Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса о влиянии осушительных мелиорации на процессы эвтрофирования малых рек 9
1.1. Анализ современного состояния проблемы 9
1.2. Основные показатели и закономерности процесса эвтрофирования водных объектов 20
1.3. Особенности эвтрофирования вод при осушительных мелиорациях... 41
1.4. Анализ путей воздействия на ход эвтрофирования водных экосистем 54
. Глава 2. Характеристика объекта исследований 63
2.1. Обоснование типичности объекта исследований 63
2.2. Общая характеристика природных условий и хозяйственного использования поймы реки Яхромы 65
2.3. Природные условия и основные технические характеристики мелиоративной системы объекта исследований 71
2.4. Гидрохимическая характеристика природных вод поймы р. Яхромы.. 76
Глава 3. Теоретические и методические основы оценки и состав исследований процесса эвтрофирования 83
3.1. Теоретические основы примененйй-интегральных оценок при изучении процесса эвтрофирования водных объектов 83
3.2. Методические приемы и критерии оценки процесса эвтрофирования 88
3.3. Методика и состав исследований на опытно-производственном участке 94
Глава 4. Основные результаты экспериментальных исследований процесса эвтрофирования в пойме р. Яхромы 106
4.1. Результаты гидрохимических исследований 106
4.2. Применение интегральных оценок состояния водных экосистем 127
4.3. Фитопланктон как индикаторный показатель эвтрофирования вод... 141
Глава 5. Основные закономерности и специфика процесса эвтрофирования водоприемников осушительных систем 150
Выводы 163
Список использованной литературы 166
Приложения 184
- Анализ современного состояния проблемы
- Природные условия и основные технические характеристики мелиоративной системы объекта исследований
- Методика и состав исследований на опытно-производственном участке
Введение к работе
Актуальность выбранной темы. Мелиорация земель в гумидной зоне РФ наряду с улучшением водно-воздушного режима и плодородия почв коренным образом изменяет водный баланс осушаемых территорий, направленность почвообразовательных процессов и в целом способствует перестройке всей системы процессов превращения вещества и энергии как осушаемых агроландшафтов, так и водных экосистем. Важнейшим следствием осушительных мелиорации является поступление дренажных вод, содержащих повышенное количество минеральных и органических соединений, в природные водные объекты, что приводит к их загрязнению и эвтрофированию.
Изучением влияния осушительных мелиорации на водный сток, вынос химических веществ с осушаемых агроландшафтов и изменение качественного состава природных вод с позиций загрязнения занимались многие исследователи в нашей стране и за рубежом (Ю.И. Иванов, В.Е. Алексеевский, А.В. Петербургский, Б.С. Маслов, И.В. Минаев, B.C. Брезгунов, В.Ф. Карловский, С.Г. Скоропанов, И.И. Лиштван, Н.В. Окулик, Е.П. Панов, Ю.А. Томин, Г.И. Королева, А.Е. Михалева, В.А. Трифонов, П.И. Пыленок, B.C. Аношко, В.А. Шкаликов, В.А. Цыбко, В.А. Окулик, П.К. Кузьмич, Г.П. Рябцева, А.И. Голованов, В.Н. Маркин, В.И. Коннов, Н.А. Усович, Р.В. Жолудева, Л.В. Ломако, A.N. Sharpley, L. Gachon и другие). Вопросы же изучения процессов эвтрофирования вод в пределах осушительных систем и природных водных объектов, являющихся водоприемниками коллекторно-дренажных вод, не получили должной разработки в мелиоративной науке, затрагивая лишь некоторые аспекты данного процесса. Поэтому в условиях интенсификации антропогенного эвтрофирования водоемов и водотоков изучение особенностей влияния осушительных мелиорации на их гидрохимический и гидробиологический режимы с позиций состояния и функционирования экосистем представляет научный интерес и имеет практическое значение.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является установление особенностей и закономерностей процессов эвтрофирования малых рек (на примере р. Яхромы) под влиянием стоков с осушительных систем.
Для реализации указанной цели были поставлены следующие задачи:
провести изучение и анализ причин, масштабов и последствий эвтрофирования водных объектов;
проанализировать существующие критерии оценки и методические подходы при исследовании процессов антропогенного эвтрофирования природных вод;
изучить наиболее приоритетные параметры гидрохимического режима вод осушительной сети и водоприемника, установить особенности динамики органических и биогенных веществ с позиций анализа процесса эвтрофирования;
У выявить экологическое состояние исследуемых вопных.эко^шггем при ком
плексном воздействии загрязняющих и эвтрофирукшЙВЬСйаддсвТёй^дОй
применения биологических методов оценки; J вИблноТЕКА "I
определить видовой состав и структуру фитопланктонных сообществ, их количественное развитие и пространственное распределение в водах осушительной сети и водоприемника;
установить закономерности процесса эвтрофирования малых рек на примере р. Яхромы и их специфику в условиях осушительных мелиорации.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Впервые для условий гумидной зоны Европейской части РФ были выполнены исследования процесса эвтрофирования водных объектов (на примере р. Яхромы), подвергающихся воздействию стоков с осушительных систем, с использованием биологических методов оценки.
-
Выявлены приоритетные показатели гидрохимического состава сбросных вод осушительной системы, влияющие на изменение трофических условий в водоприемнике.
-
Впервые для системы «осушительная сеть - водный объект» апробирован метод биотестирования на микроводорослях Scenedesmus quadrikauda для оценки степени воздействия комплекса загрязняющих и эвтрофирующих веществ на экологическое состояние исследуемых водных экосистем.
-
Определены видовой состав, показатели количественного развития и структура фитопланктонных сообществ р. Яхромы и каналов осушительной сети, позволяющие охарактеризовать их трофический статус.
-
Впервые установлена пространственная перестройка видового состава и структуры фитопланктонного сообщества по продольному профилю р. Яхромы под воздействием осушительных мелиорации, свидетельствующая об интенсификации процессов эвтрофирования.
-
Выявлены особенности и закономерности процессов эвтрофирования водных объектов под влиянием стоков с осушительных систем, проявляющиеся в ухудшении кислородного режима, увеличении содержания органического вещества и аммонийного азота, а также в изменении структуры фитопланктонного сообщества.
Личный вклад автора заключается в анализе и оценке существующих классификационных показателей, критериев оценки состояния водных экосистем, обосновании теоретических основ применения биологических методов исследований при изучении процесса эвтрофирования водных объектов под влиянием осушительных мелиорации, а также проведении экспериментальных исследований в полевых и лабораторных условиях, выявлении закономерностей и специфики процессов эвтрофирования осушительных каналов мелиоративной системы и водоприемника.
Практическая значимость результатов работы. Результаты исследования гидрохимического режима, видового состава и количественного развития фитопланктонных сообществ каналов мелиоративной системы и-водоприемника р. Яхромы могут быть, использованы при организации природно-мониторинговых наблюдений для оценки характера и уровня изменений трофических условий в водных экосистемах под влиянием осушительных мелиорации, а также в развитии сообществ водных организмов в процессе антропогенного эвтрофирования. Поскольку объект исследования является типичным
для Нечерноземной зоны РФ, установленные закономерности могут быть применимы для аналогичных условий.
Полученные результаты также могут быть использованы для совершенствования и создания методов оценки качества вод и более эффективных систем контроля для своевременного оперативного предупреждения нежелательных экологических нарушений водных экосистем, а также при разработке мероприятий по реконструкции осушительных систем, предотвращению или ог-
раничению негативного воздействия сбросных вод на эвтрофирование малых
рек.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Особенности и закономерности процесса эвтрофирования водных объектов под влиянием стоков с осушительных систем.
-
Особенности гидрохимического состава сбросных вод осушительной системы, влияющие на изменение трофического статуса водоприемника.
-
Апробация биологических методов оценки состояния водных экосистем, подвергающихся мелиоративному воздействию, при изучении процесса их эвтрофирования.
-
Оценка комплексного воздействия загрязняющих и эвтрофирующих веществ на экологическое состояние водных экосистем методом биотестирования на микроводорослях Scenedesmus quadrikauda.
-
Видовой состав и показатели количественного развития фитопланк-тонного сообщества р. Яхромы и осушительных каналов мелиоративной системы, их различия и особенности состава доминирующего комплекса.
6. Перестройка структуры фитопланктонного сообщества реки-
водоприемника как результат и индикаторный показатель процесса эвтрофиро
вания под воздействием осушительных мелиорации.
Апробация работы. Материалы исследований обсуждались на секциях Ученого Совета ВНИИГиМ и во ВНИИПРХ в 1990-1992 годах, результаты работы были доложены на научной конференции, посвященной 75-летию ВНИИ-
* ГиМ (г. Москва, 24-25 ноября 1999 г.), на международной научной конферен
ции «Экологические проблемы мелиорации» (г. Москва, 27-28 марта 2002 г.),
на Международной научно-практической конференции «Социально-
экономические и экологические проблемы мелиорации и водного хозяйства» (г.
Горки, БГСХА, 29-31 мая 2003 г.). В полном объеме работа рассматривалась и
обсуждалась на секции комплексных мелиорации Ученого совета ВНИИГиМ
23 апреля 2003 г. и на заседании кафедры системной экологии экологического
факультета РУДН 25 июня 2003 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и семи приложений, изложена на 162 страницах основного текста, включая 13 рисунков и 34 таблицы. Список использованной литературы содержит 188 наименований, в том числе 6 работ зарубежных авторов.
Автор выражает искреннюю признательность первому научному руководителю диссертационной работы к. с.-х. н. Е.П. Панову.
Анализ современного состояния проблемы
Для всех водных объектов суши характерен жизненный цикл, при котором их экосистема претерпевает постепенные изменения биологической продуктивности (трофности) с общим направлением в сторону увеличения накопленного органического вещества, представляющий собой «старение» водоема. При этом можно выделить несколько наиболее характерных этапов или стадий, которые существенно отличаются по величинам концентрации биогенных элементов в воде, продукции и деструкции органического вещества, содержанию кислорода в придонных слоях воды, видовому составу водных организмов и другим показателям. Трофический тип водоема можно рассматривать как этап или стадию эволюции (Россолимо, 1977), а каждое устойчивое изменение, ведущее к повышению автотрофной продукции, считать эвтрофированием. Трофическая классификация водных объектов выделяет следующие типологические категории, соответствующие генетически связанным между собой этапам развития водных экосистем (по мере повышения продуктивности): олиготрофные, мезотрофные и эвтрофные водоемы. Выделение этих категорий было сначала сделано для болот, затем для озер, а позднее распространено и на другие водоемы. Процесс повышения уровня трофности (или трофии) водных объектов, называемый эвтрофированием, существенно меняется под воздействием увеличения поступления биогенных веществ с водосборных бассейнов в результате развития хозяйственной деятельности человека.
В природных условиях переход водных объектов от олиготрофного состояния через мезотрофное к эвтрофному занимает время порядка тысячи лет и более, в настоящее время за счет интенсивной хозяйственной деятельности скорость этого процесса возросла на 2-3 порядка (Гарункштис, 1975; Якушко и др., 1975; Коплан-Дикс, Румянцева, 1980). Появились водные объекты, по своему уровню трофии уже не имеющие аналогов в естественных условиях, которые выделили в отдельную группу гипертрофных водоемов.- Существенное своеобразие хода процесса эвтрофи-рования при увеличении его скоростей и масштабов под быстро растущим антропогенным воздействием побудило выделить антропогенное эвтрофирование в самостоятельную категорию [176, 56, 96, 130].
В последние десятилетия проблема антропогенного эвтрофирования приобрела глобальный характер, с 80-х годов XX века становится очевидным быстрое распространение процесса среди подавляющего большинства водных объектов. Интенсивно нарастающие темпы этого процесса охватили не только большинство континентальных озер и водохранилищ, но и каналы (Оксиюк, Стольберг, 1986), малые и большие реки (Вельнер, Лойгу, 1977, 1982; Шкундина, 1995; Лабунская, 1995; Нау-менко, 1996; Витвицкая, 1997; Зинченко, 2001), а также некоторые моря, имеющие незначительный обмен с океаном, например, Балтийское и Черное. Многие водоемы перешли из одного трофического уровня в другой всего за 20-25 лет [18, 134, 5, 56, .109,175,42].
Прежде всего, необходимо остановиться на формулировке сути этого процесса. Так, Г.С. Шилькрот (1975) определяет антропогенное эвтрофирование как увеличение первичной продукции водоема и связанное с этим изменение ряда его режимных характеристик в результате возрастающей добавки в водоем минеральных питательных веществ. В определении Л.Л. Россолимо (1975, 1977) основным показателем является повышение уровня новообразования в водоеме органического вещества в процессе повышения уровня продукционно-биологических процессов. W. Rodhe (1969) термин «трофность» связывает с поступлением органического вещества как продуцируемого самой экосистемой, так и поступающей извне [48]. В формулировке, принятой на Международном симпозиуме по вопросам эвтрофирования поверхностных вод (1976 г.), на первое место поставлена причина развития этого процесса: увеличение поступления в воду питательных веществ вследствие деятельности человека в бассейнах водных объектов и вызванное этим повышение продуктивности водорослей и высших водных растений. И.С. Коплан-Дикс и его коллеги видят главную причину эвтрофирования в изменении структуры круговорота био генных веществ, в первую очередь фосфора, в повышении биогенной нагрузки на водные объекты [176, 56, 57].
К числу особенностей антропогенного эвтрофирования вод суши следует отнести ряд негативных явлений. Многие авторы отмечают радикальные перестройки экосистем водных объектов и ухудшение многих показателей качества воды, в предельных случаях вода становится непригодной для питьевого водоснабжения и других целей. Развитие процесса антропогенного эвтрофирования водных объектов приводит к следующим неблагоприятным последствиям для интересов водопользования и водопотребления [18, 5,176, 56,109,35,182]:
резкому возрастанию биомассы фитопланктона и первичной продукции вплоть до «цветения» синезелеными и другими водорослями;
увеличению содержания в воде органического вещества (растворенного и взвешенного), чрезмерному зарастанию водоемов, усилению процессов осадконакоп-ления и заиления;
нарушению кислородного режима, развитию анаэробных процессов в придонных слоях воды вследствие смены окислительных условий восстановительными;
У нарушению условий обитания и структурным изменениям биоценозов вплоть до исчезновения многих видов и целых сообществ гидробионтов;
ухудшению ряда показателей качества воды, в частности, появлению неприятных запаха и вкуса, снижению прозрачности, а на определенных стадиях развития процесса - возникновению опасности токсических эффектов.
Таким образом, эвтрофирование глубоко изменяет структуру и функционирование экосистемы водного объекта. Антропогенное эвтрофирование чаще всего проявляется в массовом развитии планктонных водорослей, которые выполняют двоякую роль в процессе формирования качества воды, на что указывают многие ученые (Телитченко, Иванов, 1977; Андронников и др., 1984; Оксиюк, Стольберг, 1986; Ми-хеева, 1992; и др.). С одной стороны, фитопланктонные организмы являются активными агентами биологического самоочищения вод, поскольку выделяют кислород и поглощают биогенные и другие элементы, поступающие в водные объекты непосредственно или регенерирующие при разложении органических веществ. С другой стороны, в результате процесса фотосинтеза, водоросли создают первичнопродуци-рованное (новообразованное) органическое вещество, которое в виде их биомассы, прижизненных выделений и при разложении поступает в воду и представляет собой загрязняющую примесь внутриводоемного происхождения. Интенсивное развитие фитопланктона настолько изменяет свойства водной среды, что приводит к качественным изменениям всего биоценоза. Продуцирование водорослей в течение всего вегетационного периода и поглощение ими биогенных элементов сопровождается, наряду с обеспечением функционирования других трофических уровней, их отмиранием, разложением и отдачей в воду органических веществ [94, 89, 43, 137].
Из теоретических и многих экспериментальных исследований известно, что в водных объектах при избыточном новообразовании и поступлении органического вещества с водосбора на его минерализацию потребляется значительная часть растворенного в воде кислорода, особенно в придонных слоях воды и в период ледостава. Это может приводить к «заморным» явлениям и гибели донных животных, составляющих основу кормовой базы рыб. Следствием уменьшения количества кислорода и связанный с этим переход к анаэробному режиму является смена окислительных условий восстановительными, при которых накопленные в донных отложениях органические и минеральные вещества поступают обратно в воду, представляя собой источник «вторичного» эвтрофирования или загрязнения [151,46, 50,109].
В водоемах, подверженных антропогенному эвтрофированию, интенсивно продуцируют прибрежные фитоценозы, что приводит к зарастанию мелководий макрофитами, а также зелеными нитчатыми водорослями [112, ИЗ, 73]. Это способствует уменьшению проточности водных объектов, существенному снижению скорости течения в руслах небольших равнинных рек, которые приобретают черты водоемов замедленного водообмена, что, в свою очередь, приводит к интенсификации процессов их эвтрофирования.
Природные условия и основные технические характеристики мелиоративной системы объекта исследований
Опытно-производственный участок, на котором проводились основные исследования, расположен в центральной части поймы реки Яхромы в совхозе "Куликовский" Дмитровского района Московской области (рис.2.3). Площадь участка составляет 85 га, в северной и западной части он примыкает к двум автодорогам, проходящим по насыпи, юго-восточная часть участка ограничена магистральным осушительным каналом М-Я-22. Абсолютные отметки поверхности земли изменяются в среднем от 120,3 до 120,8 м. С южной стороны участок огражден дамбой обвалования от р. Яхромы.
В пределах участка кровля клязьминско-ассельского водоносного горизонта залегает на глубине 57-58 м, напор его в абсолютных отметках достигает 125,3 м, водопроводимость, определенная по откачке из скважины, составляет 2580 м2/сут. Коэффициент уровнепроводности грунтовых вод четвертичных отложений, определенный по результатам режимных наблюдений на этом участке, равен 1,5-103 м3/сут, что соответствует коэффициенту фильтрации Кф = 6 м/сут при водоотдаче, равной 0,2 и средней мощности четвертичных отложений 50 м (Результаты расчетов сотрудников кафедры гидрогеологии МГУ М.С. Орлова и др.) [156].
Рельеф участка спланированный, ровный, с небольшим уклоном в сторону осушительных каналов. Встречаются небольшие западины, в которых накапливается поверхностная вода в периоды снеготаяния и обильного выпадения осадков.
В геологическом строении участок сложен современными аллювиальными, болотными и озерными (al, h, 1 Qrv) отложениями. Сверху залегают аллювиальные и болотные отложения общей мощностью 1,5-2,0 м. Ниже расположены отложения озерного сапропеля или более древние аллювиальные отложения. В северной части участка залегает маломощный торфяник (до 1 м), который в восточном направлении перекрывается аллювиальным суглинком. В центральной части участка торфяники среднемощные (1-2 м) и мощные ( 2 м), в южной части торф маломощный и также перекрыт сверху аллювиальными суглинистыми наносами. регнойно-торфяные почвы участка высокозольные (до 52-60%), торф древесный, хорошо разложившийся (48-65%), большей частью со слабокислой или нейтральной реакцией. Содержание общего азота колеблется в пределах 0,7-2,8, фосфора — 0,3-0,4, калия — 0,1-0,6% на сухую навеску. По агрохимическим показателям почвы участка относятся к плодородным, с высокой обеспеченностью легкогидролизуемым азотом, почти в 5-15 раз превышающей потребность сельскохозяйственных культур, с хорошей обеспеченностью фосфором и калием в пахотном горизонте. В приложении 4 даны сведения по сельскохозяйственному использованию опытного участка в годы исследований и дозы вносимых удобрений по препаратам.
Участок находится в пределах осушительно-увлажнительной системы поль-дерного типа. Осушительная сеть представлена закрытым гончарным дренажем с глубиной заложения дрен 1,4-1,5 м и расстоянием между ними 30 м, закрытыми коллекторами 1-го порядка и открытыми осушительными каналами, выполняющими роль проводящей и осушительной сети. На коллекторы 1-го порядка, непосредственно впадающие в открытые осушительные каналы (М-Я-22-2, М-Я-22-4, М-Я-22-6), поставлены промывной и смотровой колодцы с задвижкой на коллекторе в последнем. Оросительная система включает сеть закрытых напорных трубопроводов с расстоянием между ними 350 м, оборудованных гидрантами через 90 м. Полив осуществляется с помощью дождевальных машин ДДН-70, вода подается оросительной насосной станцией из р. Яхромы. Для удобства орошения дождевальной установкой в движении были нарезаны временные оросители и оборудованы смотровые колодцы с гидрантом от напорного оросительного трубопровода в начале оросителя и смотровым колодцем с задвижкой в конце оросителя.
Удаление избыточной воды с системы осуществляется с помощью осушительной насосной станции № 3, расположенной в юго-восточной части опытного участка, на правом берегу магистрального канала М-Я-22 (который в устьевой части перекрыт дамбой обвалования). Площадь польдерного участка, который обслуживает насосная станция, равна 400 га. Подвод воды к осушительной насосной станции осуществляется с помощью короткого подводящего канала (аванкамеры). Насосная станция оборудована двумя центробежными насосами марки 8К-18 (производитель ность Q = 60-80 л/с каждый, напор Н = 17,5 м) и одним центробежным насосом марки 12Д-19-М6 (Q = 190-200 л/с, Н =15,5 м).
Данная осушительно-увлажнительная система при обеспеченности осадков за период май-сентябрь от 10 до 75% создает благоприятный водный режим для выращивания овощных культур. В очень влажные годы необходимая норма осушения за вегетационный период не обеспечивается, происходит максимальный вынос неиспользуемых урожаем биогенных веществ и удобрений дренажными водами (Са2+-500, Mg2+- 150, N - 36, Р205 - 1,6, К20 - 50 кг/га) [156].
Неравномерность выпадения осадков и не всегда оптимальный режим осушения и орошения на опытном участке в годы проведения исследований приводили к колебаниям уровня грунтовых вод от 45 до 160 см и ниже в 1989 г., а также от 50 до 140 см в 1990 г. (рис 2.4). Резкие колебания УГВ влияли на интенсивность процессов минерализации торфа и способствовали увеличению миграции вниз по профилю почвы минеральных и органических соединений, выносу их в дренажные и природные воды, которые отразились на повышении концентраций органических и биогенных веществ в большей степени, чем увлажненность года.
Методика и состав исследований на опытно-производственном участке
Для исследования влияния осушительных мелиорации на процессы эвтрофи-рования водоприемника были проведены комплексные наблюдения за наиболее информативными показателями процесса на опытно-производственном участке и в р. Яхроме. С целью изучения пространственной динамики этого процесса в воде водоприемника места отбора проб были выбраны с учетом возможного сравнения параметров гидрохимического и гидробиологического режимов, включая точки в верхнем течении р. Яхромы (в районе г. Дмитрова и в начале поймы), а также ниже сбросов вод с осушительной системы опытного участка (в районе моста Бунятино-Куликово). На ОПУ места отбора проб включали осушительный канал М-Я-22-2, аванкамеру магистрального канала М-Я-22 и водовыпуск (сброс воды с осушительной системы в водоприемник) через осушительную насосную станцию.
Для оценки степени эвтрофирования водных объектов отдельные показатели имеют различную информативность. Поэтому программа исследований включала наблюдения за теми факторами среды, влияние которых проявляется на развитии процесса особенно остро, и за теми параметрами гидрохимического и гидробиологического режимов, которые подвержены наибольшим изменениям в результате повышения трофности и которые могут обеспечить комплексную и интегральную оценку экологического состояния экосистем в створах наблюдений.
В состав полевых исследований входили:
определение ряда компонентов химического состава воды по элементам осушительной системы и на различных участках водоприемника;
наблюдения за уровнем воды водоприемника;
наблюдения за режимом сброса вод с осушительной системы в р. Яхрому.
В полевых условиях по постоянным створам наблюдений непосредственно в воде в каналах осушительной сети и в водоприемнике определялись следующие показатели: температура воды (tC), рН, содержание растворенного в воде кислорода (Ог), мутность воды с использованием термооксиметра "U-7".
Для дальнейших лабораторных исследований отбирались пробы воды и донных отложений в соответствии с требованиями Руководств и Рекомендаций [133, 79, 132] и ГОСТ 17.1.5.05-85 [34]. Репрезентативные пробы отбирались как по количеству и объему, так и по выбранным точкам и времени, а также по технике отбора, предварительной обработке, условиям хранения и транспортировки в створах наблюдений в характерные гидрологические периоды 1989-1992 гг. с учетом условий и сроков поступления веществ, стимулирующих процессы эвтрофирования.
Сток воды магистрального канала М-Я-22 (водовыпуск) через осушительную насосную станцию определялся расчетом по времени ее работы с точностью до 5 минут по рабочим журналам. Для проведения наблюдений за уровнем воды в р. Яхроме был использован водомерный пост (в районе моста Бунятино-Куликово).
Лабораторные химические и гидробиологические анализы вод выполнялись в стационарных лабораторных условиях ВНПО по рыбоводству. Анализ химического состава включал определение следующих показателей: бихроматной (ХПК) и перманганатной (ПО) окисляемости, нитритного (ЫОг"), нитратного (N03") и аммонийного (NHi ) азота, общего фосфора (Р0бщ) жесткости воды, ионов Са2+, Mg2+, которые проводились методами, рекомендованными в [133, 159], а также ряда показателей состава донных отложений с целью изучения в них специфики аккумулирования и концентрирования биогенных веществ.
Гидробиологические анализы включали определение видового состава фитопланктона, количественных показателей различных систематических групп, исходя из которых были вычислены следующие показатели, характеризующие структуру фитопланктонного сообщества: общая численность и биомасса, процентное соотношение в них систематических отделов водорослей. Методы анализа и формы представления результатов выбирались в соответствии с нормативными докумен-тами и общепринятыми в гидробиологии методиками [60,163,132,131,: 160]. Кроме того, в лабораторных условиях автором были проведены 2 серии эксперимента по биотестированию на микроводорослях в соответствии с [125, 123] и совместно с сотрудниками ВНПО по рыбоводству определены физиолого-биохимические показатели организма рыб (проведен гематологический анализ) на основе [181] для определения токсикологического состояния исследуемых вод и оценки степени негативного воздействия комплекса загрязняющих и эвтрофирую-щих веществ на водные экосистемы в контролируемых створах.
Все методики метрологически аттестованы Госстандартом, методы определения параметров и их характеристики представлены в таблице 3.1.
Обработка результатов гидрохимических анализов, а также данных эксперимента по биотестированию исследуемых вод проводилась с использованием общепринятых методов анализа выборочных данных, корреляционного и дисперсионного анализа, критериев проверки статистических гипотез в среде пакета прикладных статистических программ. Существенность или значимость различий между выборочными средними значениями показателей оценивалась при использовании критерия существенности разности (t-критерия) и по наименьшей существенной разности (НСР) по уровню значимости нулевой гипотезы, пороговые значения принимались равные 0,05 и 0,01.
Для анализа и оценки результатов исследований с позиций процесса антропогенного эвтрофирования в качестве нормативных концентраций и допустимого содержания на определяемые элементы были использованы следующие:
1. ПДК для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение (ПДКрыб.) из общепринятых нормативов [117, 107], как наиболее близкие к экологическому подходу по сравнению с другими видами водопользования. 2. Нормативы качества вод с экологических позиций [38] для проточных и непроточных водоемов, характеризующие класс II «вода чистая», который соответствует мезотрофному уровню.
3. Показатели комплексных экологических классификаций качества поверхностных вод суши [40, 179], характеризующие разряд 26 «вода вполне чистая» 2-го класса качества воды, соответствующие сс-олигосапробной зоне.
4. Трофо-сапробные характеристики [32], соответствующие олигосапробному классу, который по уровню природной трофии соответствует мезотрофному.
В таблице 3.2 сведены допустимые значения приоритетных показателей гидрохимического режима для изучаемого процесса антропогенного эвтрофирования из вышеперечисленных нормативов и классификаций.
