Е.Чибилёв 09 января 2003 03:06:33

МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ВОДНОЙ ЭКОСИСТЕМЫ р.АЙ И ЕЁ ПРИТОКОВ НА ТЕРРИТОРИИ САТКИНСКОГО Р-НА ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ И САЛАВАТСКОГО Р-НА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН (1997-02)
АВТОР: Вагапов Антон Ильич, учащийся 11 класса школы №12 г.Челябинска, 16 лет, при участии в полевых работах: Баев Владислав (1997), Мочалова Ксения (1997), Килин Денис (1998), Фурсова Елена (2001,2002), Ларионова Татьяна (2001,2002), Кокорина Ирина (2002)
РУКОВОДИТЕЛЬ: Чибилев Евгений Александрович, ст. научный сотрудник СПЛиИАЦ "Аркаим"
НАПРАВЛЯЮЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Центр Природы и Человека, СПЛиИАЦ Аркаим – Городская экспериментальная площадка по экологическому образованию (МОУ СОШ №12 г.Челябинск)
Река Ай - левый приток Уфы (бассейн Камы), в Челябинской области и Башкортостане. Берёт начало между горными хребтами Аваляк и Урал-Тау из болот. Общая длина 549 км (271 км в Челябинской обл.); площадь бассейна 15000 кв. км (5580 кв. км в Челябинской области. Сток Ая регулируется 9 прудами и водохранилищами с площадью зеркала 21,9 кв. км и объемом 66, 4 млн. кубометров. В пределах Челябинской области в Ай впадает 54 притока длиной более 10 км. Единственным городом, стоящим на Аю, является Златоуст.
Из рек Челябинской области Ай обладает наибольшим расходом воды — на выходе из пределов области в пункте Лаклы его значение составляет 42,3 м3/с.
По территории Челябинской области проходят четыре нефтепровода общей протяженностью более тысячи километров и три продуктопровода протяженностью 888 километров. Самый старый продуктопровод Туймазы - Омск – Новосибирск (ТОН-1) пущен в эксплуатацию еще в 1956 году. За 6 лет работы на р.Ай и её притоках сети нашего мониторинга (1997-2002) в Ай произошло около 10 утечек нефти и нефтепродуктов, в том числе 3 утечки на территории мониторинга. Все три раза удалось подробно изучить влияние нефтяного загрязнения на реку, что позволяет делать общие выводы относительно изменения качества воды при залповом выбросе нефти и скорости природных восстановительных процессов, а также о мобильной реакции водной экосистема на утечку.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
На 1997-98 год основной задачей исследования являлось изучение локального
влияния на экосистему р.Ай животноводческих стоков по р.Сикияз и работы туристического лагеря, составление фаунистического списка и эталонной коллекции для облегчения дальнейшей работы. Для достижения поставленных целей реализованы следующие задачи:
- Заложена сетка гидробиологических створов на протяжении отрезка "Сикияз-Томак - Лаклы".
- В 1997-1998 гг. производились отлов и определение макробеспозвоночных
организмов с фиксацией и созданием определительной коллекции "Гидробионты р.Ай и её притоков".
- Выполнена оценка состояния водной экосистемы методами биомониторинга по Николаеву, Вудивиссу и П. М. Машкину, определен класс качества, трофность и сапробность по створам.
- Проведено биотестирование по Daphnia magna.
- Определены места для многолетнего биологического мониторинга по двустворчатым моллюскам и описано 2 их популяции.
В 1999 году после аварии на нефтепроводе в районе пос. Терменево появилась
необходимость дать оценку влиянию утечки нефти на экосистему р. Ай. Для достижения этого заложены новые гидробиологические створы выше и ниже места утечки, найдены и описаны еще две популяции двустворчатых моллюсков возле впадения р. Улуир, выполнено биотестирование проб воды и грунта.
В 2000 году произошла еще одна утечка нефти на исследуемом участке, теперь в
реку Б. Куторка. Заложено 11 новых створов, обследованная длина р. Ай и её притоков увеличена до 61 км, отработано два долгосрочных выезда в район исследования. Начаты исследования на притоках Б. Куторка, Ищелька и Лаклинка, изучено влияние сброса шахтных вод из Кургазакских бокситовых шахт, продолжены работы на всех старых створах, паспортизирована еще одна популяция двустворчатых моллюсков, завершено составление списка ихтиофауны
р. Ай и списка водных и околоводных позвоночных.
В 2001 году основное внимание в наших исследованиях было уделено вновь произошедшей утечке - на этот раз реке Куторке, впадающей в реку Ищельку - приток Ая. Количество створов на р.Ай и её притоках доведено до 28, популяций двустворчатых для долголетнего мониторинга до 6. Обследованы притоки Ая - Куторка, Ищелька, Улуир, Сикияз, Межевой ручей, Лаклинка, Бактыярка, Еланли.
Прошедший, 2002 оказался для Ая благополучным – не произошло новых утечек. В течение 15 дней обследована значительная часть заложенных ранее створов на р.Ай и её основных притоках в районе исследования.
МЕТОДИКА РАБОТЫ. Данная работа по оценке состояния водной экосистемы реки Ай на выбранном отрезке выполнялась в июле-августе 1998, июле-августе 1999, июне, июле, августе и сентябре 2000 и июле-августе, сентябре 2001, июле-августе 2002. В её основе лежит материал, сочетающий экспериментальную лабораторную работу с полевыми учетами и сборами. Обработка материалов после определения видов или других систематических групп проводилась по следующим методикам: Вудивисса, С.Г. Николаева, индекса сапробности (По Пантле и Букку), оценки загрязнения по литореофилам (М.В.Чертопруд, 1999), Индекс Гуднайта-Уитлея, биотестирование. По Daphnia magna Straus, долговременный биомониторинг по двустворчатым моллюскам (П.М.Машков).
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
БЕСПОЗВОНОЧНЫЕ. В результате отловов 1998-02 гг. на отрезке обнаружено 96 вида различных макробеспозвоночных, относящихся к 72 родам, составлен аннотированный список, включающий в себя места отлова, тип биотопа и массовость вида.
ПОЗВОНОЧНЫЕ. В 1997/02 годах в реке Ай и в околоводной зоне отмечено 19 видов рыб, 4 вида рептилий, 3 вида амфибий и около 20 видов млекопитающих.
В июле 2002 года ниже поселка Алексеевка обнаружена колония бобров, использующих под жилье пещеры и промоины в скалах.
БИОТЕСТИРОВАНИЕ. По результатам биотестирования отмечено отсутствие интегральной токсичности воды из р. Ай по всем створам в 1998 году и по ряду створов в 1999-2002 гг. Ухудшение качества воды в течение года после утечки нефтепродуктов заметно на всех створах. Очень высокая токсичность концентрации отмечена в пробе грунта с русла р. Ай в месте впадения р. Улуир. Первые иммобилизованные дафнии появились уже через час после начала эксперимента. В 2000 году проба с этого же места дала слабую токсичность. По результатам биотестирования в 2001 году можно судить о влиянии утечки-2001 на качество воды в реке Куторка. В пробе, отобранной на створе К1 через 2 дня после утечки дафнии погибали за 2 суток (соответственно 4 балла или сильно загрязненная вода). 27 августа, через три недели 50% дафний жили до 5 суток, что соответствует 3 баллам или сильному загрязнению. По результатам химического анализа также наблюдается достаточно значительное снижение содержания нефтепродуктов.
В 2002 году единственным пробой со слабой интегральной токсичностью стала проба грунта из р. Б.Куторка, в грунте присутствовали вкрапления мазута.
БИОИНДИКАЦИЯ. Оценка состояния р. Ай методами кратковременного биомониторинга осуществляется с 1997 года. По результатам многолетнего мониторинга отчетливо прослеживается долговременное ухудшение качества воды на всех створах, находящихся ниже мест утечек. В 2001 году утечка, в результате которой нефть попала в реку Куторка, по масштабу была близка к предыдущей и также оказала сильное воздействие на реку Ай. Нефтеуловительный пост 1 в устье Куторки стоял 20 дней. За это время часть образовавшейся в результате утечки водно-нефтяной эмульсии была задержана боновыми заграждениями и связана сорбентом, но оставшиеся в русле реки нефтепродукты продолжали поступать в реку Ай, правда в незначительном количестве. Класс качества на створе К1- устье Ищельки был равен 6. По классу качества на других створах реки Ай никаких значимых изменений не происходит. Средний индекс сапробности на изучаемом отрезке реки равен 2,6 что соответствует В-А мезосапробной зоне. По отдельным точкам под воздействием утечек индекс сапробности изменяется с 2,1 (B-мезосапробная зона) до 3,6 (А-полисапробная зона).
Анализируя полученные данные можно сделать вывод, что если в 1997-98 гг. основное негативное воздействие на качество воды отрезке мониторинга оказывали животноводческие стоки, то в следующие годы основной эффект давали именно утечки нефтепродуктов. Участки, расположенные ниже по течению становились экологически неполноценными и восстанавливались только после паводков следующего года.
Качество воды в притоках значительно лучше, чем в самом Аю, исключение – реки Еланли и Бактыярка, получающие с.-х. загрязнение (индекс сапробности 2,8). Наиболее чистые притоки (2002) – Улуир и Сикияз (индекс сапробности 2,1 и 2,9)
Наблюдается постоянное улучшение качества воды в р. Сикияз, начавшееся в 1998 году после переноса летника скота пос. Лаклы, с 5 класса качества (1997) на 1-2 (2001-02) (по индексу сапробности с 3,1 до 1,9.
ВЫВОДЫ
1. Видовое разнообразие исследованного участка достаточно велико – минимум 96 видов водных б/п и 17 видов рыб. Кроме того, река создает условия для обитания целого ряда редких и ценных млекопитающих и птиц.
3. В целом состояние р. Ай на изученном отрезке, на протяжении 6 лет (1997-02) можно считать удовлетворительным, экологически полноценным. Индекс сапробности (без учета точек загрязненных нефтепродуктами) – 2,2, средний (с точками, подвергшимися загрязнению) – 2,6, индекс по отдельно взятым точкам, подвергнувшимся загрязнению – 3,3.
4. Утечки на нефтепроводах оказывают значительное негативное воздействие на экосистему р.Ай и её притоков, сообщество на участке реки длиной до 30 км становятся а-полисапробным.
5. Существующая система не может обеспечить сохранность нефтепровода от
незаконных врезок и не справляется с предупреждением утечек, происходящих
из-за коррозии и старения металла.
Результаты работ представлены в Саткинский городской комитет по экологии и природопользованию, Комитету природных ресурсов Челябинской области, руководству туристического лагеря "Сикияз-Томакский пещерный комплекс" и ОАО <Транснефть>. При выполнении проекта мы сотрудничали с Американским национальным агентством охраны природы (Environmental Protection Agency, EPA US), по проекту Oil Spills (Нефтяные утечки).