HERALD HYDROBIOLOGY

Ученые труды А.И.Набережного

Оценка токсичности хозяйственно-бытовых стоков для планктонных ракообразных

Оценка токсичности хозяйственно-бытовых стоков для планктонных ракообразных
Для оценки токсичности хозяйственно-бытовых сточных вод принимались в учет выживаемость, интенсивность воспроизводства и газообмена у массовых представителей веслоногих и ветвистоусых рачков.
Для постановки экспериментов использовали «очищенные» сточные воды городской канализации г. Рыбницы.
Разведение стоков проводили предварительно отфильтрованной днестровской водой. Температура воды во время опытов 22-26°.
Среди исследуемых ракообразных наиболее устойчивыми к данному токсиканту оказались циклопы (Аcanthocyclops vernalis и Ac. viridis). Гибели среди них при разбавлении сточной воды 1:1 в течение 72 часов не наблюдалось. Наиболее чувствительной к токсиканту проявила себя Daphnia longispina. Летальными для нее были разбавления 1:350 (100%-ная смертность). Лишь при разбавлении 1:450 в течение 72 часов выжили 40% особей. Daphnia magna в разбавлениях от 1:1 до 1:10 погибала (100%) на протяжении часа, а при 1:50 — 1:200 в течение 48 час. Высокая смертность (40%) в течение
48 час. установлена и в разбавлениях 1:350 и только при 1:450 в этот же промежуток времени погибло 10% дафний. Примерно сходная картина и у Simocephalus vetulus. Из числа ветвистоусых, относительно устойчивых к хозяйственно-бытовым стокам, выделяется Moina rectirostris (87% выживаемости при разбавлении 1:200).
Установлено, что при разбавлениях сточной воды 1:200 характер воспроизводства и средняя плодовитость у моин в первом поколении не отличаются резко от контроля. Гораздо больше они выражены во втором поколении. Например, если в контроле общая продолжительность жизни у моин составила 27 дней, а средняя плодовитость — 74 экз., отродившихся в 12 пометах, то в эксперименте эти показатели соответственно были равны 22, 69 и 9.
Еще более существенные отклонения от контроля обнаружены у Daphnia magna (в данном случае в разбавлениях 1:450). В первом поколении средняя продолжительность жизни у дафнии составила 31 день (в контроле 44), средняя плодовитость 67 экз. (в контроле 97), количество пометов — 8 (в контроле 10). Во втором поколении эти параметры понизились соответственно до 25, 39 и 5.
Интенсивность потребления кислорода у дафнии зависит от их возраста, физиологического состояния и степени разбавления стоков. Например, у половозрелых особей D. magna при температуре 24-25° и разбавлении сточной воды 1:200 интенсивность потребления кислорода возросла по отношению в контролю почти в 3 раза (в эксперименте 1,53 мм³/мг сырого веса в течение часа, в контроле — 0,53 мм³/мг). При этой же температуре, но в разбавлениях сточной воды 1:300 интенсивность потребления кислорода снизилась до 1,19 мм³/мг веса. Более резко реагирует на такие разбавления двухдневная молодь этого вида дафнии. При разбавлении сточной воды 1:200 интенсивность потребления кислорода у нее возрастает в среднем до 5,81 мм³/мг, что более чем в 8 раз выше по сравнению в контроле и также как у взрослых особей понижается с увеличением разбавления сточной воды. С понижением температуры интенсивность потребления кислорода у дафний обоих возрастов падает. Подобная картина установлена и в опытах с D. iongispina несмотря на то, что разбавление сточной воды было доведено до 1:500 и 1:600.
Приведенные предварительные результаты экспериментальных работ убедительно свидетельствуют, что в определенных условиях хозяйственно-бытовые сточные воды могут оказать существенное отрицательное влияние на жизнедеятельность некоторых групп ракообразных в водоемах.
© 1975. Авторские права на статью — принадлежат А.И.Набережному, С.Г.Ирмашевой (Ин-т зоологии АН МССР).
Использование и копирование статьи разрешается с указанием автора и ссылкой на первоисточник HERALD HYDROBIOLOGY

Реклама

Март 22, 2010 Posted by | Daphnia, Moina | , , , , , , | Оставьте комментарий

Влияние загрязнений на зоопланктон водохранилища

Влияние загрязнений на структуру, количественное соотношение и продукцию основных групп гидрофауны Дубоссарского водохранилища. Зоопланктон.
Усиливающееся загрязнение Дубоссарского водохранилища промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами не могло не затронуть и зоопланктон водохранилища в целом. Для сравнения происшедших изменений в его качественном составе, численности, биомассе и распределении по продольному профилю водохранилища были использованы первичные и опубликованные данные за время исследований водохранилища в 1956-1959 г.г. (Набережный, 1964).
Сравнительный анализ качественного разнообразия зоопланктона показал, что за истекшие 12-14 лет состав зоопланктона в водохранилище обновился более чем на 30%. Выпало, например, из прошлого его состава 30 таксонов, в том числе 15 представителей ракообразных. Среди них такие хозяйственно-ценные виды, как Sida cristallina, Daphnia magna, Мoina rеctirostris, Eucyclops macrurcides, Diaptomus graciloides, Paradiaptomus alluaudi, Ceriodahnia laticaudata, Ceriodaphnia pulchеlla и др. Некоторые из перечисленных, например Moina rесtirostris, входили в прежние годы в состав доминирующих видов (табл.1).
Об ухудшении условий обитания зоопланктона в водохранилище свидетельствует также выпадение из числа ранее доминирующих Daphnia longispinа, которая, как будет видно ниже, очень чувствительна к загрязнениям, и Daphnia cucullata из ветвистоусых, Mesocyclops сrassus — из веслоногих и Pompholyx complanata — из коловраток. При этом заметно снизилась также значимость ракообразных, сохранивших в последние годы свою доминирующую роль в водохранилище. Редкостью стали нахождение Diaphanosoma brachyurum, Daphnia pulex, Simocephalus vetulus, виды Ceriodaphnia, Alona, Pleuroxus и др. С другой стороны, повысилась роль некоторых видов коловраток, устойчивых к загрязнению. Среди последних выделяются Brachionus budapestinensis, Br. calycifIorus, Br. quadrangularis, Br. angularis и их разновидности, а также Filinia longiseta (табл.1).

Таблица 1

Доминирующий состав зоопланктона в водохранилище

Виды 1955-1959 гг. 1971-1975 гг.
Sida crystallina *
Daphnia magna *
Ceriodaphnia laticaudata *
Paradiaptomus alluaudi *
Brachionus calycifiorus * +
Br. budapestinensis * +
Filinia longiseta * +
Brachionus quadrangularis + +
Br. urceus + +
Br. angularis + +
Keratella cochlearis + +
K. quadrata + +
Synchaeta sp. + +
Polyarthra dolichoptera + +
Asplanchna sieboldi + +
Bosmina longirostris + +
Acanthocyclops vernalis + +
Daphnia cucullata + *
D. longispina + *
Pompholyx complanata + *
Moina rectirostris + *

Обозначения: " + " -преобладание; " * " -наличие; " — " -отсутствие

Появились же в водохранилище за этот промежуток времени 68 таксонов зоопланктеров, из них 14 видов ракообразных, в том числе Moina macrocopa, Daphnia carinata, Oxyurella tenuicaudis, Calanipeda aquae-dulcis, Macrocyclops fuscus, Ectinosoma abrau, Tachidius littoralis, Limnocletodes behningi, Hitocra incerta и др. Большинство вновь обнаруженных в водохранилище зоопланктеров, за исключением Daphnia carinata, являются обычными и в других водоемах республики. В водохранилище они встречаются спорадически, а численность их, как исключение, превышает 1 — 2 тыс.экз./м³.
В итоге всех происшедших изменений таксономический состав зоопланктона водохранилища в 197I—I975 гг. насчитывал 180 видов и разновидностей с колебаниями от 83 (1973 г.) до 95 (1972 г.). В 1955-1959 гг. в составе зоопланктона водохранилища были известны всего 112 таксономических единиц.
Увеличение качественного разнообразия зоопланктона произошло главным образом за счет дополнительного обнаружения в его составе 54 форм коловраток. Не случайно поэтому 69,2% — 94,1% общего разнообразия зоопланктона водохранилища приходилось на их долю. Сам факт появления ряда коловраток в водохранилище в последние пять лет с относительно высокой, как будет видно ниже, численностью, является убедительным доказательством повышенного его органического загрязнения. Установлена определенная зависимость между состоянием загрязненности отдельных участков водохранилища и обилием качественного состава коловраток. Например, на участке водохранилища выше г. Рыбница на их долю за пять лет приходилось в среднем 82,6% от общего установленного здесь таксономического состава зоопланктона, с колебаниями от 76,3 (1971 г.) до 91,2% (1975 г.). На участке водохранилища ниже г. Рыбница, подвергающемуся постоянному и наиболее интенсивному загрязнению промышленно-бытовыми стоками, видовое разнообразие коловраток увеличивается в среднем до 92,8% при минимуме 86,3% (1971 г.) и максимуме 100% (1972 г.). Наконец, в приплотинном, относительно чистом, участке водохранилища, таксономический состав коловраток снижается в среднем до 74,5%.
Преобладают коловратки и в заводи Рыбница, представляющей собой своего рода естественный отстойник поступающих в водохранилище стоков. Из установленных здесь за все годы 35 таксономических единиц 32 приходится на долю коловраток. Наибольшей массовости среди них достигают устойчивые к повышенному органическому загрязнению Brachionus budapestinensis, Br. calyciflorus и его вариететы dorcas и аmрhiсегоs, Keratella сochlearis и Filinia longiseta. Из ветвистоусых рачков был обнаружен лишь Сhуdorus sphaericus и то только в 1972 г., а из веслоногих — Еucyсlops serrulatus и его вариетет proximus, а также Paracyсlops fimbriatus. К этой же категории организмов следует отнести и коловратку Lepadella ovalis. Принадлежность ее к организмам индикаторам альфа- и полисапробного состояния подтверждена нами в экспериментальных условиях.
Под влиянием сброса сточных вод, охватившим в последние годы весь средний, а периодически и нижний участки водохранилища, произошли существенные изменения и в распределении ракообразных. Как и следовало ожидать, наименьшее их разнообразие приходилось на верхний участок водохранилища. Ветвистоусые, например, только в 1973 г. насчитывали здесь три вида (Bosmina lоngirostris, Моina micrura, Alona rectangula), в 1974 г. они понизились до двух видов (В. longirostris, D. longispina), а в 1971 г. до одного вида (Ilyoсryptus sordidus). В 1972 маловодном году ветвистоусых на этом участке вообще не встречали.
Веслоногие рачки представлены здесь устойчивыми к органическому загрязнению и распространенными по всему водохранилищу Aсanthocyclops vernalis, A. viridis, A. bicuspidatus, а также Tachidius littoralis и их личиночными стадиями. Все выше перечисленные ракообразные встречаются на этом участке на протяжении года неравномерно, а численность каждого из них обычно не высокая, всего 0,2-2,0 тыс.экз./м³, как исключение она иногда достигает 5,5 тыс.экз./м³.
Существенное отрицательное воздействие на все жизненно важные стороны ракообразных на этом участке, в том числе и их распространение, оказывает крайне неблагоприятный гидрологический режим, близкий к речному. Особо следует выделить присущее днестровской воде, поступающей в водохранилище, повышенное содержание взвешенных веществ — в среднем 640 мг/л, которые в основном оседают на этом участке (Ярошенко, 1964). Отрицательная роль минеральных взвешенных веществ на жизнедеятельность рачков фильтратов была показана еще В. М. Рыловым (1948).
В среднем участке разнообразие ракообразных пополняется Diaphanosoma brachyurum, Moina macrocopa и Chydorus sphaericus из ветвистоусых, Laophonte mohammed, Paracyclops fimbriatus, Mesocyclops crassus и Macrocyclops fuscus из веслоногих.
По направлению к плотине видовое разнообразие ракообразных изменяется незначительно. Дополнительно на этом участке были обнаружены Daphnia cucullata и Leptodora kindii из ветвистоусых, Cyclops viсinus, Macrocyclops albidus, Calanipeda aquae-dulcis и Diaptomus gracilis из веcлоногих. В многоводный 1974 г. качественный состав ракообразных на этом участке достигал наибольшего разнообразия — 20 видов, что более чем в шесть раз больше, чем в маловодный 1972 г.
Не менее существенные изменения произошли и в количественном развитии зоопланктона в водохранилище и по существу затронули все три его группы. Средняя численность зоопланктона, например, за последние 12-14 лет понизилась с 216 (1956-1959 гг.) до 149 тыс.зкз./м³ (I97I—I974 гг.), а биомасcа соответственно с 2,0 до 0,75 г/м³. Особенно снизилась значимость ветвистоусых рачков. Средняя их численность по водохранилищу главным образом Bosmina longirostris, только в 1974 г. достигла 4,6 тыс.экз./м³. В остальные годы она колебалась от 0,7 (1972 г.) до 2,6 тыс.экз./м³ (1971 г.). Даже в нижнем участке водохранилища средняя за вегетационный период численность ветвистоусых не превысила 16,1 тыс.зкз./м³. В целом численность ракообразных в водохранилище за последние годы снизилась с 74 до 39 тыс. экз./м³. Другими словами, кормовые запасы зоопланктона в водохранилище за прошедший промежуток времени упали почти в 2,6 раза.
Общие закономерности распределения численности и биомасса зоопланктона по продольному профилю водохранилища (рис.1) также изменились в сторону увеличения их показателей только в нижнем участке.
ris1-(35)
Рис. 1. Изменение средней численности и биомассы зоопланктона в Дубоссарском водохранилище по участкам и годам. Участки: 1 — Каменка (р.Днестр); 2 — верхний; 3 — средний; 4 — нижний; 5 — Дубоссары (р.Днестр).
Относительно более удовлетворительное состояние зоопланктона в водохранилище наблюдалось в многоводный 1974 г., когда уровень количественного его развития достиг среднего уровня 1956-1959 гг. Средняя численность зоопланктона, например, с учетом Ягорлыкской заводи составила 234 тыс.экз./м³, а средняя биомасса — 1,3 г/м³. В остальные годы численность зоопланктона колебалась в среднем от 46,4 (1973 г.) до 161,7 тыс.экз./м³ (1972 г.), и его биомасса соответственно от 0,3 до 0,6 г/м³. Эти изменения произошли за счет снижения количественного развития всех групп зоопланктона. Численность коловраток, например, (рис.34) в среднем по водохранилищу не превышала 129,0 (1972 г.) — 130,0 (1974 г.) тыс.экз./м³ и то в основном за счет их развития в нижнем участке.
О численности ветвистоусых рачков в водохранилище упоминалось выше. Отметим лишь, что максимальных величин они достигали в Ягорлыкской заводи в 1972 г. (43,9 тыс.экз./м³) и в 1974 г.(60 тыс.экз/м³) с ведущей ролью Bosmina longirostris.
Примерно сходно распределены и веслоногие рачки. В 1971 г. максимальная их численность — 70,0 тыс.экз./м³ приходилась на нижний приплотинный участок, а в последующие три года — на Ягорлыкскую заводь с максимумом — 362,0 тыс.экз./м³ в 1974 г. Существенное отклонение в распределении по водохранилищу веслоногих, выразившееся в подъеме их численности на участке г. Рыбницы до 106,1 тыс.экз./м³, было установлено в 1974 г. и, по-видимому, связано с увеличением численности коловраток.
Что касается сезонной динамики численности зоопланктона в водохранилище, тo она в целом сохранила прежние свои черты. Они заключаются в неуклонном нарастании суммарной численности всех трех групп зоопланктона от зимы к лету и таком же неуклонном их понижении к осени. Несколько по-иному выглядит в этом отношении 1973 г., когда спад общей численности зоопланктона пришелся на летний период и совпал со снижением уровня воды в водохранилище после прошедшего паводка. Основную роль в определении численности зоопланктона во все времена года и на протяжении всего периода исследований водохранилища играют коловратки.
Сброс промышленных и хозяйственно-бытовых стоков существенно повлиял и на интенсивность продуцирования зоопланктона в водохранилище, особенно на участках, расположенных вблизи очагов его загрязнения. Для иллюстрации приведем результаты ежемесячных наблюдений в 1974 г. за динамикой суммарной продукции зоопланктона, продукции фильтратов, хищников и чистой продукции на двух гидростворах, расположенных один выше сброса сточных вод со стороны г. Рыбницы, второй — ниже их сброса. Расстояние между этими гидростворами около 7 м. Гидрологические условия на этом отрезке водохранилища примерно одного порядка.
Различия в интенсивности продукционных процессов зоопланктона на этих гидростворах в первую очередь отразились на показателе суммарной его продукции. Выше г. Рыбницы, например, суммарная продукция фильтраторов и хищников (подразумевается эоопланктеров) с апреля по октябрь включительно составила 37,1 г/м³, что более чем в два раза превышает их продукцию на гидростворе ниже г. Рыбницы. Эти различия, естественно, коснулись и составляющих групп зоопланктона. Продукция фильтраторов, например, на верхнем гидростворе за семь месяцев достигала 29,9 г/м³, в нижнем- только 15,6 г/м³, а продукция хищников — соответственно 7,16 и 2,68 г/м³.
Динамика всех учтенных нами видов продукции зоопланктона в течение вегетационного периода на упомянутых гидростворах приведена на рис.2. Выше города, например, продукция фильтраторов после пика в мае (12,5 г/м³) неуклонно понижается до октября (0,14 г/м³). Примерно аналогична динамика продукции хищных видов зоопланктона, с тем лишь отличием, что суммарная продукция фильтраторов более чем в четыре раза выше продукции хищных видов.

Ниже г.Рыбницы фильтраторы образуют два примерно одинаковых по величине пика, не совпадающих во времени с динамикой их продукции на верхнем гидростворе. Первый из пиков — 4,53 г/м³ приходится на июнь, второй — 3,91 г/м³ — на сентябрь. Продукция хищных видов зоопланктона (рис.2) не отличается высокими величинами и равномерно распределена на протяжении всего вегетационного периода с заметным снижением до 0,024 г/м³ в октябре.
ris2(36)
Рис. 2. Сезонная динамика продукции зоопланктона выше и ниже сброса стоков в водохранилище в 1974 г.: 1 — Рф выше сброса; 2 — Рх выше сброса; 3 — Рф ниже сброса; 4 — Рх ниже сброса.
Не меньший интерес представляло выяснение влияния сбросных стоков и на динамику чистой продукции зоопланктона, т.е. той части продукции фильтратов, которая остается для использования последующими уровнями, например, рыб. Расчеты показали, что запасы чистой продукции зоопланктона на верхнем гидростворе (19,2 г/м³) почти в 1,7 раза выше, чем на гидростворе, расположенном ниже г. Рыбницы (11,5 г/м³). Примечательно, что динамика чистой продукции за тот же, выше приведенный, промежуток времени в целом повторяет общие закономерные изменения во времени продукции фильтраторов без вычета рационов хищных зоопланктеров.
Отрицательное воздействие сбрасываемых г. Рыбницей сточных вод на величины чистой продукции зоопланктона было выявлено и во время сезонных наблюдений в 1971—1973 гг. Например, в 1971 г. чистая продукция зоопланктона на верхнем гидростворе (3,93 г/м³) была в 2,4 раза выше, чем на нижнем (1,6 г/м³), а в 1973 г. — в 4,1 раза, при абсолютных показателях чистой продукции соответственно 2,3 и 0,5 г/м³. Подобные изменения зоопланктона под воздействием загрязнений установлены Н. М. Крючковой (1968) на Добротворском водохранилище. Они заключались в полном выпадании ветвистоусых в водохранилище, снижении численности и биомассы веслоногих и увеличении коловраток в зонах максимального его загрязнения. Примерно такие же сведения приводятся Т. М. Михеевой и др. (1973) для Верхнего Днепра и М. Б. Ивановой (1968) для Невы и ее притоков.
Применительно к стокам, сбрасываемым в Дубоссарское водохранилище, приведенные данные неопровержимо подтверждают высокую их токсичность, особенно для ветвистоусых — более чувствительных среди ракообразных к повышенному органическому загрязнению.
Происшедшие изменения не могли не затронуть и состояние общих запасов зоопланктона в водохранилище, что имеет существенное значение для дальнейшего планирования рыбохозяйственного его освоения. При этом следует напомнить, что расчетная продукция зоопланктона в первые годы становления водохранилища составляла 45 ц/га с учетом равномерного распределения зоопланктона в толще воды до глубины 5 м (Набережный, 1957). В последние годы суммарная продукция зоопланктона в водохранилище только в 1974 г. достигла 39 г/м³, или 19,5 ц/га. Примерно в три раза ниже этих величин продукция зоопланктона в 1971 г. — 11,1 г/м³ или 6 ц/га. В эти годы, как уже упоминалось, объемы стока Днестра были наиболее высоки, соответственно 11,8 и 9,32 км³. В остальные годы (1972-1973) при несравненно более низких объемах стока 7,74-8,62 км³ продукция зоопланктона составила всего 4,1-6,0 г/м³.
Несмотря на существенные различия в показателях продукции зоопланктона по отдельным годам исследований, максимальные ее величины во всех случаях приходятся на нижний участок водохранилища, осставляя здесь не менее 59,0-92,2% от суммарной по водохранилищу продукции. Этому способствуют не только более благоприятные санитарно-гидрохимические, но и гидрологические условия.
Общеизвестно, что самоочищение загрязненных вод происходит в результате биотического круговорота веществ, включающего процессы продукции, трансформации и деструкции органического вещества. При этом основное значение имеют трофические связи бактериального, растительного и животного населения вод (Винберг, 1964,1968, 1969).
Для того, чтобы выяснить количественную роль зоопланктона в процессах самоочищения Дубоссарского водохранилища, необходимо было в первую очередь оценить его относительную роль в общем биотическом балансе водохранилища. Для этого использовались данные ежемесячных (IV-Х) наблюдений за 1974 г., приведенные в табл.2.
При этом было принято, что R = Р· 1,5,
А = R + Р; Рх = (R + Pх) / 0,8.; Рф = (2,5 Рф) / 0,6. (Заика, 1972).

Таблица 2

Баланс энергии зоопланктона (ккал/м³) за вегетационный период в 1974 г.

Зоопланктон B P P/B R A K2 T/B C
Мирный Rotatoria 0,038 2,6 67,0 3,9 6,5 0,4 55,7 10,8
Cladocera 0,122 0,93 7,6 1,39 2,32 0,4 6,2 3,87
Copepoda 0,385 13,91 36,1 20,85 34,76 0,4 29,7 58,0
Сумма 0,546 17,43 31,9 26,14 43,58 0,4 26,3 72,6
Хищный 0,151 4,0 26,6 6,0 10,0 0,4 21,8 12,48

Рассчитано, что траты на обмен мирного зоопланктона в среднем по водохранилищу за вегетационный период (IУ-Х) составляют 0,124 ккал/м³/сутки (26,1 ккал/210 дн), или по отношению к его биомассе 22,8%. Траты на обмен хищного зоопланктона за этот же промежуток времени не превысили 0,03 ккал/м³(6,0 ккал/210 дн), и в данном случае отношение трат на обмен к биомассе зоопланктона достигает 19,8%.
Таким образом, в среднем по водохранилищу зоопланктон в процессе дыхания минерализует 0,154 ккал/м³ органического вещества в сутки, что к общей его деструкции (4,1 ккал/м³) составит примерно 4%. Помимо того, на пластический рост зоопланктона при K2 = 0,4 в среднем используется 0,102 ккал/м³ органического вещества в сутки.
Выше мы отметили, что в задачи исследования водохранилища входило также определение его санитарно — биологического состояния. В данном случае коснемся этого вопроса с учетом только индикаторов сапробности и количественного развития зоопланктона в водохранилище. Для этих целей был использован метод Пантле-Букка (1965), применяемый в последние годы при подобных исследованиях и в нашей стране (Липеровская, Пчелкина, 1972; Липеровская, Кулакова, 1972; Набережный, Ирмашева, 1975; Тодераш и др., 1975). Метод, как известно, рекомендован для использования в области санитарной гидробиологии среди стран — членов СЭВ.
Проведенные расчеты в основном отражают пространственные в временные различия уровней сапробности. Они в целом почти согласуются с общей оценкой и картированием загрязнения водохранилища, вытекающими из результатов гидрохимических наблюдений и других исследуемых трофических уровней.
Водохранилище по санитарно-биологическому состоянию редко выходит за пределы бетамезосапробной зоны. Дополнительным подтверждением такого состояния водохранилища является и тот факт, что 62,2% общего состава зоопланктона относится к бетамезосапробам. Альфамезосапробное загрязнение водохранилища наблюдается периодически, и не на всем его протяжении. В этом отношении, как упоминалось выше, выделяется заводь Рыбница. Здесь индексы сапробности зоопланктона редко опускаются ниже 2,0, и то в периоды наибольшего разбавления стоков водой водохранилища. С уменьшением разбавления стоков индексы сапробности зоопланктона в заводи достигают величин до 2,54, что превышает показатели бетамезосапробного состояния.
Непосредственно в самом водохранилище более загрязненным явдается участок от п.г.т. Каменка до нижней границы г. Рыбница, т.е. на участке, где происходит систематический и наиболее интенсивный сброс сточных вод. Вместе c тем уровень загрязнения на этом участке по отдельным годам претерпевает значительные колебания (рис.3). Они обуславливаются, в первую очередь, величинами объемов стока Днестра или, другими словами, кратностью разбавления стоков, а также степенью очистки стоков до поступления их в водохранилище и состоянием загрязненности днестровской воды на входе в водохранилище. А оно по основным химическим показателям превосходит уровень загрязнения воды на этом отрезке даже после приема стоков п.г.т. Каменка и его консервного завода. Отсюда следует, что днестровская вода на входе в водохранилище в последние годы периодически настолько загрязнена, что сама нуждается в разбавлении. Повышенное загрязнение днестровской воды прослеживается и по индексам сапробности зоопланктона.
ris3(39)
Рис. 3. Сезонная динамика санитарно-биологического состояния Дубоссарского водохранилища по индексам сапробности зоопланктона по годам: 1 — 1971 г.; 2 — 1972 г.; 3 — 1973 г.; 4 — 1974 г.; 5 — 1975 г.
Более напряженное санитарно-биодогическое состояние на этом отрезке водохранилища наблюдалооь в 1972 г. и совпало с наименьшим за последние пять лет объемом стока Днестра — 7,74 км³. При таком объеме стока, согласно расчетам Л. Х. Гуранда, поступающие в водохранилище стоки разбавлялись в среднем в 206 раз. При этом нельзя не обратить внимания, что оостояние загрязненнооти водохранилища на этом участке (инд. сапробн. 2,0) превосходит уровень его загрязнения даже после приема стоков со стороны городов Рыбница и Резина (инд. сапробн. 1,91).
Такое положение является лишним доказательством, что процесcы самоочищения на этом участке водохранилища не справляются с повышенным его загрязнением.
В остальные годы под влиянием поступающих со стороны городов Рыбница и Резина стоков наблюдается закономерное повышение индексов сапробности на этом участке, подтверждающее резкое ухудшение здесь санитарно-гидрохимического состояния водохранилища.
По направлению к плотине на протяжении всего периода исследований водохранилища индексы сапробности зоопланктона неуклонно снижались, что, как было показано Т. Д. Кривенцовой, связано с интенсивно проходящими процессами самоочищения. Вместе с тем, в отдельные годы в приплотинном участке водохранилища отмечено незначительное повышение индексов сапробности (до 1,72 в 1972 г. и до 1,51 в 1973 г.), но и при таком положении сапробиологическое состояние здесь не выходит за пределы нижней границы бетамезосапробного класса. В отдельные же сезоны (весна и лето 1972 г., лето и осень 1973 г.) индексы сапробности зоопланктона опускаются до 1,5-1,35 (рис.3), что характерно для олигсапробной зоны. Между тем проведенный комплекс исследований убедительно показал, что в водохранилище нет в не может быть условий для процветания организмов олигосапробов.
О сезонных изменениях сапробиологического состояния водохранилища можно судить по данным, приведенным на рис.3. Они существенно дополняют общую картину, вытекающую из анализа среднегодовых величин индексов сапробности зоопланктона. Отметим лишь, что наблюдаемые колебания индексов сапробности зоопланктона в одних и тех же сезонах обуславливаются непостоянством в водохранилище гидрологических условий и, в первую очередь, расходов воды, что подробно рассматривается Г. Г. Горбатеньким.
Отмеченные изменения в таксономическим составе, численности и продуктивности зоопланктона в водохранилище вызвали необходимость выяснения в экспериментальных условиях токсичности поступающих в него промышленных и хозяйственно-бытовых стоков. Учитывая, что резистентность разных видов гидробионтов по отношению к одному и тому же реагенту колеблется в очень широких пределах (Веселов, 1968), в качестве подопытных рачков избрали Acanthocyclops vernalis, A. viridis, Paraсyclops fimbriatus, Daphnia magna, D. longispina, Simocephalus vetulus, Moina rectirostris и Lepadella ovalis.
Токсические свойства сточных вод оценивали по комплексу биологических и физиологических тестов, в том числе выживаемости (всех подопытных рачков), продолжительности жизни, сроков наступления половой зрелости, количеству пометов, общей плодовитости и уровню газообмена (только ветвистоусых рачков).
Для постановки экспериментов использовались практически неочищенные сточные воды городской канализации города Рыбница. Как показали эти исследования, наиболее устойчивыми к данному токсиканту (условно названному «сточные воды») оказались A. vernalis, A. viridis и P. fimbriatus. Kaких-либо признаков угнетения и гибели среди них даже при разбавлении сточной воды 1:1, а Р. fimbriates — в неразбавленных стоках в течении 72 часов не наблюдалось (Набережный, Ирмашева, 1975). Высокая резистентность копепод к самым различным токсикантам подтверждена работами М. Л. Пидгайко и Э. П. Щербань (1970), Э. Б. Кербабаевой и Т. С. Мальцмана (1970), А. К. Дыга и А. В. Мисюра (1975), Л. П. Кирюшиной и др. (1975).
Наиболее чувствительной к токсиканту проявила себя Daphnia longispina. Летальными для нее были разбавления сточной воды вплоть до 1:350, при которой все 100% особей погибли в течение 48 часов. Лишь при разбавлении стоков 1:450 на протяжении 72 часов выжило 40% ее особей.
D. magna в разбавлениях стоков от 1:1 до I:10 при 100% смертности погибла в течение одного часа, а при разбавлении до 1:200 — в течение 48 часов. За этот же промежуток времени, но при разбавлениях 1:300 погибло 40% от общего количества особей и только при разбавлении 1:400 — 10%.
Летальными для М. reсtirostris оказались только разбавления стоков до 1:50, при которых погибли все 100% особей в течение 24 часов. При разбавлениях 1:100 погибли лишь 33%, при 1:150 — 20%, а при разбавлении 1:200 — всего 13%. Все это свидетельствует, что М. rectirostris к такому характеру загрязнения устойчивее других ветвистоусых рачков. Этим, видно, объясняется ее массовое развитие в прудах, подвергавшихся чрезмерному органическому загрязнению (Ярошенко, 1952; 1956).
Несколько менее, чем Moina, но более устойчивым, чем предыдущие два вида дафний, к данному токсиканту проявил себя Simocephalus vetulus. Высокий процент смертности его особей (54%) отмечен вплоть до разбавления стоков 1:150. И только при разбавлениях 1:250 гибели cимоцефалусов на протяжении 48 часов не зарегистрировано.
Полученные данные о летальных и cублетальных концентрациях для вышеприведенных ветвиcтоуcых ракообразных послужили основой для постановки экспериментальных работ по выяснению их воспроизводства и свяванных с этим вопросов. Работы проводили только с ветвистоуcыми рачками M. rectirostris, D. magna (Набережный, Ирмашева, 1975; Ирмашева, 1975).
Опыты с М. гесtirostris ставили при разбавлениях сточной воды 1:120 и 1:200. Более выражено действие сточной воды разбавлений 1:200, при котором средняя продолжительность жизни моин сократилась до 12 дней в первом и до 10 — во втором поколении (в контроле 22 и 27 дней), а общее количество отродившейся молоди соответственно до 84 и 45 шт. (в контроле 132 и 74 шт.). При разбавлении сточной воды 1:200 характер воспроизводства моин как в опытах с первым, так и со вторым поколениями также отчетливо проявляется.
Это убедительно свидетельствует о том, что высокий процент выживаемости гидробионтов в острых опытах не является достаточным критерием для суждения о токсичности того или иного реагента.
В подтверждение вышесказанного приведем результаты экспериментальных работ с Daphnia magna. Выше мы указывали, что в острых опытах в разбавлениях сточной воды 1:400 процент смертности этого рачка в течение 48 часов составил всего 10%. Для опытов во выявлению жизненного цикла дафнии брали более повышенное разбавление сточной воды — 1:450, предполагая, что такое разбавление будет близким к пороговой концентрации, т.е. окажет незначительное воздействие на учтенные нами функции организма.
В действительности же (табл.3) разбавление сточной воды 1:450 привело к существенным патологическим сдвигам всего процесса воспроизводства дафнии. Например, средняя плодовитость дафнии первого поколения составила 67, что по сравнению с контролем ниже в 1,4 раза. Еще более низкой оказалась плодовитость у второго поколения дафнии — в 2,5 раза ниже, чем в контроле. Примерно сходные параметры получаются при сравнении продолжительности жизни дафнии.
Таким образом, принятые нами в опытах концентрации сточных вод — до 1:200 для М. rectirostris и до 1:450 для D. magna, вызывающие у них нарушения процесса воспроизводства, следует считать токсичными.

Таблица 3

Характер воспроизводства Daphnia magna при разбавлениях сточной воды 1:450

  средняя
продолжит.
жизни в
днях
число
линек
число
пометов
среднее число
отродившейся
молоди
Контроль 44 15 10 97
I поколение 31 (18 — 46 ) 14(7-16) 8 (4-12) 67 (44 — 85)
II поколение 25 ( 19 — 28 ) 9(6-12) 5 (4 — 6) 39 ( 26 — 48 )

В практике токсикологических исследований последних лет для уточнения чувствительности водных организмов к вредным веществам все большее значение придается методу определения интенсивности потребления ими кислорода. Он позволяет более точно судить о видовых и возрастных особенностях реакции организмов к той или иной концентрации любого реагента (Веселов, 1967; Гаврилова, 1967; Лукина, 1970; Помазовская, 1973; Рыжков, 1957; Тодераш, 1975). С помощью этого метода мы попытались выяснить уровень потребления кислорода у D. magna и D. longispina в различных раэбавлениях сточной воды (1:200; 1:300; 1:500 и 1:600). Опыты проводили на аппарате Варбурга. Все расчеты интенсивности потребления кислорода рачками выражены в мм³ · О2/мг сырого веса в течение часа. Результаты проведенных работ показали, что интенсивность потребления кислорода дафниями зависит не только от концентрации токсиканта, но и от температурных условий, возраста и физиологического состояния рачков.
Общие закономерности, вытекающие из анализа результатов опытов со сточной водой, сводятся к следующему: чем выше концентрация токсиканта, тем заметнее проявляется у рачков возбуждение в интенсивности потребления кислорода, и, наоборот, уменьшение концентрации токсиканта снижает уровень потребления кислорода. Кроме того, снижение температуры в опытах приводит к адекватному снижению возбуждения интенсивности потребления кислорода рачками независимо от концентрации токсиканта. Высказанное проиллюстрируем примерами. В опытах с половозрелыми D. magna в разбавлениях сточной воды 1:200 и температуры 24-25° интенсивность потребления ими кислорода составила в среднем 1,53 мм³/мг час при 0,53 мм³/мг час в контроле. С увеличением разбавления стоков до 1:300 при тех же температурных условиях уровень потребления кислорода дафниями снижается до 1,19 мм³/мг час при
0,53 мм³/мг час в контроле.
Более чувствительной к принятым нами разбавлениям сточной воды, как и а опытах с медью, оказалась 2-дневная молодь этого вида дафнии. В опытах с разбавлениями стоков 1:200 интенсивность потребления кислорода возрастает в среднем до 5,81 мм³/мг час, что более чем в восемь раз выше, чем в контроле. Уровень газообмена у них, подобно взрослым особям, понижается с увеличением разбавления стоков. Понижение температуры в опытах всего на 1° (с 24 до 23°), хотя и в незначительных размерах, привело к снижению уровня потребления кислорода у молоди с 5,81 до 5,19 мм³/мг час, а при температуре 20° уровень потребления кислорода опускается до 2,09 мм³/мг час.
В опытах с более разбавленной сточной водой (1:300) величина интенсивности потребления кислорода у молоди дафнии снижается до 3,58 мм³/мг час при температуре 20°.
Примерно сходные данные (табл.4) получены в опытах с D. longispina, несмотря на то, что для опытов использовали разбавления сточной воды 1:500 и 1:600.

Таблица 4

Интенсивность дыхания D. longispina под воздействием промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод (мм³/мг.час сырого веса)

Разбавление половозрелые особи, 25°C 1-дневная молодь, 20°C
0 % к контр. 0 % к контр.
контроль 0,65 100 1,41 100
1 : 600 0,38 212,3 1,61 114,1
1 : 500 2,63 404,6 4,14 293,6

Последние эксперименты показали, что разбавление промышленных и хозяйственно-бытовых стоков в водохранилище менее чем в 600 раз может принести к нарушению жизненно важных функций хозяйственно-ценных гидробионтов и в итоге — к выпадению их из состава биоценозов, а также резкому изменению роли отдельных видов в процессах самоочищения водохранилища.

Выводы.
I. Усиливающееся загрязнение водохранилища промышленными и хозяйственно-бытовыми стоками существенно отразилось на состоянии зоопланктона в целом. Из ранее известного таксономического состава выпало 15 видов ракообразных, в том числе ряд доминирующих видов, чувствительных к повышенному органическому загрязнению. Появились же 54 вида и разновидности коловраток. Установлена прямая связь между состоянием загрязненности водохранилища, пространственным распределением состава и продукции зоопланктона.
2. Показателем ухудшения условий обитания зоопланктона в водохранилище является снижение его кормности. Среднемноголетняя продукция зоопланктона в водохранилище уменьшилась с 45 ц/га (1955-1959 гг.) до 11,9 ц/га (I97I—I974 гг.) главным образом за счет снижения удельного веса ветвистоусых рачков.
3. Санитарно-биологическое состояние водохранилища с учетом индексов сапробности только зоопланктона редко выходит за пределы бетамезосапробной зоны. Дополнительным подтверждением такого состояния является и то, что 62,2% общего состава зоопланктона относится к бетамезосапробам.
4. Участие зоопланктона в процессах самоочищения водохранилища выражается в минерализации 0,154 ккал/м³ в сутки органического вещества, что по отношению к его общей деструкции составляет примерно 4%. На пластический рост зоопланктона используется 0,102 ккал/м³ органического вещества в сутки.
5. Экспериментально доказано, что сточные воды городского коллектора г. Рыбницы — одного из основных очагов загрязнения водохранилища — даже после прохождения «очистки» оказывают токсическое действие на планктонные организмы при разбавлениях до 1:600, что примерно в 2 (в многоводные годы) — 3 (маловодные годы) раза выше фактического их разбавления в водохранилище.

© 1977. Авторские права на статью (в монографии «Загрязнение и самоочищение Дубоссарского водохранилища») принадлежат А.И.Набережному (Институт экспериментальной зоологии и физиологии АН Молд.ССР).
Использование и копирование статьи разрешается с указанием автора и ссылкой на первоисточник HERALD HYDROBIOLOGY

Октябрь 1, 2009 Posted by | Dubossari Reservoir | , , , , , , , , , , , , , , , , | Оставьте комментарий

Изменение некоторых сторон жизнедеятельности планктонных ракообразных под воздействием хозяйственно-бытовых сточных вод

Изменение некоторых сторон жизнедеятельности планктонных ракообразных под воздействием хозяйственно-бытовых сточных вод
Для постановки экспериментов использовали практически неочищенвые сточные воды городской канализации г.Рыбницы, представляющие собой смесь промышленных и хозяйственно-бытовых стоков. Разбавление стоков до необходимых концентраций проводили на днестровской воде. При оценке влияния хозяйственно-бытовых стоков принимали в учет выживаемость, интенсивность воспроизводства и газообмена у массовых представителей, в водоемах республики, веслоногих и ветвистоусых рачков.
Острыми опытами установлена очень высокая чувствительность ветвистоусых рачков к хозяйственно-бытовым водам. Летальными для дафний, в том числе Daphnia magna — принимаемая как тест-обьект в водной токсикологии, оказались концентрации упомянутых стоков 1:450 — 1:500. Даже для Moina rectirostris — относительно устойчивой к данным стокам, летальной концентрацией была 1:200. Циклопы, по крайней мере первое поколение, без потерь переносили разбавление стоков 1:1.
Под воздействием сточных вод в концентрациях 1:450 продолжительность жизни у дафний сокращается по сравнению с контролем на 29,1% плодовитость соответственно на 32%, а количество пометов уменьшается на 20%. Более резкие различия проявляются во втором поколении рачков. Примерно сходная картина выявлена в опытах с Moina rectirostris.
Высокая чувствительность планктонных ракообразных к хозяйственно-бытовым сточным водам была подтверждена экспериментальными работами по интенсивности потребления рачками кислорода. Например, у половозрелых Daphnia longispina интенсивность потребления кислорода при концентрациях стоков 1:500 и температуре 25°С превзошла контроль на 304,6% и даже при разбавлении стоков 1:600 — на 112,3%. Аналогичные изменения установлены у однодневной молоди дафний.
Выше приведенное убедительно свидетельствует о том,что в определенных условиях хозяйственно-бытовые сточные воды могут оказать существенное отрицательное влияние на жизнедеятельность некоторых групп ракообразных в водоемах и тем самым снизить самоочистительную способность последних.

© 1975. Авторские права на статью принадлежат А.И.Набережному, С.Г.Ирмашевой (И-т зоологии АН МССР). Использование и копирование статьи разрешается с указанием автора и ссылкой на первоисточник HERALD HYDROBIOLOGY

Июнь 8, 2009 Posted by | Daphnia | , , , , , | Оставьте комментарий