Закономерности и факторы устойчивости пресноводных экосистем к антропогенному загрязнению

Влияние ГВ на токсичность органических поллютантов при закислении также неоднозначно, что, вероятно, связано с различиями в химическом составе реагентов. Так, увеличение цветности опытной среды от 9 до 192 град (класс вод от ультраполигумозного до полигумозного) при снижении рН до 5 не оказывает достоверного воздействия на токсичность для D. pulex гербицидов Бетарен и Глуккор, бензина и формаль

дегида. Токсичность дизельного топлива усиливается в условиях закисления на фоне ультраолиго - мезо - и мезополигумозной среды, а на фоне полигумозной негативное влияние низких значений рН на его токсичность нейтрализуется. Для пропиленгликоля закисление воды сопровождается снижением токсичности при всех исследованных цветностях, однако увеличение содержания ГВ в воде является дополнительным фактором, снижающим токсичность реагента.

При постоянно действующих рН по мере увеличения содержания ГВ токсичность формальдегида повышается относительно малоцветного варианта во всем диапазоне активной реакции, а токсичность гербицида Бетарен усиливается только в кислой среде. Увеличение цветности до 100 град. и более значительно снижает токсичность Глуккора при всех значениях рН, а снижение токсичности дизельного топлива и пропиленгликоля в диапазоне цветности 100-350 град. наиболее значимо на фоне слабокислой и кислой среды. Весь материал свидетельствует о более существенном воздействии на биологическую активность большинства исследованных поллютантов класса гумозности вод, чем степени закисления.

5.5 Влияние на гидробионтов антропогенного поступления биогенов в условиях закисления водной среды

Учитывая приоритетность фосфора в лимитировании продуктивности биоценозов ксеногалобных водоемов, проведены эксперименты по изучению комплексного воздействия на зоопланктонные организмы Рмин.и рН. Корреляционный, регрессионный и графический анализ полученных результатов по градиенту закисления показал, что снижение активной реакции от нейтральной до кислой оказывает закономерное отрицательное влияние на модельные популяции D. pulex. В диапазоне рН 6.5-5.0 дополнительное поступление фосфора практически не уменьшает негативного эффекта и только при снижении рН до 4.5 внесение фосфора в концентрациях 0.05-0.80 мгР/л приводит к увеличению суммарной биомассы в 1.3-1.6 раза, т.е по сравнению с биогенной нагрузкой рН является более мощным экологическим фактором, воздействующим на функциональное состояние популяций зоопланктона.

В то же время, оценка экспериментальных и рассчитанных по уравнениям регрессии данных по градиенту биогенной нагрузки выявила стимулирующий эффект от дополнительного внесения фосфора во всем диапазоне исследованных рН. При этом, биологически значимый эффект биогенного воздействия усиливается по мере снижения постоянно действующего рН, достигая достоверных различий с контролем (без внесения фосфора) в диапазоне рН 5.5-4.5. Пороговые концентрации фосфора (ПК1.2), стимулирующие развитие популяций D. pulex по сравнению с контролем на 20 %, при низких значениях рН (5.5, 5.0 и 4.5), характерных для значительно закисленных б-мезоацидных вод, существенно меньше, чем при рН 6.0-7.0, соответствующих в-мезоацидному и олигоацидному классу вод (рис.9).

Рис. 9. Воздействие дополнительной фосфорной нагрузки на модельные популяции Daphnia pulex при различных значениях рН водной среды (по расчетным данным): стрелками указаны стимулирующие ПК1.2фосфора

5.6 Оценка степени закисления поверхностных вод таежной зоны Европейского Севера России по зоопланктону

Исходя из предложенной С.П. Китаевым (1984) классификации ацидности озер различных природно-климатических зон, северотаежные водоемы разделены нами, с учетом региональной нормы реакции зоопланктонных организмов на закисление, на 4 группы: олигоацидные (рН  6.5), -мезоацидные (рН 6.4-5.5), -мезоацидные (рН 5.4-4.0) и полиацидные (рН < 4.0). Указанные пределы величины рН среды в озерах разных групп соответствуют характеру влияния этого показателя на качественный состав зоопланктонных комплексов и количество встреченных видов. На основании анализа опубликованных данных комплексных исследований, проводимых на водоемах таежной зоны Северо-Запада России, исходя из минимальных значений рН воды, при которых обнаружены те или иные зоопланктонные организмы, выделены наиболее показательные виды-индикаторы закисления и составлена шкала распределения индикаторных видов зоопланктона по степени закисления поверхностных вод, ориентированная на водные экосистем зоны северной тайги (табл. 4).

Отметки на шкале соответствуют значениям, предложенным Raddum, Fjellheim (1984) и используемым В.А. Яковлевым (1998) для распределения бентосных организмов. В разработанной нами шкале биоиндикаторы закисления объединены в группы в соответствии с их толерантностью к определенному уровню рН среды и обозначены категорией закисления вод. Оценка степени закисления озерных вод с использованием биологической шкалы распределения видов зоопланктона позволяет определить принадлежность озер к одной из четырех групп и дать картину реальной экологической ситуации в закисленных водоемах.

Проведенный по опубликованным данным и архивным материалам СевНИИРХ ПетрГУ анализ количественного развития видов зоопланктона - биоиндикаторов по параметру "рН-устойчивости" в пяти условно чистых озерах южной Карелии (Сангое, Вагатозеро, Лаймолаярви, Паяозеро, Пялизъярви), отличающихся величиной рН, озерно-речной системе Кенти-Кенто, испытывающей мощную антропогенную нагрузку от Костомукшского ГОКА и трех зонах Северного Выгозера, в разной степени подверженных воздействию Сегежского ЦБК, показал, что составленная нами биологическая шкала степени закисления вод позволяет достоверно оценить реакцию биоценоза природных озер на процесс ацидификации в условиях различной степени токсификации и эвтрофикации. Полученные результаты дают основание рекомендовать региональную шкалу ацидорезистентности зоопланктоценозов для прогнозирования и раннего предупреждения отрицательных последствий закисления поверхностных вод таежной зоны Европейского Севера России.

Таблица 4 Биологическая шкала распределения видов зоопланктона по степени закисления поверхностных вод таежной зоны Европейского Севера России

 Скачать реферат