Реферат : Трансформация донных сообществ в условиях нефтяного загрязнения 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Реферат >> Экология


Трансформация донных сообществ в условиях нефтяного загрязнения




Трансформация донных сообществ в условиях нефтяного загрязнения

Рузанова А.И., Воробьев Д.С

Нефтепродукты одни из самых распространенных химических соединений загрязняющих как пресноводные так морские водоемы. Широко используемые в настоящее время для оценки нефтяного загрязнения водных экосистем химические методы малоинформативны, так как они характеризуют экологическую ситуацию только для периода взятия проб и по ограниченному перечню гидрохимических показателей. Причем все разнообразие разнохарактерных компонентов нефти сводится к общему содержанию нефтепродуктов. В таких ситуациях актуально использовать методы биоиндикации, которые позволяют установить не только сам факт загрязнения, но и оценить последствия, а также определить степень вредности для биоты совокупного действия всех присутствующих в воде загрязнителей.

В условиях речного потока по ряду объективных причин (аккумуляция поллютантов в придонных слоях воды и отложениях, ограниченная лабильность организмов зообентоса, значительная длительность жизненных циклов), только донные сообщества дают интегральную оценку состояния водной среды, вызванную кумулятивным действием присутствующих в воде загрязняющих веществ. Преимущество донных сообществ заключается еще и в том, что по их состоянию можно определить не только степень загрязнения донных ценозов, но и его характер. Применительно для водотоков бассейна Васюгана, нами было условно выделено 2 типа загрязнения: нетоксическая органика нефти и биогены, вызывающее увеличение количественных показателей бентоса, и токсическое (токсичные компоненты нефти), угнетающе действующие на сообщества донных организмов, тем самым, снижая продуктивность донных ценозов и разнообразие населения (Рузанова, 1995).

Цель работы - выявить особенности развития бентосных сообществ в водотоках загрязненных нефтепродуктами и на основе биоиндикационной значимости этих сообществ оценить уровень техногенной нагрузки на водные экосистемы.

Материалы представленные в данной работе являются результатом мониторинговых гидробиологических исследований притоков р. Васюган (рр. Махня, Катыльга, Еллен-Кулуньях и др.), протекающих по территории основных нефтяных месторождений НГДУ "Васюганнефть" (Первомайское, Оленье, Ломовое, Катыльгинскре, Западно-Катыльгинское) в летние месяцы с 1993 по 1998 гг. (рис).

Рис. Карта-схема речной системы в районе нефтяных месторождений НГДУ "Васюганнефть" с пунктами отбора проб.

Сбор и обработка материала проводилась сотрудниками лаборатории гидробиологии и рыбоводства НИИББ при ТГУ согласно стандартных гидробиологических методик (Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов, 1975). Для оценки состояния донных сообществ использовались биоиндикационные показатели: состав и структура донного населения, количественные показатели бентоса (численность и биомасса), индекс удельного разнообразия Шеннона, индекс сапробности в модификации Тодераша и олигохетный индекс Гуднайта-Уитлея (Временные методические указания по гидробиологическому анализу малых рек, 1994; Рузанова, 1995).

Донное население исследованных водотоков насчитывало 16 таксономических групп зообентоса: олигохеты, пиявки, моллюски, жуки, клещи, бокоплавы, нематоды, и личинки насекомых: хирономид, хелеид, симулид, табанид, речейников, поденок, вислокрылок, стрекоз и бабочек. Наибольшим видовым разнообразием выделялась группа хирономид, где было встречено 58 видов и форм. Структурообразующий комплекс донных сообществ в этих реках представлен в основном личинками хирономид, олигохетами, моллюсками и реже хелеидами.

Рассмотрим состояние донных сообществ на этих водотоках, наиболее полно обследованных в 1993 г. На участках рек с удовлетворительной экологической обстановкой (удаленных от очагов загрязнения) развиваются донные сообщества близкие к норме для данного типа водотоков. В качестве фонового участка, были взяты ценозы р. Ледяной (приток р. Махни; станция № 19). Для данного водотока характерны сообщества с высоким групповым и видовым разнообразием донных животных, сложной структурой и высокой численностью, но относительно низкой биомассой (табл. 1). Основу по численности сообщества здесь составляют типичные речные формы хирономид с низким индивидуальным весом. Биомасса бентоса определяется развитием моллюсков, хирономид и пиявок. Заметную роль в донных ценозах р. Ледяной играют хелеиды, клещи, вислокрылки, а остальные группы бентоса (олигохеты, табаниды, жуки, нематоды) существенной роли в сообществе не играют.

Таблица 1

Показатели состояния донных сообществ рек в районе нефтяных месторождений НГДУ "Васюганнефть", 1993 г.

Участок

N

B

S

H

Js

Hg

р. Еллен-Кулуньях

Выше Первомайского н. м. (1)

2320

6,680

5/4

1,9

2,0

5,2

Центр Первомайского н. м. (2)

120

0,440

1/0

--

--

100

Ниже Первомайского н. м. (3)

8880

4,320

3/6

1,56

2,3

3,2

Выше Катыльгинского н. м. (4)

3320

3,132

5/12

3,47

1,9

1,2

На территории Катыльгинского н. м. (5)

3320

2,13

6/4

3,47

2,0

0

Ниже Катыльгинского н. м. (6)

1640

5,400

5/3

1,90

3,1

58,5

Устье р. Еллен-Кулуньях (7)

1520

11,752

9/8

3,27

1,9

18,4

Р. Большая Налимка (приток) (18)

780

1,130

4/7

2,12

3,2

60,0

р. Катыльга

На территории Первомайского н. м. (8)

3720

14,440

9/17

3,35

3,2

1,6

Центр Западно-Катыльгинского н. м. (9)

16200

52,970

10/19

2,83

2,3

13,8

Ниже Западно-Катыльгинского н. м. (10)

2400

23,800

7/8

3,14

2,4

1,7

Ниже впадения р. Еллен-Кулуньях (11)

640

5,720

6/2

2,65

0

12,5

Устье р. Катыльга (12)

1827

2,180

3/14

0,91

2,9

13,1

р. Махня

На территории Оленьего н. м. (13)

1200

0,94

6/4

1,64

3,1

10,0

Ниже Оленьего н. м. (14)

160

2,340

3/1

1,5

3,5

0

Выше Ломового н. м. (15)

2293

4,668

8/12

3,26

3,2

11,0

Ниже Ломового н. м. (16)

2700

5,170

5/11

3,37

2,4

10,4

Устье р. Махня (17)

1340

1,890

4/11

3,30

2,4

11,9

Р. Ледяная (приток) (19)

4320

2,910

10/9

2,43

1,9

0,5

Примечание. N - численность; B - биомасса; H - индекс удельного разнообразия Шеннона; S - количество таксонов (слева - количество групп бентоса, справа - количество видов хирономид); Js - индекс сапробности; Hg - "олигохетный" индекс; н.м. - нефтяное месторождение. В скобках - номер станции (см. рисунок).

Река Еллен-Кулуньях протекает по территории Первомайского и Катыльгинского нефтяных месторождений. Анализируя состояние донных сообществ водотока и его притоков, можно выделить три очага загрязнения: центр Первомайского н.м. (ст. № 2), участок на территории Катыльгинского н.м. (ст. № 5) и р. Б. Налимку (ст. № 18) (см. рисунок). На этих участках формируются нарушенные сообщества с низким разнообразием животных, упрощенной структурой и доминированием личинок хирономид -мезо-полисапробной зоны и олигохет, выдерживающих значительные загрязнения. Биоиндикационные показатели свидетельствуют (табл. 1), что в районе станций № 2 и № 5, преобладают загрязнения органического характера (нетоксичная органика), а в р. Б. Налимке - токсического, подавляющие развитие донных животных. На остальных участках р. Еллен-Кулуньях: выше Первомайского н.м. (ст. № 1), выше Катыльгинского н.м. (ст. № 4) и в устье реки (ст. № 7), развиваются сообщества близкие к норме для данного типа водотоков.

Среди исследованных в 1993 г. водотоков, многие участки р. Катыльги отличались максимальным разнообразием донного населения и повышенной продуктивностью ценозов. Особенно разнообразен бентос реки в районах Первомайского (ст. № 8) и Западно-Катыльгинского месторождений (ст. № 9). Здесь формируются очень своеобразные донные сообщества речного типа со сложной структурой, повышенным разнообразием и очень высокими продуктивными свойствами (табл. 1), что не свойственно рекам этой зоны. Такое состояние сообществ (явление экологического прогресса) обычно обусловлено дополнительным поступлением в реки биогенных веществ антропогенного происхождения, источником которых могут быть и нефтепродукты, богатые легкоусваемой органикой.

На участке р. Катыльги, ниже впадения р. Еллен-Кулуньях и до устья развиваются более угнетенные донные сообщества - снижается продуктивность ценозов, из состава организмов выпадают представители речных ценозов (поденки, ручейники, моллюски и др.), более требовательные к чистоте воды. Здесь формируются сообщества с упрощенной структурой, представленные личинками хирономид, олигохетами, хелеидами, более устойчивыми к загрязнениям.

Таким образом, в р. Катыльга прослеживается тенденция увеличения загрязнения донных отложений от верхних участков к устью, причем за счет токсических веществ, подавляющих развитие зообентоса.

Донные ценозы р. Махни характеризуются сравнительно низкими продуктивными свойствами на фоне довольно разнообразного донного населения. В 1993 г. из всех обследованных участков реки, только на двух были выявлены нарушенные сообщества - ниже Оленьего н.м. (ст. № 14) и в устье р. Махни (ст. № 17). На этих участках загрязнения носили токсический характер, которые вызывали снижение продуктивности ценозов, разнообразия населения и упрощение структуры сообщества (табл. 1). Основу зообентоса здесь составляли по численности личинки хирономид, а биомасса определялась развитием хирономид, моллюсков и пиявок. Из других представителей бентоса встречались единично олигохеты и хелеиды.

Таблица 2

Показатели состояния донных сообществ в некоторых притоках бассейна р. Васюган

Примечание. N - численность; B - биомасса; H - индекс видового разнообразия Шеннона; Js - индекс сапробности; Hg - "олигохетный" индекс; н.м. - нефтяное месторождение.

Приведенный выше анализ пространственного развития донных организмов отображает значительную неоднородность сообществ на разных участках водотоков. Однако дальнейшие мониторинговые исследования выявили нарушения развития не только в пространстве, но и во времени (табл. 2). Из года в год здесь наблюдаются постоянные "скачки" биоиндикационных показателей, что наиболее характерно для водоемов подверженных техногенному прессу (Попков В.К., Рузанова А.И., 1995; Рузанова А.И., 1995). Усиление нагрузки, а именно пагубное воздействие токсических фракций нефти приводит к полной деградации донных сообществ (р. Еллен-Кулуньях, 1995 г.).

Сравнивая условно "чистый" приток Васюгана - р. Чижапку с исследованными притоками, подверженными высокой техногенной нагрузке, очевидно, что для этого участка (и для бассейна р. Чижапки в целом) характерна значительная стабильность в качественном и количественном развитии бентоса, как в пространстве, так и во времени и близкие значения биоиндикационных индексов (табл. 2). По комплексу показателей устьевой участок оценивался как чистый (II - III класс) и был близок к естественному состоянию.

Подводя итог пространственно-временного анализа донных сообществ водотоков, протекающих по территории нефтяных месторождений, необходимо отметить локальный характер загрязнения. Благодаря наличию постоянного течения, а исходя из этого и подвижности донных отложений, эти загрязнения постоянно перемещаются вниз, и создают временные промежуточные очаги загрязнения. Донное население чутко реагирует на все изменения в водном потоке, и ответом на все воздействия слижит перестройка сообществ. Критическими зонами в водотоках являются устьевые участки, где в силу особенностей гидрологического режима и характера донных грунтов идет основная аккумуляция веществ (Рузанова, А.И., 1999).

Наши исследования в 1993 г. показали, что в бассейнах рр. Катыльга и Махня проявляется тенденция к усилению токсического загрязнения от верхних участков к устью. В период высоких весенних паводков происходит вынос из устьевых участков рек загрязненых донных отложений и основная их часть выносится в р. Васюган и далее в р. Обь (Попков В.К. и др., 1999).

За весь период исследований наиболее тяжелая ситуация отмечалась в донных ценозах р. Еллен-Кулуньях в районе Первомайского месторождения, где уровень загрязнения ценозов колебался в пределах IV - VI (т.е. от напряженной экологической ситуации до критической). На остальных участках рек класс чистоты ценозов варьировал в пределах III - IV классов (т.е. от удовлетворительной до напряженной экологической ситуации). Повышенная динамичность развития бентоса в пространстве и времени определяется в основном сочетанием двух факторов - нестабильности поступления загрязняющих веществ с территорий нефтепромыслов (техногенный фактор) и скоростью речного потока (природный фактор).

Список литературы

1. Временные методические указания по гидробиологическому анализу малых рек. - М.: "Наука", 1994. - 106c.

2. Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов / Под ред. Ф.Д. Мордухай-Болтовского. - М.: Изд-во "Наука", 1975. - 240c.

3. Попков В. К., Воробьев Д. С., Лукьянцева Л. В., Рузанова А. И. Особенности оценки экологического состояния рек в нефтепромысловых районах // Материалы международной научно-практической конф. "Экологические, гуманитарные и спортивные аспекты подводной деятельности". - Томск: Изд-во Томского ун-та, 1999, С. 106-109.

4. Попков В.К., Рузанова А.И. Экологические последствия и критерии нормирования антропогенной нагрузки на речную систему в нефтепромысловых районах бассейна Средней Оби // Чтения памяти Ю.А. Львова. - Томск, 1995. - С.219-223.

5. Рузанова А. И. Сравнительная оценка методов биоиндикации загрязнения водоемов по донным сообществам // Чтения памяти Ю.А. Львова. - Томск, 1995. - С.225-228.

6. Рузанова А. И. Оценка экологического состояния водотоков бассейна нижней Томи по сообществам донных организмов // Материалы международной научно-практической конф. "Экологические, гуманитарные и спортивные аспекты подводной деятельности". - Томск: Изд-во Томского ун-та, 1999, С.109-113.

Похожие работы:

  • Загрязнение водной среды

    Реферат >> Экология
    ... нефтеокисляющих организмов происходит трансформация нефтяного загрязнения до простых соединений ... условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества ... препятствует водообмену поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода ...
  • Мероприятия по интенсификации добычи нефти на Мишкинском нефтяном месторождении

    Дипломная работа >> Геология
    ... неблагоприятные метеорологические условия, воздействие большой ... водоемов вызывает загрязнение донных отложений. ... водоносные горизонты. Нефтяное загрязнение относится к «умеренно ... Биотическим сообществам свойственны вследствие ... приведут к трансформации биоты, но ...
  • Загрязнение атмосферы

    Реферат >> Экология
    ... Бактериальный метан образуется в донных отложениях болот и ... породы подвергаются химической трансформации в условиях высоких температур и ... .Вклад мирового сообщества в загрязнение океанов не ... российской биосферы. Только нефтяная промышленность России образует ...
  • Прибрежная зона Владивостока

    Реферат >> Экология
    ... в донные отложения. В результате трансформации и ... Основные источники нефтяного загрязнения - морские ... донных беспозвоночных в загрязненных акваториях может быть одной из основных причин изменений в донных сообществах ... применяют как в условиях, приближенных к ...
  • Загрязнение окружающей среды: демографические и соматические последствия

    Реферат >> Экология
    ... скапливаются в донных отложениях заливов ... , улучшение условий бурения нефтяных и газовых ... условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества. Тепловое загрязнение. Тепловое загрязнение ... роста и трансформации, происходит нарушение ...
  • Воздействие нефти на гидросферу Земли

    Курсовая работа >> Экология
    ... загрязнения. В таких условиях ... деструкцией и трансформацией углеводородов. Интенсивность ... нефтяные углеводороды. Незначительная плотность современных отложений и гидродинамическая активность способствуют загрязнению донных ... последствиям для сообщества водных ...
  • Воздействие нефти на гидросферу Земли

    Реферат >> Геология
    ... с деструкцией и трансформацией углеводородов. Скорость ... нефтяных загрязнений. Углеводороды, адсорбируясь на взвешенных частицах, осаждаются на донных ... в естественных условиях. Образование нефтяных комочков в ... последствиям для сообщества водных организмов ...
  • Россия в мировой экономике

    Реферат >> Экономическая теория
    ... Поволжья, Кубань, Ставрополье, Дон, Оренбург, Омск, Новосибирск ... являются одним из условий рыночной трансформации, связанной со ... влиятельного члена мирового сообщества. Понятие национальной безопасности ... Россией. Что касается нефтяного загрязнения, то мы ценим ...
  • Влияние нефтегазового комплекса на формирование эколого-экономической ситуации в Западно-Сибирском экономическом районе на примере Ханты-Мансийского автономного округа

    Дипломная работа >> Экология
    ... представлены в основном сообществами карликовой березки - ... мониторинг и мониторинг донных отложений. На ... к нефтяному загрязнению почвы, адаптированные к местным условиям. Противоэрозионная ... факторов происходит трансформация естественных природных ...
  • Атлантический океан: биогеоценоз и экологические проблемы

    Дипломная работа >> География
    ... трофические условия существования донной фауны. ... разной степенью трансформации органического вещества ... зональностью. Пелагические сообщества открытого океана ... судов); 3) нефтяное загрязнение; 4) загрязнение ядохимикатами; 5) бытовое загрязнение (мусор, ...