Приложение к вопросу «Оценка перспектив экологического состояния и хозяйственного использования Цимлянского водохранилища» |
Предложения ФГБУ «ГХИ» к заседанию Общественного экологического совета при Департаменте Росприроднадзора по ЮФО.
Состояние Цимлянского водохранилища - одного из крупнейших на Юге России, давно находится в центре внимания водопользователей, контролирующих организаций и общественности. Оно создано перекрытием плотиной реки Дон в нижнем течении у г. Цимлянска в 1952-1953 гг. Полный объем водохранилища – 23,9 км3, полезный 11,5 км3, площадь зеркала 2702 км2. Водохранилище – комплексного назначения, оно является важнейшим звеном технической водохозяйственной схемы бассейна Дона, контролирует 50% водных ресурсов бассейна Дона [Водные ресурсы России и их использование /Под ред. . СПб ГГИ. 2008.-600 с.].
Водохранилище подвергается мощному антропогенному и техногенному воздействию. В дальнейшем, нагрузка будет расти. Ожидаемая критическая ситуация с водными ресурсами может еще более усугубиться вследствие прогнозируемых климатических изменений.
1. Основные проблемы Цимлянского водохранилища.
Исследования, проведенные ФГБУ «ГХИ» совместно с Южным отделом ИВП РАН, как в многолетнем плане, так и в последнее десятилетие, позволили выделить основные негативные (внутриводоемные) процессы, происходящие в Цимлянском водохранилище. К ним относятся, прежде всего, загрязнение, эвтрофирование и токсификация водохранилиша.
Установлено, что загрязненность Цимлянского водохранилища существенно отличается по участкам и створам (рис. 1). Наиболее неблагополучен район у х. Ложки и х. Красноярский, где вода соответствует классу «грязная». Предлагается открыть дополнительные пункты наблюдений на притоках - основных источниках загрязнения.
Рис.1 – Загрязненность воды Цимлянского водохранилища в 2012 г.
Состав загрязнения различен: это НФПР, металлы, органические и биогенные вещества.
Наиболее значительное влияние на водные ресурсы и качество воды водохранилища, особенно в части его народно-хозяйственного использования и качества питьевой воды оказывает эвтрофирование водохранилища. Оно вызвано значительным запасом биогенных веществ (азота и фосфора), поступлением этих веществ в водную экосистему водохранилища и проявляется массовым развитием планктонных водорослей, приводящим к так называемому «цветению» воды. Озабоченность вызывает преобладание в сообществе фитопланктона (альгоценозах) токсичных видов водорослей. Как показали результаты исследований, максимальное соотношение N/P наблюдается в воде центрального участка водохранилища, где отмечено массовое развитие водорослей (рис. 2). Биомасса и структурно-видовой состав фитопланктона, концентрация основного пигмента – хлорофилла а, свидетельствуют о повышении трофности и сапробности вод. По большинству химико-биологических показателей водохранилище является гипертрофным.
Рис. 2 - Распределение соотношения N/P на участках Цимлянского водохранилища
Следует подчеркнуть, что регулярные наблюдения за состоянием фитопланктона (как и за состоянием других трофических звеньев водной экосистемы) в настоящее время не входят в программы работ Росгидромета (они проводились только в период с 1984 до 1991 гг. и были прекращены). Гидробиологические работы Управления водными ресурсами Цимлянского водохранилища (УВРЦВ) недостаточны для оценки и контроля эвтрофирования Цимлянского водохранилища, так как проводятся всего 4 раза в год.
Таким образом, важнейшей проблемой Цимлянского водохранилища в настоящее время является недостаточность наблюдений за развитием альгоценозов, отсутствие контроля процесса эвтрофирования по биологическим и химическим показателям (концентрациям биогенных веществ).
С проблемой эвтрофирования тесно связана проблема токсификации Цимлянского водохранилища вследствие массового роста токсичных видов синезеленых водорослей. Помимо химического загрязнения опасными соединениями, вклад токсинов синезеленых в формирование качества воды весьма велик. Это еще раз подчеркивает необходимость одновременного контроля состояния водной экосистемы и сопоставления динамики химических и биологических показателей во времени и пространстве.
Следует отметить важность анализа состояния донных отложений водохранилища и организмов, обитающих на дне. В придонных слоях воды зимуют клетки синезеленых, которые все больше и больше накапливаются в водной экосистеме, наращивая биомассу ежегодно. С другой стороны на дне депонируются загрязняющие вещества, которые создают потенциальную опасность для водных организмов и приводят к ухудшению качества воды.
Материалы исследований ФГБУ «ГХИ» легли в основу разработки Предложений по совершенствованию мониторинга Цимлянского водохранилища. Полный текст Предложений изложен на 60 страницах. Ниже приводится краткое содержание разделов Предложений по мониторингу эвтрофирования, контролю и оценке токсичности воды и донных отложений, а также мониторингу донных отложений.
2 Предложения ФГБУ «ГХИ» по совершенствованию мониторинга Цимлянского водохранилища
2.1 Совершенствование мониторинга эвтрофирования
В рамках мониторинга необходимо выделить в отдельный блок подсистему мониторинга эвтрофирования на базе информации по химическим и гидробиологическим показателям. Целесообразно использовать информацию 3-5 пунктов, расположение которых представлено на карте-схеме ([РД 52.24.620-2000, Приложение А, рис А1] при условии восстановления здесь гидробиологических наблюдений Росгидромета.
По данным химического мониторинга в настоящее время не проводится оценка трофности. В этой связи целесообразно в программу работ в рамках режимного мониторинга включить оценку трофности с ранжированием степени трофности в соответствии с современными представлениями. Это потребует научных разработок с привлечением специалистов, занятых в системе государственного мониторинга Цимлянского водохранилища.
2.2 Контроль и оценка токсичности компонентов водной экосистемы
Предлагается включить в программу режимного мониторинга Росгидромета анализ токсичности воды и донных отложений с помощью биотестирования. Основанием для этого служит тот факт, что в отдельные периоды времени на некоторых участках водохранилища обнаруживается токсичность проб воды и донных отложений. Более того возможно происходит рост токсичности со временем.
Так, при биотестировании в 2006-2007 гг. все пробы воды, отобранные на центральном и нижнем участках водохранилища, оказывали острое, подострое или хроническое токсическое действие на дафний (а также на парамеций и коловраток по данным ). Пробы нативных донных отложений не оказывали токсического действия на хирономид, за исключением пробы у г. Цимлянска, где в 2006 г выявлено хроническое действие. По нашим данным, при биотестировании водных вытяжек донных отложений на дафниях в 2006 г, токсичность выявлялась в пробе, взятой у с. Жуковское. В этой же пробе при химическом анализе обнаружено значительное загрязнение донных отложений ПАУ (бензантраценом).
Токсические свойства воды при биотестировании регистрируются в ходе мониторинга, осуществляемого Управлением водными ресурсами Цимлянского водохранилища. В частности, «умеренная токсичность» воды отмечена в районе пгт. Нижний Чир, х. Красноярский, г. Волгодонск, притоках рр. Мышкова, Кумшак.
Токсичность воды может быть связана не только с химическим антропогенным загрязнением, но и с токсинами синезеленых водорослей (Aphanisomenon flos-aquaе, Microcystis aeruginosa, Anabaena flos-aquae и других). Согласно анализу данных Росгидромета, доля этих видов велика и составляла от 5,1 до 98,4% биомассы синезеленых. Причиной интоксикации воды во время цветения может быть не только выделение токсинов водорослями, но и интенсивные процессы разложения и гниения органических веществ. Как видно из рис.3, наибольшие биомассы их регистрируются на центральном и приплотинном участках водохранилища. Хотя в проявлении токсичности отмечена большая изменчивость во времени и пространстве, очевиден вклад синезеленых в ухудшение качества воды, что особенно важно для питьевого водопользования.
Рис. 3 - Распределение синезеленых водорослей, в том числе «токсичных» видов по акватории Цимлянского водохранилища.
Токсикофикация водоемов из-за синезеленых водорослей в комбинации с техногенным загрязнением приводит к структурно-функциональным нарушениям экосистемы, прежде всего микробного населения, редуцентов, обеспечивающих самоочищение. С другой стороны, известно, что попадание токсинов с питьевой водой, рыбой, морепродуктами может быть причиной заболевания людей, диких и домашних животных вплоть до летального исхода.
Очевидно, что проблема токсического загрязнения требует практических мер по специальному контролю токсичности воды и донных отложений Цимлянского водохранилища. Методико-методологическая база достаточно разработана [Р 52.24.566 ; РД 52.24.635 и др. ], и предложение по оценке токсического загрязнения водхранилища может быть внедрено в настоящее время. При этом необходима координация с работами по биотестированию в рамках мониторинга МПР (Донинформцентра).
2.3 Совершенствование мониторинга донных отложений
В связи с загрязнением углеводородами, особенно с ростом нефтяного загрязнения вследствие интенсификации судоходства, фактами загрязнения хлорорганическими соединениями необходимо наладить систему контроля загрязнения донных отложений по химическим показателям (анализ на НФПР, ХОП и другие стойкие органические соединения). Возможный рост реальной токсичности водной среды и донных отложений диктует необходимость включить в систему наблюдений оценку токсичности по биотестовым показателям (по выявлению острого токсического действия на дафниях, хирономидах и других гидробионтах).
Целесообразно систематически вести работы по очистке ложа водохранилища от наносов и отложений сине-зеленых водорослей, при этом удалять изымаемый грунт из воды. Известно, что массовые виды сине-зеленых водорослей - Microcystis aeruginosa, Anabaena flos-aquae, Aphanizomenon flos-aquae зимуют в донных отложениях и весной дают новую биомассу.
Удаление изымаемого грунта позволило бы прервать цикл развития синезеленых и снизить опасность их присутствия в экосистеме водохранилища. Кроме того, снизится риск нарушений газового режима: дефицита кислорода, образования сероводорода и метана в восстановительных условиях, формирующихся вследствие отмирания и окисления растительных остатков. Кроме того при отмирании сине-зеленых водорослей высвобождаются образованные ими токсины, которые также усугубляют эколого-токсикологическую ситуацию на водохранилище.
Развитие мониторинга берегов предусмотрено Водным Кодексом РФ и другими документами и подзаконными актами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Полный текст подготовленных в Гидрохимическом институте «Предложений…» содержит следующие разделы.
1. Предложения в части пунктов наблюдений и охвата наблюдениями акватории водохранилища.
1.1 Наиболее «напряженные» участки водохранилища, выделенные по химическим показателям.
1.2 Пункты наблюдений по гидробиологическим показателям; пункты оперативного гидробиологического контроля.
2. Предложения в части видов наблюдений, программ работ и определяемых показателей.
2.1 Совершенствование мониторинга эвтрофирования.
2.2. Контроль и оценка токсичности компонентов водной экосистемы..
2.3.Совершенствование мониторинга донных отложений.
3.Предложения в части обработки информации и комплексных оценок
4. Предложения по улучшению рыбохозяйственной ситуации на Цимлянском водохранилище.
Заключение. 1
Мероприятия, которые могут обеспечить снижение уровня химического загрязнения Цимлянского водохранилища, проводились Комитетами по охране окружающей среды Администраций Ростовской и Волгоградской областей. Они были направлены на повышение эффективности работы очистных сооружений, осуществление государственного контроля за использованием и охраной водных объектов и проверки выполнения требований водного законодательства. Анализ полученных сведений позволяет обеспечить учет объектов негативного воздействия на водный объект, выявить предприятия, расположенные в водоохранной зоне реки и осуществляющие пользование водным объектом.
Результаты исследований ФГБУ «ГХИ», направленных на реализацию требований ФЗ «Об охране окружающей среды», Водного кодекса РФ, положений Водной стратегии РФ на период до 2020 г., утвержденной распоряжением Правительства РФ -р, выполнения поручения Президента РФ от 01.01.2001 № Пр-3534 от 01.01.2001 (п.15), опубликованы в ведущих научных изданиях, в т. ч. в реферируемых журналах. Разработаны нормативно-методические документы, в том числе с учетом основных проблем водной экосистемы водохранилища, таких как цветение воды синезелеными токсичными водорослями. ФГБУ «ГХИ», располагая достаточной и научно-обоснованной методической базой, проводит регулярные экспедиционные исследования по оценке эколого-токсикологического состояния Цимлянского водохранилища.
Итоги научно-исследовательских работ на водохранилище были подведены на Всероссийской научной конференции «Вода и водные ресурсы: системообразующие функции в природе и экономике», организованной отделением наук о Земле РАН в 2012 г. в г. Цимлянске. Однако, на наш взгляд, остается открытым вопрос об оценке эффективности проводимых мероприятий, по крайней мере, в открытых публикациях мы не встретили таких материалов.
Имеющиеся наработки требуют обсуждения со специалистами, непосредственно осуществляющими мониторинг, с целью решения вопроса об их реализации. Надеемся, что они вызовут интерес, будут рассмотрены критически, дополнены и изменены с целью практической реализации. В любом случае условием улучшения общей эколого-токсикологической ситуации на Цимлянском водохранилище является совершенствование системы мониторинга при интеграции деятельности всех его участников.
