Введение к работе
В настоящее время в условиях усиления антропогенного воздействия на водные ресурсы особенно актуальным становится определение приоритетных задач в области охраны вод и их рациональное использование. Особую значимость в данном контексте приобретают озера в черте крупных мегаполисов, которые являются объектами многоцелевого использования, в результате чего возникает необходимость сочетания разнонаправленных задач использования водных ресурсов. Однако, рациональное использование и охрана природных водоемов невозможны без знания особенностей их экосистем, зависящих от разных факторов, особенно антропогенного воздействия. При комплексном изучении экосистем озер урбанизированной территории особую значимость приобретают такие составляющие как физико-химические, биотические особенности и особенности формирования донных отложений. Озера, расположенные внутри городской черты городов-миллионников часто используются и как водоемы охладители объектов энергетики. В связи с этим в антропогенном воздействии выделяется как самостоятельный фактор температурное воздействие на водную экосистему.
В г.Казань, являющимся промышленно развитым городом-миллионником располагается система озер Кабан. При этом одно из озер - озеро Средний Кабан является водоемом-охладителем Казанской ТЭЦ-1.
Выявление закономерностей изменения состояния экосистем озер в условиях воздействия хозяйственной деятельности человека при комплексном использовании водоемов позволяет наметить пути их реабилитации.
Целью работы является комплексная оценка состояния экосистемы озер урбанизированной территории в условиях разной степени антропогенного воздействия и выбор методов реабилитации водоемов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Исследовать особенности абиотических (температуры воды, растворенного кислорода, рН, окислительно-восстановительного потенциала (ОВП), суммарной антиоксидантной активности (САОА), ХПК, БПК5) характеристик озер Средний и Верхний Кабан г. Казань, отличающихся разной степенью антропогенной нагрузки;
-
Исследовать особенности биотических (состояние бактерио-, фито-, зоопланктона, зообентоса, ихтиофауны) характеристик озер Средний и Верхний Кабан г. Казань;
-
Дать комплексную оценку состояния водных экосистем изученных озер по физико-химическим и биологическим характеристикам;
-
Выявить закономерности, определяющие состояние экосистемы озера в условиях разной степени антропогенной нагрузки, включая изменения в зависимости от теплового загрязнения водоема.
Научная новизна работы. Установлено, что промышленное загрязнение, в частности тепловое, существенно влияет на величины ОВП воды, ее САОА, состояние гидробионтов и ихтиофауны. Впервые проведена комплексная оценка, включившая показатель САОА воды, в результате которой выявлены изменения в
экосистеме озера Средний Кабан г. Казань под воздействием антропогенных факторов урбанизированной территории.
Разработан индекс качества вод, основанный на физико-химических показателях и с учетом показателя САОА.
Теоретическая и практическая значимость работы. Разработаны рекомендации по улучшению состояния экосистемы озер на урбанизированной территории с учетом целевого использования и особенностей состояния экосистем.
Разработана и зарегистрирована интерактивная компьютерная программа комплексной оценки состояния экосистемы озер Средний (оз. С. Кабан) и Верхний (оз. В. Кабан) Кабан, которая используется в государственных учреждениях Республики Татарстан и позволяет наметить соответствующие реабилитационные мероприятия на исследуемых озерах.
Методология и методы исследований. Работа выполнена с применением традиционных методов сбора, получения и обработки информации. Морфометрические исследования озер проводились методом gps-навигации и эхолокации. Физические показатели измерялись контактным методом; САОА -кулонометрическим. Количественный и качественный состав тяжелых металлов в воде и донных отложениях исследовался рентгенофлуоресцентным методом анализа. Микробиологическое исследование проводилось методом разведения отобранных проб с последующим посевом на питательные среды. Гидробиологический анализ проводился классическими методами количественного и качественного учета гидробионтов. Распределение рыб изучалось методом эхолокации.
Положения, выносимые на защиту
Промышленное загрязнение, включая тепловое, приводит к изменению физико-химических показателей - величины ОВП и САОА воды, а также донных отложений экосистемы озер урбанизированной территории.
Промышленное загрязнение, включая тепловое, приводит к изменению биотических показателей экосистемы озер урбанизированной территории -состояния планктона и бентоса, распределения рыб.
Комплексная оценка состояния экосистемы озера выявила периоды с наиболее низким качеством вод в сезонном аспекте - лето и зима. Наихудшее состояние водной экосистемы характерно для района с комплексным антропогенным воздействием.
Степень достоверности результатов определяется объёмом собранного материала, применением современных аналитических приборов, статистической обработкой полученных результатов.
Апробация. Материалы диссертации докладывались на Всероссийской
молодежной конференции с международным участием «Экологобезопасные и
ресурсосберегающие технологии и материалы» (Улан-Удэ, 2011), XXIII
Всероссийской межвузовской научно-технической конференции
«Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» (Казань, 2011), Third international NACEE (Network of Aquaculture in Central and Eastern Europe)
conference of young researchers (Санкт-Петербург, 2011), II научно-практической конференции молодых ученых «Современные проблемы и перспективы рыбохозяйственного комплекса» (Москва, 2011), VI, VII и VIII международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения» (Казань, 2011- 2013).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 6 статьях в научных журналах, в том числе 3 - в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, а также 11 тезисах докладов на конференциях различного уровня.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и выводов. Материал изложен на 158 страницах, содержит 98 рисунков и 27 таблиц. Список использованной литературы содержит 235 наименований.
