Зоопланктон нефтезагрязненных районов средней Оби

ISSN 1810-0198. Вестник ТГУ, т.19, вып.5, 2014
УДК 574.632 + 574.633
ЗООПЛАНКТОН НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ РАЙОНОВ СРЕДНЕЙ ОБИ
 М.В. Минина, Е.В. Нуянзина, А.Г. Карташев
Ключевые слова: нефтезагрязнение; средняя Обь; коловратки; ветвистоусые и веслоногие ракообразные.
Представлены результаты изучения видового разнообразия и численности сообщества зоопланктона нескольких
рек средней Оби в районах нефтедобычи. Установлено, что количество видов, численность и биомасса бесп озвоночных практически на всех нефтезагрязненных створах меньше относительно условно «чистых» участков.
Несмотря на некоторые особенности формирования зоопланктона на изученных участках, практически все они
находятся в стадии умеренного загрязнения, что говорит об устойчивости экосистем участков рек, подверже нных нефтезагрязнениям.
Нефтегазовый комплекс с экологической точки
зрения является одним из опасных видов хозяйственной деятельности. Техногенное воздействие на окружающую среду проявляется на всех этапах функционирования нефтегазового комплекса. Основными загрязняющими веществами выступают нефтяные углеводороды, пластовые минерализованные воды, химические реагенты, кислотообразующие вещества, фенолы [1–2].
Из всех загрязняющих веществ, поступающих в реки, основная часть приходится на нефть, нефтепродукты, фенолы. Нефтяное загрязнение отрицательно сказывается на качестве воды и условиях обитания гидробионтов [3]. Зоопланктон водных экосистем относится
к наиболее богатым питательными веществами кормам
молоди рыб. Продуктивность рыб находится в зависимости от численности и биомассы зоопланктона.
Планктонные организмы служат биоиндикаторами
режима водоемов и загрязнения [4]. Сообщества зоопланктона рек Западной Сибири определяются соотношением трех основных групп: коловраток, веслоногих и ветвистоусых раков [5]. Изучение влияния нефтезагрязнений на водные экосистемы этого региона является актуальным в связи с развития нефтедобывающего
комплекса [3].
Бассейн средней Оби характеризуется высокой заболоченностью, с которой связывают повышенное
содержание в природных водах веществ, превышающее допустимые нормативы [6].
Исследования по численности и видовому разнообразию сообществ зоопланктона рек Среднего Приобья
(среднего течения Оби) проведены в недостаточном
объеме и нуждаются в корректировке.
Целью предлагаемого исследования являлось изучение видового разнообразия и численности сообщества зоопланктона нескольких рек средней Оби в районах
нефтедобычи.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Отбор проб проводился на 28 створах рек средней
Оби в летний период 2013 г. Створы 1–14 являются
1316
условно «чистыми», находятся выше нефтезагрязненного участка. Створы 1а–14а находятся ниже нефтезагрязненного участка.
Пробы отбирали путем фильтрования 50 л воды через планктонную сеть Апштейна из мельничного газа
№ 68. Зоопланктон фиксировали 4 %-ным формалином. Подсчет организмов осуществляли счетным методом, под микроскопами (микроскопы «Биомед 3» и
Motic DM-BA300) в камеральных условиях на консервированном материале [7]. При идентификации организмов руководствовались общепринятыми определителями [5; 8–9].
Районы отбора проб зоопланктона: А – створы на
правых притоках р. Ягылъях: 1, 1а, 2, 2а, 3, 3а, 4, 4а, 5,
5а; Б – cтворы на р. Екылчак: 6, 6а, 7, 7а, 8, 8а; В –
створы на р. Обь: 9, 9а, 10, 10а; Г – створы на левых
притоках р. Васюган: 11, 11а, 12, 12а; Д – створы на
р. Салат: 13, 13а; Е – створы на р. Чижапка: 14, 14а.
Полученные данные по количеству зоопланктона в
пробе пересчитывались на 1 м3. Для оценки видового
разнообразия сообществ использован индекс Шеннона.
Для оценки качества водной среды рассчитывался индекс сапробности по общепринятой формуле Пантле и
Букк [10]. Индикаторные веса для расчета индекса сапробности взяты по Мордухай-Болтовскому [11].
Параллельно с отбором проб зоопланктона отобраны пробы воды для определения содержания нефтепродуктов в воде. Концентрация поллютантов на участках, находящихся выше нефтезагрязненных районов,
превышала концентрацию участков, находящихся ниже
нефтезагрязненных районов. Вероятно, это связано с
поступлением нефтепродуктов с водами верхних притоков, протекающих по территории относительно молодых нефтепромыслов, и с заболоченностью водосбросов. Воздействие объектов нефтедобычи может
приводить к дополнительному увеличению концентрации загрязняющих веществ как и из-за химического
загрязнения объектов природной среды, так и из-за
изменения их водного режима [6].
Статистическую обработку данных производили в
табличном процессоре Microsoft® Excel 2003.
ISSN 1810-0198. Вестник ТГУ, т.19, вып.5, 2014
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В систематическом отношении в зоопланктоне рассматривались представители из трех основных групп:
коловраток (Rotifera), ветвистоусых (Cladocera) и веслоногих (Copepoda) ракообразных. За период исследования обнаружено 76 видов, среди которых 45 – коловраток, 19 – ветвистоусых и 12 – веслоногих ракообразных. Основу численности и биомассы обеспечивали
ветвистоусые рачки. Значение ПДК нефтепродуктов в
водоемах, используемых в рыбохозяйственных целях,
составляет 0,05 мг/дм3. Содержание нефтепродуктов в
исследуемых створах не превышает установленной
ПДК.
Из рис. 1 видно, что наибольшее количество видов
зоопланктона характерно для створов № 4 (30 видов),
№ 3 (28 видов), № 4а (25 видов). Большое количество
видов на этих створах определено разнообразием видов
коловраток. На створах № 2, 2а, 5, 5а, 6, 6а самое
меньшее количество видов, в пробах обнаруживали
только ветвистоусых ракообразных.
Из анализа диаграммы (рис. 2) видно, что наибольшие показатели численности зоопланктона характерны
для створов № 4 и 9, а наименьшая – для створов № 2а,
6а. Если рассмотреть отдельно численность представителей трех основных групп, то численность коловраток
повышена на створах № 4 (3580 экз./м3) и 4а (2000
экз./м3); ветвистоусых ракообразных – на створах № 3
(6280 экз./м3), а также на 4 (9300 экз./м3) и 4а (5820
экз./м3); веслоногих ракообразных – на створах № 12
(12900 экз./м3), 4 (4560 экз./м3) и 10 (4200 экз./м3).
Основу общей биомассы составляли ветвистоусые
ракообразные практически на всех пунктах отбора
проб, за исключением створов № 1а, 9, 10, где биомасса веслоногих рачков является определяющей. Величина биомассы коловраток на 9а, 10а и 14а створах выше
биомассы других основных групп зоопланктона
(рис. 3).
Рис. 1. Распределение количества видов по створам
Рис. 2. Распределение численности зоопланктона в пунктах отбора проб
1317
ISSN 1810-0198. Вестник ТГУ, т.19, вып.5, 2014
Рис. 3. Биомасса зоопланктона в пунктах отбора проб
На створах № 2, 2а, 5а, 6, 6а, 10, 10а, 11, 11а, 12, 12а
концентрация нефтепродуктов в воде меньше или равна 0,005 мг/дм3 (табл. 1). Речные воды умеренного загрязнения (III класс качества воды): индекс сапробности в β-мезосапробной зоне. Пробы 2, 2а, 5а, 6, 6а характеризуются низкой численностью, биомасса выше
на створе № 2а. Зоопланктон представлен ветвистоусыми раками, кроме створа № 6, где преобладают
коловратки (рис. 2, рис. 3). Низкая численность объясняется не токсическим воздействием поллютанта, а
экологической особенностью рек Екылчак и Ягылях, с
которых взяты пробы. Максимальная численность при
данной концентрации в пробе 10, в зоопланктон которой входят представители основных систематических
групп. В пробе 10а в зоопланктоне отсутствуют ветвистоусые раки. На створах левых притоках р. Васюган
(пункт отбора проб Г) численность и биомасса зоопланктона практически на одном уровне. Видовое разнообразие на этих створах ниже, а количество видов
выше. В целом р. Васюган – β-мезосапробный водоток,
вода в котором достаточно чистая. Нефтедобывающие
комплексы «Васюганнефть» не оказывают значительного воздействия на планктон реки. Экосистема р. Васюган является стабильной, за счет активного развития
зоопланктона река справляется с поступающими биогенными веществами из окружающих болот [12]. Наиболее распространенными видами коловраток являются Asplanchna priodonta Gosse, 1850, Euchlanis dilatata
(Ehrenberg, 1832), Brachionus diversicornis (Daday,
1883), Brachionus quadridentatus (Hermann, 1783), из
ветвистоусых рачков – Bosmina longirostris. Наибольшее видовое разнообразие на створах № 10 и 11.
Концентрация нефтепродуктов в воде 0,006–0,009
мг/дм3 обнаружена на створах № 1, 1а, 7а, 8, 8а, 9а, 13а.
1318
На створах на участке Б показатели численности и
биомассы выше по сравнению с другими участками
(табл. 1). Индекс сапробности в β-мезосапробной зоне:
речные воды умеренного загрязнения (III класс качества воды). Наиболее часто встречались из коловраток
виды A. priodonta, E. dilatata, Mytilina trigona (Gosse,
1851), Brachionus calyciflorus (Pallas, 1766), из ветвистоусых рачков – Scapholeberis mucronata, Chydorus
sphaericus, из веслоногих рачков – Paracyclops
fimbriatus. Индекс Шеннона выше на створах № 1 и 8а
(табл. 1).
На створах № 3а, 4а, 5, 7, 9, 13, 14, 14а концентрация нефтепродуктов в воде 0,012–0,019 мг/дм3. В пробах 4а и 9 больше всего численность зоопланктона,
показатели биомассы выше в пробах 3а, 4а (основу
биомассы составляют ветвистоусые ракообразные).
Речные воды умеренного загрязнения (III класс качества
воды): индекс сапробности в β-мезосапробной зоне.
Наиболее распространенными видами коловраток являются A. priodonta, M. trigona, Notommata cyrtopus
Gosse, 1886, E. dilatata, крупные фильтраторы
Simocephalus vetulus, Ceriodaphnia pulchella и представители подкласса Ostracoda. Наибольшее видовое разнообразие на створах № 4а и 7 (табл. 1).
Концентрация нефтепродуктов в воде 0,023 мг/дм3
обнаружена на створах № 3 и 4. Численность зоопланктона больше в пробе 4, чем в 3, но биомасса снижается.
Количество видов при данной концентрации нефтезагрязнений высокое. Основу биомассы составляют ветвистоусые ракообразные. Индекс сапробности в α- (створ
№ 3) и β-мезосапробной (створ № 4) зонах. Экологическое состояние речных вод участках возможно оценить
в пределах III–IV классов (воды умеренного загрязнения и тяжело загрязненные) (табл. 1). Наиболее часто
ISSN 1810-0198. Вестник ТГУ, т.19, вып.5, 2014
Таблица 1
Концентрация нефтепродуктов, показатели развития и экологического состояния зоопланктона
в воде исследуемых участков
Пункты
отбора проб,
№ створа
А
1
1а
2
2а
3
3а
4
4а
5
5а
Б
6
6а
7
7а
8
8а
В
9
9а
10
10а
Г
11
11а
12
12а
Д
13
13а
Е
14
14а
Концентрация
нефтепродуктов,
мг/дм3
0,008
0,008
< 0,005
< 0,005
0,023
0,01
0,023
0,01
0,016
0,005
0,005
0,005
0,01
0,007
0,007
0,006
0,01
0,006
0,005
< 0,005
0,005
< 0,005
0,005
< 0,005
0,012
0,009
0,019
0,009
Nобщ,
экз./м3
Bобщ,
мг/м3
H
Число
видов
S
Класс
качества вод
520
400
40
20
9920
3700
14600
10340
40
160
60
20
3360
1100
3900
2660
14540
1561
4580
310
1720
1640
1920
1900
620
320
640
740
27,80
10,41
17
8,50
1058,12
457,21
605,15
707,06
0,80
9,90
0,97
0,04
135,30
34,66
163,18
196,66
113,94
13,07
164,75
1,83
700,10
746,13
884,25
859,27
1,23
1,27
17,59
12,34
2,80
0,42
–
–
3,09
2,50
3,47
3,30
–
–
–
–
2,70
0,38
0,39
2,90
1,51
2,07
2,70
2,05
2,30
2,10
0,38
2,06
1,80
–
0,38
0,34
9
7
1
1
29
12
32
26
2
3
2
1
11
6
8
10
14
8
14
5
11
12
9
12
6
3
8
5
2,34
1,90
–
–
2,60
2,30
1,79
1,90
–
–
–
–
2,10
2
2,23
2,10
1,60
1,69
1,50
1,62
1,60
1,50
1,70
1,60
1,55
–
1,80
2
III
III
–
–
IV
III
III
III
–
–
–
–
III
III
III
III
III
III
III
III
III
III
III
III
III
–
III
III
Примечание: N – численность; B – биомасса; H – индекс удельного разнообразия Шеннона; S – индекс сапробности по Пантле и
Букк.
встречались из коловраток виды M. trigona, N. cyrtopus,
а также крупные фильтраторы S. vetulus, C. pulchella,
ветвистоусый полисапробный рачек C. sphaericus и
веслоногие раки P. fimbriatus и Acanthocyclops gigas.
Индекс Шеннона выше, чем на других пунктах отбора
проб (табл. 1).
Количество видов, численность и биомасса беспозвоночных практически на всех нефтезагрязненных
створах меньше относительно условно «чистых» участков. Створы на правых притоках р. Ягылъях характеризуются высоким видовым разнообразием, на створах
ниже нефтезагрязнения индекс Шеннона снижен.
Створы на левых притоках р. Васюган характеризуются самой низкой концентрацией нефтепродуктов.
На створах разных рек показатели численности, биомассы при одном уровне нефтезагрязнений характеризуются неоднозначными показателями, что связано с
особенностями рек. Речные воды на исследованных
пунктах относятся к умерено загрязненным (III класс
качества воды), за исключением створа № 3, где воды
сильно загрязненные, что может быть связано с высокой концентрацией.
Наиболее часто встречались из коловраток виды A.
priodonta, B. calyciflorus, B. diversicornis, B. quadriden-
tatus, E. dilatata, M. trigona, N. cyrtopus, из ветвистоусых рачков – B. longirostris, S. mucronata, полисапробный рачок C. sphaericus, из веслоногих рачков – P.
fimbriatus и A. gigas, а также крупные фильтраторы S.
vetulus, C. pulchella и представители подкласса
Ostracoda. По отношению к трофности среды обитания
выявленные виды относятся к олигосапробам, олиго-,
β-мезосапробам, часть β-мезосапробам. Также были
встречены α-, β-мезосапробные виды: коловратки рода
Brachionus. Из наиболее часто встречаемых коловраток
рода Brachionus, Mytilina, Euchlanis относятся к панцирным коловраткам, рода Asplanchna и Notommata – к
беспанцирным.
Несмотря на некоторые особенности формирования
зоопланктона на изученных участках средней Оби,
практически все они находятся в стадии умеренного
загрязнения (индекс сапробности находится от 1,5 до
2,6), что говорит об устойчивости экосистем участков
рек, подверженных нефтезагрязнениям.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов.
М., 1998. 376 с.
1319
ISSN 1810-0198. Вестник ТГУ, т.19, вып.5, 2014
Калинин В.М. Вода и нефть (гидролого-экологические проблемы
Тюменского региона): монография. Тюмень, 2010. С. 9.
3. Карташев А.Г. Экологические аспекты нефтедобывающей отрасли Западной Сибири: монография. Томск, 2007. 218 с.
4. Киселев И.А. Планктон морей и континентальных водоемов. Т. 1.
Л., 1969. 657 c.
5. Определитель зоопланктона и зообентоса персных вод Европейской России. Т. 1. Зоопланктон / В.Р. Алексеев, С.Я. Цалолихин.
М., 2010. 495 с.
6. Базанов В.А., Савичев О.Г., Волостнов Д.В. и др. Влияние шламовых амбаров на геохимическое состояние болотных экосистем в
бассейне реки Васюган // Известия Томского политехнического
университета. 2004. Т. 307. № 2. С. 72-75.
7. Методические рекомендации по сбору и обработке материалов
при гидробиологических исследованиях на пресноводных водоемах. Зоопланктон и его продукция. Л., 1982. 34 с.
8. Кутикова Л.А. Коловратки фауны СССР (Rotatoria). Л., 1970.
744 c.
9. Определитель водных беспозвоночных Европейской части СССР /
Л.А. Кутикова, Я.И. Старобогатов. Л., 1977. 511 с.
10. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений / В.А. Абакумов. Л., 1983. 219 с.
11. Сбор и обработка зоопланктона в рыбоводных водоемах. Методическое руководство (с определителем основных пресноводных видов) / О.Е. Тевяшова. Ростов н/Д, 2009. 84 с.
2.
12. Ермолова Н.И. Современное состояние зоопланктона р. Васюган //
Сибирский экологический журнал. 2013. № 6. С. 847-854.
Поступила в редакцию 7 июля 2014 г.
Minina M.V., Nuyanzina E.V., Kartashev A.G. ZOOPLANKTON OF OIL-CONTAMINATED AREAS OF MIDDLE OB
The results of the study of species diversity and abundance
of zooplankton community of several rivers in the middle Ob
oil-producing regions are presented. Found that the number of
species, abundance and biomass of invertebrates in almost all
oil-contaminated alignments is relatively less conditionally
“clean” areas. Virtually all areas studied are in the stage of moderate contamination, indicating that the sustainability of ecosystems of rivers sections prone petropollution, despite the fact that
some features of the formation of zooplankton in these areas
exist.
Key words: oil pollution; the middle Ob; rotifers; cladocerans and copepods.
Минина Мария Викторовна, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники,
г. Томск, Российская Федерация, аспирант, ассистент кафедры радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга, e-mail: [email protected]
Minina Mariya Viktorovna, Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, Tomsk, Russian Federation, Post-graduate Student, Assistant of Radio-Electronic Technology and Environmental Monitoring Department, e-mail:
[email protected]
Нуянзина Елена Васильевна, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники,
г. Томск, Российская Федерация, аспирант, ассистент кафедры радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга, e-mail: [email protected]
Nuyanzina Elena Vasilyevna, Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, Tomsk, Russian Federation, Post-graduate Student, Assistant of Radio-Electronic Technology and Environmental Monitoring Department, e-mail:
[email protected]
Карташев Александр Георгиевич, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, г. Томск, Российская Федерация, доктор биологических наук, профессор, профессор кафедры радиоэлектронных
технологий и экологического мониторинга, e-mail: [email protected]
Kartashov Alexander Georgiyevich, Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, Tomsk, Russian
Federation, Doctor of Biology, Professor, Radio-Electronic Technology and Environmental Monitoring Department, e-mail:
[email protected]
1320