Известно, что сточные воды, сбрасываемые городскими очистными сооружениями в открытые водоемы республики не очищаются до нормативных показателей [1]. Загрязняющие водоем стоки в зависимости от состава и концентрации химических веществ оказывают губительное воздействие на биоту, уменьшают ее продуктивность, ухудшают качество водных ресурсов. Для оценки качества воды, степени ее токсичности для гидробионтов первостепенное значение приобретают методы биотестирования с помощью водных беспозвоночных.
Определение токсичности сточной воды сбрасываемой в р. Днепр водопользователями и воды самого водотока проводили методом биотестирования с Daphnia magna Straus.
Для опытов и использовали сточную воду, сбрасываемую в зимнее время с очистных сооружений гг. Орши, Могилева, Речицы и речную воду с 9 створов, расположенных в районе выше указанных промышленных городов (выше городов – 5–12 км, ниже сброса с очистных сооружений – 0,5 км, ниже сброса с очистных сооружений – 4–5 км).
Поставлено 14 хронических опытов с двукратной повторностью. Дня опытов использовали четырехдневную молодь дафний. Продолжительность опытов составляла 35 суток. Опыт проводили при температуре 19 ± 1°С. Объем испытуемой воды составлял 300 мл в каждой склянке концентрация рачков – 5 экз. В качестве корма для дафний использовали хлореллу, которую вносили в опытную среду 1 раз в три дня, из расчет создания концентрации в опытной склянке 1,5 млн. кл./мл. Раз в пять дней тестируемую воду меняли на свежую. Выметанную молодь учитывали и удаляли из опыта. Оценку токсичности воды проводили по показаниям выживаемости и плодовитости рачков в контрольной и тестируемой воде [2]. За контроль взята вода со створа №1 (8 км выше г. Орши), которая характеризуется наименьшим загрязнением химически ми компонентами.
Как показали исследования, проведенные на р. Днепр, в зимний пери од с очистных сооружений гг. Орши, Могилева, Речицы в водоток c6pасывается сточная вода, содержащая значительные количества загрязняющих веществ, основными из которых являются органическое веществ, хлориды, нитриты, азот аммиачный, фосфаты поверхностно-активные вещества (СПАВы), нефтепродукты, металлы. При этом наиболее загрязнены сточные воды г. Могилева и Речицы, где по отдельным показателям превышение ПДК составляло от 1,6 до 25,9. В сточной воде г. Речицы сбрасываемой в р. Днепр обнаружено превышение ПДК по нитритам и 80,0 раз, по аммонийному азоту в 10,5; СПАВам в 1,6; нефтепродуктам и 4,6; марганцу - в 25,9 раза (табл. 1). Содержание органического вещесны в сточной воде превышало аналогичное содержание в реке в 10 раз (пер манганатная окисляемость 100,6 мгО/л). Сточные воды г. Могилева и Орши значительно загрязнены медью и цинком до 7,7 и 3,9 ПДК, соответственно. Интегрированный показатель степени загрязнения сточной воды, сбрасываемой промышленными городами в зимнее время находился и пределах 10,3–34,2, в то время как для воды в р. Днепр он составил 2,3–19,5. Наибольшая степень загрязнения токсическими веществами отмечена на створах, лежащих ниже сброса сточных вод г.Могилева и Речицы 19,5) (табл.2).
Сточные воды, сбрасываемые в р. Днепр и содержащие высокие концентрации загрязняющих веществ многократно разбавляются, в результате чего гидробионты подвергаются длительному воздействию малых концентраций токсических веществ. Токсические вещества, содержащие СПАВы, нефтепродукты, фенольные соединения и, в особенности, тяжелые металлы, относятся к наиболее опасному виду антропогенного загрязнения. Тяжелые металлы не подвергаются биодеградации. Аккумулируясь различных компонентах экосистемы, они ухудшают физиологическое «стояние ракообразных, влияют на структуру и видовое разнообразие. Приводят к выпадению наименее устойчивых к загрязнению групп гидробионтов, что в свою очередь ведет к нарушению экологических связей к.И) и снижению рыбопродуктивности водоема [3]. Исследованиями, проведенными в водоемах Белорусского Полесья отмечено, что превышение ПДК по меди в 1,2–10,0, никеля в 2,0–3,5 раза приводит к уплотнению МЭИ на жабрах рыб, резкому снижению газообмена у них [4].
Определение степени токсичности воды р. Днепр и сточных вод, сбрасываемых водопользователями, проведенное в хронических опытах с дафниями и оцененное по 3-х бальной системе [5], показало токсичность сточной воды сбрасываемой г. Речица, где на 35 сутки отмечена 100% гибель рачков. Вредность воды для гидробионтов установлена и для сточной воды г. Могилева и створа 6, расположенного на расстоянии 4–5 км от сброса сточных вод. Выживаемость рачков на этих створах составила от 10 до 90% (табл. 3). На всех остальных створах, а также в сточной воде с очистных сооружений г. Орши, выживаемость рачков составила 100%, что согласно 3-х бальной системе оценки вода на этом участке чистая.
Таблица 1. Химический состав воды реки Днепр, декабрь 2001 г.
| Створ, № | Показатели | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| O2, мг/л |
pH | T, °C | CO2, мг/л |
HCO3¯, мг/л |
Ca²+ мг/л |
общ. жестк., мг-экв./л |
NH4+, мгN/л |
NO2¯, мгN/л |
P мин., мгN/л |
Cl¯, мг/л |
Fe общ., мг/л |
БПК5, мгO2/л |
окисляем. перманган., мгO/л |
|
| 1 | 9,3 | 7,70 | 0,2 | 11,4 | 270,8 | 70,0 | 4,9 | 0,44 | 0,022 | 0,097 | 18,0 | 0,38 | 0,9 | 6,4 |
| Сточная вода | - | - | - | - | - | 50,0 | 4,05 | 0,61 | 0,005 | 0,167 | 21,3 | 0,10 | - | 8,4 |
| 2 | 11,4 | 7,70 | 0,2 | 10,5 | 268,4 | 69,0 | 5,0 | 0,41 | 0,262 | 0,089 | 17,9 | 0,38 | 1,4 | 7,6 |
| 3 | 11,9 | 7,67 | 0,2 | 13,2 | 273,3 | 70,0 | 4,9 | 0,45 | 0,016 | 0,154 | 17,9 | 0,40 | 1,05 | 7,4 |
| 4 | 11,9 | 7,76 | 0,2 | 15,8 | 272,1 | 71,0 | 4,95 | 0,50 | 0,013 | 0,125 | 18,0 | 0,32 | 1,5 | 7,6 |
| Сточная вода | - | - | - | - | - | 64,0 | 5,05 | 0,52 | 0,027 | 1,17 | 81,5 | 0,20 | - | 23,6 |
| 5 | 11,3 | 7,67 | 0,9 | 14,0 | 298,9 | 69,0 | 5,0 | 0,98 | 0,025 | 0,340 | 27,6 | 0,32 | 2,4 | 7,6 |
| 6 | 11,4 | 7,60 | 0,2 | 15,8 | 292,8 | 70,0 | 5,2 | 0,58 | 0,065 | 0,205 | 22,3 | 0,32 | 1,2 | 7,2 |
| 7 | 10,9 | 7,56 | 0,2 | 17,6 | 231,8 | 64,0 | 4,9 | 0,95 | 0,032 | 0,147 | 22,3 | 0,46 | 1,05 | 7,4 |
| Сточная вода | - | - | - | - | - | 146,0 | 8,9 | 4,1 | 1,6 | 2,88 | 122,6 | 0,10 | - | 100,6 |
| 8 | 11,9 | 7,59 | 0,4 | 15,8 | 256,2 | 67,0 | 4,7 | 0,52 | 0,030 | 0,195 | 23,4 | 0,56 | 1,4 | 10,8 |
| 9 | 12,3 | 7,72 | 0,2 | 15,8 | 250,14 | 67,0 | 4,85 | 0,78 | 0,029 | 0,132 | 23,4 | 0,70 | 0,95 | 9,2 |
Таблица 2. Химический состав воды реки Днепр, декабрь 2001 г.
| № створа | Показатели, мг/л | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| СПАВ | нефтепро- дукты |
медь | никель | цинк | свинец | кадмий | марганец | ∑С/ПДК | |
| 1 | 0,016 | 0,01 | 0,0 | 0,0044 | 0,0 | 0,0109 | 0,0019 | 0,0303 | 4,3 |
| Сточная вода | 0,039 | 0,01 | 0,0035 | 0,0 | 0,0013 | 0,0 | 0,0012 | 0,0164 | 5,9 |
| 2 | 0,033 | 0,01 | 0,0073 | 0,0047 | 0,0 | 0,0 | 0,0020 | 0,0323 | 10,3 |
| 3 | 0,38 | 0,0 | 0,0 | 0,0042 | 0,0 | 0,0 | 0,0022 | 0,0111 | 2,3 |
| 4 | 0,047 | 0,0 | 0,0031 | 0,0033 | 0,0 | 0,0 | 0,0017 | 0,0196 | 5,9 |
| Сточная вода | 0,063 | 0,02 | 0,0077 | 0,0057 | 0,0390 | 0,104 | 0,0018 | 0,0618 | 19,8 |
| 5 | 0,054 | 0,01 | 0,0048 | 0,0052 | 0,0421 | 0,0183 | 0,0021 | 0,0508 | 15,9 |
| 6 | 0,058 | 0,01 | 0,0024 | 0,0037 | 0,0075 | 0,0 | 0,0017 | 0,0163 | 6,2 |
| 7 | 0,047 | 0,01 | 0,0033 | 0,0042 | 0,0 | 0,0 | 0,0018 | 0,0412 | 8,9 |
| Сточная вода | 0,164 | 0,23 | 0,0 | 0,0065 | 0,0049 | 0,0121 | 0,0037 | 0,2591 | 34,2 |
| 8 | 0,055 | 0,01 | 0,0056 | 0,0064 | 0,0 | 0,0139 | 0,0024 | 0,1195 | 19,5 |
| 9 | 0,063 | 0,01 | 0,0052 | 0,0063 | 0,0243 | 0,0206 | 0,0023 | 0,0613 | 15,8 |
Таблица 3. Результаты биотестирования при определении хронического токсического действия воды р. Днепр на дафний (29.01-4.03.2002 г.)
| Створ, № | Объем тестируемой воды, мл | Исходное количество дафний, экз. | Количество дафний в конце опыта | % погибших | Количество отродившейся молоди, экз | Средняя плодовитость дафний, экз. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 300 | 5 | 5 | 0 | 535,5 | 107,1 |
| Сточная вода | 300 | 5 | 5 | 0 | 454,5 | 90,9 |
| 2 | 300 | 5 | 5 | 0 | 475,0 | 95,0 |
| 3 | 300 | 5 | 5 | 0 | 527,5 | 105,0 |
| 4 | 300 | 5 | 5 | 0 | 532,5 | 106,5 |
| Сточная вода | 300 | 5 | 4,5 | 10 | 686,5 | 140,8 |
| 5 | 300 | 5 | 5 | 0 | 662,5 | 132,5 |
| 6 | 300 | 5 | 4 | 20 | 499,5 | 113,0 |
| 7 | 300 | 5 | 5 | 0 | 489,5 | 97,9 |
| Сточная вода | 300 | 5 | 0 | 100 | 563,0 | 103,0 |
| 8 | 300 | 5 | 5 | 0 | 515,0 | 112,6 |
| 9 | 300 | 5 | 5 | 0 | 547,0 | 109,4 |
Загрязнение воды не оказывало отрицательного действия на плодовитость рачков. Средняя плодовитость дафний на загрязненных створах была более высокой, чем на чистых. В среднем плодовитость дафний составила на относительно чистых створах р. Днепр 95,0-107,0 экз./особь, что загрязненных – 103,0–140,8 экз./особь, что позволяет говорить, как об устойчивости крупных ракообразных к длительному воздействию малых доз токсических веществ, так и об антропогенном эвтрофировании воли тока, приводящее к увеличению численности гидробионтов.
Высокое содержание в воде соединений азота и фосфора в зимнее время свидетельствует о постоянном притоке в р. Днепр аллохтонного вещества антропогенного происхождения.
Из вышеизложенного следует, что не смотря на высокую степень загрязнения р. Днепр азотными, фосфорными соединениями и тяжелыми металлами (медью, цинком, марганцем) качество воды водотока на 89% протяженности его в пределах Республики Беларусь в зимнее время можно отнести к категории чистой, 11 % – к вредной по отношении к гидробионтам.
Сточные воды, сбрасываемые водопользователями промышленных городов в р. Днепр на 33% относятся к категории токсичных для гидробионтов, 33% – к вредным и 34% к чистым водам.
Под влиянием антропогенного воздействия усиливается эвтрофирование водотока, проявляющееся в накоплении в воде биогенов (азота и фосфора), что способствует усилению продуцирования гидробионтов в реке.