Оценка экологического состояния реки Содема

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 Содема. Река Содема протекает по центральной части города Вологда, что обуславливает высокую антропогенную нагрузку. В нижнем течении в реку поступает большое количество поверхностных сточных вод, канализационных стоков, твердых бытовых отходов. Содема впадает в реку Вологда, тем самым оказывая непосредственное влияние на ее состояние. Экологическое состояние реки Содема является актуальной проблемой для города Вологда.

Цель работы: оценить экологическое состояние реки Содема 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 Содема (рисунок), для исследования были выбраны участки реки с разной степенью и видами оказываемой антропогенной нагрузки: спальный район города, промышленная зона, центральная часть города.

Рисунок. Пункты отбора проб: 1. ул.Костромская, спальный район; 2. ул.Ярославская, до промышленной зоны; 3. ул.Петина, после промышленной зоны; 4. ул.Мира, центр города; 5. устье реки, центральная набережная

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 (до 8,5 ПДК после промышленной зоны), аммоний-ион (до 6 ПДК в пробах, взятых в промышленной зоне и ниже по течению), нитриты (до 5 ПДК в устье реки). Также было выявлено большое количество фосфатов в пробе, взятой после промышленной зоны (4 ПДК), и в пробе, взятой в центре города – 10 ПДК. 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 (0,78) характеризуется проба, отобранная в центре города, а наименьшим (0,28) – проба, отобранная в спальном районе города. В верхнем течении реки степень токсичности находится в пределах допустимой и умеренной, в нижнем течении – высокой (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 1,4–3,5 раз (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 Содема от истока к устью, установленная как физико-химическими методами, так и методами биодиагностики.