Кузнецов А.,Ширяев И. Оценка экологического состояния участка

1
«Оценка экологического состояния участка реки Москвы по фитопланктону
в летний период»
Кузнецов Александр, Ширяев Илья, 8 класс
Научный руководитель
Фролова Галина Ивановна, к.б.н.,
зам. директора МДЭБЦ
по экспериментальной работе
Содержание.
1. Введение
2. Обзор литературы
3. Материал и методы исследований
4. Результаты и их обсуждение
5. Выводы
6. Список литературы
1. Введение
В период наступления человека на природу, роста городов, транспорта и
промышленности возникает проблема сохранения водных объектов, качества воды в них и их
биоты. Экологическое состояние любой территории может быть оценено путем изучения
качества воды ее водоемов, на формирование которого оказывают многие элементы
природной среды и антропогенные факторы.
Цель нашей работы – оценить качество воды участка реки Москвы ниже города в
летние месяцы 2003 года.
В задачи входило: исследовать таксономический состав июньских, июльских и
августовских альгоценозов реки, провести их сравнительный анализ, дать оценку
качества воды по фитопланктону.
2. Обзор литературы
Малые и средние реки – наиболее многочисленный и распространенный на земле вид
водных объектов. В последние десятилетие обострилась проблема охраны и
рационального использования водных биологических и рекреационных ресурсов малых
рек. Особенно сильна антропогенная нагрузка на реки, протекающие по городским
территориям.
Проблема реки Москвы сейчас очень актуальна, ведь потребление воды москвичами,
по последним сводкам, составляет 3,5-5 км3 воды в год.
Река Москва – левый приток Оки, впадающий в неё у г.Коломна. По длине занимает
третье место среди рек Окского бассейна после Клязьмы и Мокши. Истоком реки Москвы
считается река Коноплянка, вытекающая из болота, зажатого между моренными холмами
Смоленско-Московской возвышенности на абсолютной высоте 256 м. Отсюда река течёт в
узком глубоком русле по полувысохшему болоту, известному с древности под названием
Москворецкая лужа. Выйдя из болота, река расширяется и на 12-ом километре от истока
впадает в озеро Михалёвское. На выходе из озера река получает собственное название –
река Москва. Ее русло около устья Рузы достигает в ширину 55 м, у Звенигорода — 65, а в
низовьях — 200 м и более. Наибольшая глубина — 14 м, длина — 502 км, площадь
водосбора 17 640 км2. В г. Москву входит на северо-западе в районе Строгино и выходит
из города на юго-востоке, пересекая МКАД у Бесединского моста. Протяжённость в
2
пределах столицы составляет около 75 км. Питание она получает от талых снеговых,
дождевых и грунтовых вод.
Первые основательные гидробиологические исследования р.Москвы провел
Я.Я.Никитинский в начале ХХ века. Он выявил ее большую самоочистительную
способность, особенно для перекатов. При сравнении проб, взятых из Москвы-реки
недалеко от Рублева, с образцами из заведомо чистых ручьев было отмечено довольно
много общего. Большинство доминирующих форм оказались одинаковыми. Ниже по
течению в районе реки Сходни и близ Воробьевых гор, а также ниже Рублева появляются
в большом количестве формы, указывающие на заметное или сильное загрязнение.
В 1929 году были начаты работы Гусевой К.А. по изучению планктона и бентоса реки
Москвы в районе Рублевской водозаборной станции. Выяснилось, что главная роль в
планктоне принадлежит диатомовым водорослям (за исключением летних месяцев, когда
преобладают синезеленые и зеленые). С момента пуска волжской воды появилось
большое количество диатомовых рода Asterionella. Особенно специфические черты
диатомовому планктону реки Москвы придало появление летом и осенью 1937 года
водоросли Tabellaria fenestratа, которая характерна для волжского планктона, водорослей
Scenedesmus arcuatus, Coelastrum microporum, Melosira granulata и других, но в основном
сохранялся москворецкий планктон. В 1940 г. р.Москва обследовалась для выяснения
степени загрязнения реки сточными водами Люблинской станции, прошедшими только
механическую очистку. Произвели анализ донных отложений и планктона. Выяснилось,
что комплекс обнаруженных организмов характерен для олигосапробных условий.
В период 1971 – 1975 гг. и 1979 г. Л.А.Ганьшина и Н.А.Смирнов проводили работы по
изучению состава и пространственно-временных изменений экологических характеристик
фитопланктонного сообщества реки Москвы. Исследования проводили на 24 постоянных
створах от города Можайска до устья реки. За период исследований в составе
фитопланктона реки Москвы обнаружено 232 вида, разновидности и формы водорослей,
принадлежащих к 5 систематическим группам. Флористически наиболее разнообразна
группа зеленых водорослей. В состав зеленых водорослей обнаружен 91 таксон рангом
ниже рода, в составе диатомовых – 85, эвгленовых – 16, пирофитовых – 10, золотистых –
6; кроме того, выявлено 24 вида и разновидностей цианобактерий].
Самые низкие вычисленные индексы сапробности для реки Москвы – 1,91; 1,92. Среди
доминирующих форм преобладали организмы β- и олиго-β-мезосапробных зон, в том
числе водоросли Cladophora glometata, Diatoma vulgare, Synedra ulna и другие.
В настоящее время река Москва по-прежнему занимает одно из первых мест в
рейтинге самых загрязненных водоемов России. В реку поступают сточные воды с сотен
предприятий. По результатам комплексного обследования водных объектов столицы,
проведенного в 2007 г. Росприроднадзором, Москва-река была отнесена к очень грязным
водоемам шестого класса качества. Индекс загрязненности вод (ИЗВ) колеблется от 6,0 до
10,0, что связано с наличием в воде нитритов, аммонийного азота, фенола,
нефтепродуктов, органических веществ, меди, цинка и железа, поступающих в реку с
продуктами жизнедеятельности предприятий.
3. Материал и методы исследований
Среди методов гидробиологического анализа экологического состояния водных
объектов один из наиболее важных – сапробиологический анализ (метод биоиндикации).
Первоначально под сапробностью понималась способность организмов развиваться при
большем или меньшем содержании в воде органических загрязнений. Затем
экспериментально было доказано, что сапробность организмов определяется как его
потребностью в органическом питании, так и приспособлением к существованию в
загрязненных водах. Наши исследования основаны на способности отдельных видов –
видов-биоиндикаторов – указывать своим развитием и существованием в воде на ее степень
загрязнения [2]. К методам биоиндикации относят систему сапробности вод, оцениваемую
степенью их загрязнения органическими веществами и продуктами их распада.
3
В полисапробной зоне, вблизи от места сброса сточных вод, происходит расщепление
белков и углеводов в аэробных условиях. Эта зона характеризуется почти полным
отсутствием свободного
кислорода, наличием в воде неразложившихся белков,
значительных количеств сероводорода и углекислого газа. Самоочищение здесь идет в
основном за счет деятельности бактерий. Число видов, способных жить в крайне
загрязненных водоемах невелико, но зато они встречаются здесь в массовых количествах
В мезосапробной зоне загрязнение выражено слабее: неразложившихся белков нет,
сероводорода и диоксида углерода немного, кислород присутствует в заметных
количествах, однако в воде есть еще такие слабоокисленные азотистые соединения, как
аммиак, амино и амидокислоты. Мезосапробная зона подразделяется на
мезосапробные подзоны. Видовое разнообразие
-мезосапробной зоны больше, но
численность и биомасса организмов ниже. В олигосапробной зоне сероводорода нет,
диоксида углерода мало, количество кислорода приближается к нормальному насыщению,
растворенных органических веществ практически нет. Для этой зоны характерно высокое
видовое разнообразие организмов, но численность и биомасса их незначительны.
Объектами исследования для нас были микроскопические водоросли – фитопланктон.
Это свободно движущиеся в водоеме или переносимые потоками воды организмы,
осуществляющие фотосинтез. Фитопланктон – один из важнейших элементов водных
экосистем, основной продуцент органического вещества и кислорода в водоемах и
водотоках, ценный корм для беспозвоночных и молоди рыб, принимает активное участие в
процессах самоочищения и формирования качества воды, играет значительную роль в
мониторинге пресноводных экосистем. Виды – биоиндикаторы имеют свою
индивидуальную степень сапробности, варьирующую от 0 до 4. Чем больше организм
приспособлен к загрязнению, тем выше степень сапробности.
На анализ по фитопланктону ведром отбирались поверхностные пробы воды - 0,5м с
поверхности. 0,5л каждой пробы фильтровалось под давлением, создаваемым насосом
Комовского при использовании колбы Бунзена и насадки, куда вставлялся мембранный
фильтр №5. Затем фильтр с осевшими на него водорослями помещался в пенициллиновую
склянку и заливался 10 см3 фильтрата. Пробы консервировались раствором Люголя (2-3
капли на пенициллиновую склянку). Определение видов водорослей проводилось с
помощью микроскопа типа Биомед.
5. Результаты и их обсуждение.
Нами было обработано 3 пробы фитопланктона, отобранных гидробиологами
биологического факультета МГУ в 2003 году. В пробах были oпределены представители
4-х отделов, 19 таксономических единиц фитопланктона, из которых 2 - синезеленые 7 диатомовые 8 –зеленые, 2 – эвгленовые.
Таксономический состав, экологогеографическая характеристика и
встречаемость на станциях представлены в
Приложении 1.
В июне месяце преобладающими были бета-мезосапрбы зеленые водоросли рода
Coelastrum и эвгленовая бета-мезосапрб Trachelomonas planctonica. В июле среди
доминирующих были: диатомовая альфа –мезосапроб Stephanodiscus hantzshii и
эвгленовая бета-мезосапрб Trachelomonas planctonica,
в августе – диатомовая
олигосапроб Aulacosira italica. (Рис.7)
4
Из проделанной работы мы сделали вывод:
Самая чистая вода по видам-биоиндикаторам определялась в августе месяце, а более
грязная – в июле. В дальнейшем данная работа будет продолжена.
6. Список литературы.
1. Белякова Г.А., Тумбинская Л.В. Фитоопланктон реки Москвы на участке от
Коломенского до Бесед. М., 1997.
2. Водные сообщества и биология гидробионтов. Л.: «Наука», 1985.
3. Ганьшина Л.А., Смирнов Н.С. Количественное изучение фитопланктона реки
Москвы//Биологические науки №3, М.: 1982, с. 63–68.
4. Гусева К.А. Методы эколого-флористического исследования водорослей // Жизнь
пресных вод СССР. М., Л., 1956. Т.4. № 1. с. 122–159.
5. Константинов А.С. Общая гидробиология. М: «Высшая школа», 1979.
6. Никитинский Я.Я. Биологическое обследование реки Москвы на протяжении от
д.Рублево до с. Коломец осенью 1907 г. М., 1909.
7. Никитинский Я.Я. Роль биологического обследования в санитарной оценке
водоемов при выборе источника водоснабжения. М. Нептун, 1914.
8. Определитель низших растений. /Под ред. Курсанова. т. 1,2. М.: «Сов. наука», 1977.
9. Охапкин А.Г., Юлова Г.А. Эколого-флористические особенности фитопланктона
эвтрофированных водотоков системы Средней Волги. Сб. Эколого-физиологические
исследования водорослей. Ярославль. 1996. С. 77-79.
10. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем.
СПб.: Гидрометеоиздат, 1992.
11. Строганов С.Н. Планктонные исследования в применении к наблюдениям на реке
Москве. М., 1913.
12. Унифицированные методы исследования качества вод. Атлас сапробных
организмов. М. 1977. 227 с.
5
Приложение 1.
Таксономический состав фитопланктона исследуемого участка реки Москвы
Таксоны
Эколого-географическая характеристика
Сапробность
Место-
Расп-
Гало-
Отно-
обитание
ростра-
бность
шение
нение
к pH
CYANOPYTA
1. Anabaena spiroides Kleb. f spiroides contorta Bachm.
0
П
к
И
Ал
2. Aphanizomenon flos-aquae (L.) Ralfs f. flos-aquae

П
к
Ог
-
BACILLARIOPHYTA
3. Aulacosira italica (Ehr.) Sim. var italica (Рис.6, слева)
4. Cymbella ventricosa Kütz.(Рис.1)
0
x-
П
к
И
Ал
Л
к
Ог
-
x-
Л
к
И
Ин
6. Navicula lanceolata Ag. Ehr. var. lanceolata (Рис.2)

Б
к
И
Ал
7. Nitzschia palea (Kütz.) W. Sm.

Л
к
И
Ал
8. Stephanodiscus hantzschii Grun.(Рис.6, справа)

П
к
И
Ал

П
к
И
-
12. Coelastrum microporum Naeg.

П
к
И
-
13. C. sphaericum Naeg. (Рис.3)
-
П
к
И
Ин
5. Synedra ulna (Nitzsch.) Lange-Bert. var. ulna
9. Stephanodiscus sp. sp.
CHLOROPHYTA
10. Actinastrum hantzschii Lagerh. var. hantzschii
11. Chlamydomonas sp. sp.
6
14. Chlorella sp.
15. Pediastrum boryanum (Turp.) Menegh

П
к
Ог
Ин
16. Scenedesmus bijugatus

П
к
И
-
17. S. quadricauda Breb. var. quadricauda (Рис.4)

Л
к
Ог
Ин

П
к
И
Ац
EUGLENOPHYTA
18. Trachelomonas planctonica Swir.
19. Euglena sp.
Примечание: для эколого-географических характеристик видов и внутривидовых таксонов приняты следующие обозначения:
1 - сапробность: X – ксеносапробный, 0 – олигосапробный, m – мезосапробный,  мезосапробный,  –мезосапробный, p – полисапробный;
2 – местообитание: П – планктонный, О – обитатель обрастаний, Б – бентосный, Л – литоральный, Э – эпибионтный:
3 – распространение: к – космополитный, а – альпийский, с-а – северо-альпийский, б – бореальный, ст – субтропический, = - вид малоизученный в биографическом
отношении;
4 – галобность: Мг – мезогалоб, Ог – олигогалоб, Гб – галофоб, И – индифферент, Гл – галофил;
5 – отношение к pH: Ал – алкафил+алкабионт, Ин – индифферент, Ац – ацидофил+ацидобионт.
7