оз. Большое Чуйково в период «цветения» сине-зеленых водорослей (виды Aphanizomenon flos-aquae и Microcystis aeruginosa Kutz.em.Elenk.), что подтверждается визуальной оценкой водного объекта во время полевого выезда.
5. При оценке трофности исследуемых водных объектов тип большинства озер в летний период определялся как мезотрофный. На оз. М. Лебяжье, Б. Лебяжье и Б.Чуйково тип трофности озера соответственно был олиготрофный, гипертрофный и эвтрофный. В осенний период практически все озера относились к олиготрофному типу, кроме оз. Марьино (эвтрофное) и пруда №13 фитокомплекса, его тип остался прежним.
При оценке трофности рр. Казанка и Волга наиболее высокая трофность наблюдалась на станции р. Казанка (в районе Адмиралтейской слободы) - гипертрофный тип. На 3 станция в летний период был эвтрофный тип водного объекта, на 2 станциях - мезотрофный и на ст. р. Казанка у Футбольного стадиона - олиготрофный. В осенний период практически всех станциях был эвтрофный - гипертрофный тип водоемов, кроме р. Волга (в рне н. п. Займище), где трофность водного объекта снизилась до олиготрофного.
6. Разработаны рекомендации по снижению антропогенного эвтрофирования, где одними из важнейших методов борьбы с АЭ являются искусственная аэрация воды, создание биоплато из растений для конкуренции за биогенные вещества и изъятие части донных отложений.
7. Разработана авторская шкала оценки степени антропогенного эвтрофирования по визуальным и органолептическим признакам (Мингазова, Гайнуллина, Алиуллина).