Оценка экологического состояния реки Шограш

Реки урбанизированных территорий постоянно испытывают высокую антропогенную нагрузку. Загрязняющие вещества попадают в них со сбросами сточных вод промышленных предприятий и бытовыми стоками. При этом наибольшую нагрузку испытывают малые реки. В черте города Вологды одной из наиболее загрязненных малых рек является река Шограш. Длина данного водотока составляет 20 км, впадает в реку Вологда в 27 км от устья в районе улиц Турундаевская и Элеваторная, являясь правым её притоком. Основными источниками загрязнения вод данного водотока являются сточные воды Бальнеологической лечебницы и смыв загрязняющих веществ с прилежащих территорий. В связи с этим возникает необходимость проанализировать экологическое состояние реки Шограш и проверить экспериментально, на каких участках она наиболее загрязнена.

Цель работы: оценить экологическое состояние реки Шограш с использованием физико-химических методов и методов биодиагностики.

Исходя из цели работы, поставлены следующие задачи:

1.  Определить содержание отдельных загрязняющих веществ в водах реки с использованием физико-химических методов;

2.  Оценить токсичность вод водотока методами биодиагностики;

3.  Дать общую оценку экологического состояния реки.

Пробы воды были отобраны в феврале 2016 года на разных участках реки Шограш (рисунок), для исследования были выбраны участки реки с разной степенью и видами оказываемой антропогенной нагрузки: район автотранспортного моста, промышленная зона, район АЗС «Лукойл», спальный район города.

Рисунок. Пункты отбора проб: 1.Советский проспект, район автотранспортного моста; 2.ул. Турундаевская, устье реки, промышленная зона; 3. ул. Козлёнская, район АЗС «Лукойл»; 4.ул. Конева, спальный район

Содержания сульфатов и хлоридов в воде определялось титриметрическим методом, содержание железа, марганца, аммония, нитратов, нитритов - колориметрическим методом.

В ходе исследования была использована методика определения острой токсичности воды по хемотаксической реакции инфузорий вида Paramecium Caudatum [1]. Метод определения токсичности вод основан на способности тест-объектов реагировать на присутствие в водной среде веществ, представляющих опасность для их жизнедеятельности, и направленно перемещаться по градиенту концентраций этих веществ, избегая их вредного воздействия. Параметры поведенческой реакции инфузорий определялись с помощью прибора серии «Биотестер». Индекс токсичности автоматически высчитывался прибором.

Также был применён Allium test — растительная тест-система для оценки мутагенного, митозмодифицирующего и токсического эффектов факторов химической и физической природы на основе растения Лук репчатый. Объектом исследования в данном тесте является меристема проростков корешков лука посевного – Allium cepa сорта Штутгартен Ризен. Луковицы A. cepa помещались в пробирки на 25 мл с пробами исследуемой воды. В качестве контрольной использовалась дистиллированная вода. Для каждого варианта использовали трехкратные повторности. Луковицы проращивали 4 дня. Затем у каждой луковицы корни срезали под основание донца. Для оценки токсического действия определяли длину каждого корешка по линейке. Определялось среднее арифметическое (X) и ошибка среднего (m) для варианта опыта.

Таблица 1.

Результаты физико-химического анализа

В ходе химического анализа (таблица 1) были выявлены загрязняющие вещества, содержание которых значительно превышает ПДК во всех пробах: железо (10 ПДК, а в пробе, взятой на Советском проспекте в районе автотранспортного моста – 16 ПДК) и аммоний-ион (8 ПДК в пробах, взятых в промышленной зоне и в районе автотранспортного моста и 4 ПДК в остальных пробах). Также было выявлено большое количество фосфатов в пробе, взятой в промышленной зоне (4,8 ПДК), и в пробе, взятой на ул. Конева в спальном районе города – 2 ПДК. В пробе, отобранной в районе автотранспортного моста на Советском проспекте фосфатов не было обнаружено. Во всех пробах ХПК превышает ПДК в десятки раз, что свидетельствует о высоком содержании органических веществ в исследуемых пробах.

По результатам биотестирования с использованием инфузорий было выявлено, что наибольшим индексом токсичности (0,69) характеризуется проба, отобранная в районе АЗС «Лукойл», а наименьшим (0,31) – проба, отобранная в спальном районе города. В целом, степень токсичности находится в пределах допустимой и умеренной (таблица 2).

Таблица 2.

Результаты биотестирования с использованием Paramecium Caudatum

По результатам Allium-теста было выявлено, что длины корней лука во всех пробах превышают контроль в 2-4 раза (таблица 3). Возможной причиной значительного ускорения роста корней может быть повышенное содержание органических веществ в исследуемых пробах, а также синергизм действия химических веществ, которые сами по себе не превышают ПДК.

Таблица 3.

Результаты Allium-теста

Таким образом, в результате исследований была выявлена тенденция снижения качества вод реки Шограш от истока к устью, установленная как физико-химическими методами, так и методами биодиагностики.