В экономике Республики Саха (Якутии) особое значение имеет Усть-Майский район, являющийся одним из старейших центров развития золотодобывающей промышленности на Северо-Востоке России. Он расположен в среднем течении р. Алдан, самой крупной золотоносной артерии Южной Якутии, оказывающей загрязняющее влияние на водные ресурсы района. В последнее время в Усть-Майском районе сложилась неблагоприятная обстановка с обеспечением населения качественной водой. В связи с этим были проведены работы по оценке изменения качества поверхностных водных ресурсов под воздействием хозяйственной деятельности для безопасного использования населением.
Целью работы явилось исследование гидробиологического и гидрохимического состояния воды среднего течения р. Алдан для оценки возможностей ее использования населением.
Материал для работы был получен в ходе проведения полевых работ по отбору гидрохимических и гидробиологических проб в 2002 и 2004 гг., а также аналитических лабораторных исследований. Отбор проб воды на гидрохимический анализ, их хранение осуществлялись согласно ГОСТам [3-4]. Транспортировка проб проводилась в пластиковой и стеклянной таре, обеспечивающих их сохранность. Пробы воды и донных отложений были проанализированы в лабораториях Якутского республиканского центра Госсанэпиднадзора с использованием общепринятых методик [2,9,10].
Гидробиологическое исследование, включающее в себя сбор и обработку проб зоопланктона и зообентоса, проводилось согласно методикам [1,5,8]: в полевых условиях качественные пробы зоопланктона отбирались сеткой Апштейна путем процеживания 100 л воды. Качественные пробы зообентоса отбирались путем смыва донных организмов с камней, количественные - собирались с помощью скребка с площадью захвата 0,2 м2; биоматериал подвергался фиксированию формалином. В лабораторных условиях производилась выборка организмов из отмытых проб, их взвешивание на торсионных весах, определение качественного состава при помощи бинокуляра МБС-1 и микроскопа Laboval. При определении видовой принадлежности донной фауны использовались отечественные определители пресноводных беспозвоночных [6-7].Всего было отобрано и обработано 22 пробы зоопланктона и зообентоса с 11 станций.
Гидрохимические работы. Для оценкигидрохимического состояния воды среднего течения р. Алдан былиотобраны и проанализированы пробы воды на 18 станциях, расположенных выше и ниже по течению р. Алдан в населенных пунктах Усть-Мая, Эжанцы, Эльдикан и Кюпцы(рис. 1).
Рис. 1. Схема расположения станций отбора гидрохимических и и гидробиологических проб в среднем течении р.Алдан
Определены следующие компоненты: органолептические свойства, газовый и солевой составы, органические вещества, биогенные элементы, нефтепродукты, СПАВ, фенолы и тяжелые металлы. Всего было выполнено 358 определений.
В результате получена оценка гидрохимического состояния воды среднего течения р. Алдан и его притоков, полученная путем сравнения данных лабораторных исследований с предельно-допустимыми концентрациями для водоемов рыбохозяйственного значения (далее ПДКрх).
Отбор и анализ проб воды на четырех станциях, расположенных на р. Алдан выше возможных источников загрязнения (фон) выявил следующее. Состав воды р. Алдан гидрокарбонатно-кальциевый, малой минерализации, реакция среды слабощелочная. Цветность высокая, превышающая предельно-допустимую концентрацию (ПДКрх) в 2-3 раза. Содержание органических веществ и железа общего повышенное, что свидетельствует о высоком содержании гумусовых веществ. В пробах отмечены фтор(0,22 мг/дм3, 0,45 мг/дм3), марганец и следы ртути. Из загрязняющих веществ отмечены нефтепродукты (5-10 ПДК) и фенолы (5-9 ПДК), что лимитирует хозяйственное использование этих рек.
Для оценки влияния р. Мая были проанализированы пробы воды, отобранных с трех станций. Определено, что вода р. Мая гидрокарбонатно-кальциевая с нейтральной реакцией среды, маломинерализованная с небольшим содержанием биогенных и органических веществ. Река немного обогащает химический состав р. Алдан ионами кальция, магния и гидрокарбонатов. Содержание нефтепродуктов, составляет 6 ПДКвр, что лимитирует рыбохозяйственное использование водоема.
Химический состав р. Аллах-Юнь характеризуют пробы воды, отобранные с трех станций. Вода малой минерализации (90-109 мг/дм3) по сухому остатку, мягкая, гидрокарбонатно-кальциевого состава. Реакция воды близка к слабощелочной.
Река Аллах-Юнь привносит заметное количество взвешенных веществ (21,0 мг/дм3). Содержание биогенных элементов низкое. Содержание железа общего превышает допустимый предел и составляет 2-3 ПДК.Река обогащает воды р. Алдан хлоридами, повышает содержание нефтепродуктов. Во всех пробах присутствует фтор, а в устье отмечены следы ртути.
Гидрохимическое состояние р. Алдан выше и ниже пос. Усть-Мая, Эльдикан и Эжанцы характеризуют пробы воды, отобранные с 8 станций. Вода мягкая, содержание биогенов низкое. Ниже поселков отмечено повышенное содержание железа, органических веществ (для водоемов питьевого назначения), нефтепродуктов (5-6 ПДКрх), фенолов (2-6 ПДКрх). На станциях, расположенных выще пос. Усть-Мая и с. Кюпцы, отмечено высокое содержание нефтепродуктов, составляющее 8-11ПДКрх. На станции выше с. Кюпцы вода имеет высокую цветность, повышенное содержание биогенных и органических веществ и высокое содержание нефтепродуктов, составляющее 8 ПДК.
На р. Алдан ниже пос. Усть-Мая, Эжанцы и Эльдикан наблюдается высокое содержание взвешенных веществ, натрия, сульфатов, железа общего, органических веществ, нефтепродуктов, что связано с влиянием бытовых сточных вод.
Гидробиологические работы. Изучение состояния водоемов включает в себя биологический анализ особенностей структуры и состава водных биоценозов – зоопланктона и зообентоса, которые чутко реагируют на интенсивность и глубину воздействия загрязнений.
В результате исследований выявлено, что видовой состав зоопланктона среднего течения р. Алдан состоит из 21 вида, его систематический состав включает 14 видов ветвистоусых раков, 4 вида веслоногих раков и 3 вида коловраток.
Анализ количественных и качественных показателей зоопланктона показал, что район исследований можно разделить на две зоны: 1) приточную, включающую левые притоки р.Алдан – рр. Мая и Аллах-Юнь и 2) р. Алдан выше и ниже пос. Усть-Мая, Эжанцы, Эльдикан и Кюпцы.
Видовой состав первой зоны небогат и ограничен тремя видами зоопланктона. Так, в р. Аллах-Юнь с относительно высокой скоростью течения (1,3 м/c) планктонных организмов не обнаружено, а пробы загрязнены растительными и животными остатками дрифтового происхождения.
Зоопланктон устьевой части р. Мая насчитывает 3 вида, его структура представлена двумя группами – ветвистоусыми и веслоногими раками. В планктоне реки встречены Acroperus и Bosmina, характерные для плесовых участков с наносными иловыми отложениями. За их счет общая численность зоопланктона достигает 220 экз./м3, а биомасса – 13,4 мг/м3. В пойме р. Мая отмечено наличие нематод и олигохет, указывающих на загрязненность участка сельскохозяйственной деятельностью.
Фаунистический состав зоопланктона среднего течения р. Алдан насчитывает 12 видов, что в четыре раза разнообразнее, чем в притоках Мая и Аллах-Юнь. Благоприятные гидрологические условия сказались на составе и количественных показателях гидробионтов.
Максимальные значения численности зоопланктона в 360 экз./м3 и биомассы – 24 мг/м3 отмечены на ст. 8. В пробе, взятой у водозабора р. Алдан (ст. 11) присутствовали сапробные организмы Chydorus и Biapertura, относящихся по индикаторной значимости к средней степени загрязнения, что делает воду непригодной для питья без кипячения.
Пробы воды, отобранные на водоразделе среднего Алдана, между рр. Мая и Аллах-Юнь (ст.1-2 и ст.7), имели низкие и нулевые количественные показатели, что характеризует этот участок как ихтиологически малопродуктивным. В пробе воды, отобранных ниже устья р. Аллах-Юнь (ст.5), отмечена бедность фаунистического состава, где отмечена одна группа – ветвистоусые раки численностью 80 экз./м3 и биомассой 3,4 мг/м3.Это связано, по всей вероятности, с влиянием загрязненных вод р. Аллах-Юнь. На последующих станциях (3 и 4) р. Алдан зафиксировано увеличение численности и биомассы зоопланктона в 4 раза за счет видов из ветвистоусых раков, среди которых изобиловали виды Pleuroxus, в большинстве своем относящихся к олигосапробным организмам, т.е. принадлежащих к индикаторам чистой воды.
Зообентос является хорошим показателем качества воды водотоков и играет одну из главных ролей в процессе самоочищения и трансформации органических веществ. Структура сообществ донных беспозвоночных может указать на существование загрязнения водотока даже в тех случаях, когда на данный момент вода по химическим показателям чистая.
Качественное и количественное распределение донной фауны носит мозаичный характер и зависит от целого ряда биотических и абиотических факторов.
Основу донной фауны в среднем течении р.Алдан составляют пелореофильные организмы, обитающие на илистых грунтах. За период исследования нами были обнаружены представители семи систематических групп: нематоды, олигохеты, моллюски, клещи, поденки, веснянки и хирономиды. Из всех групп донных организмов первое место по встречаемости и распространенности занимают хирономиды – обитатели всех без исключения биотопов. Второе место занимают олигохеты – организмы, способные выдержать большую антропогенную нагрузку. Моллюски, клещи, поденки и веснянки немногочисленны.
Выявлено, что количественные показатели донной фауны в районе исследования были низкими. Биомасса бентоса колебалась от 0,067 до 0,345 г/м2, численность от 75 до 120 экз./м2.
Одним из показателей экологического состояния водоема является дрифт бентоса. В районе исследований наибольшим перемещениям вниз по течению подвержены личинки поденок, веснянок и двукрылых, особенно на рр. Мая и Аллах-Юнь. Наибольший снос донных организмов наблюдался на рр. Аллах-Юнь и Мая, где нарушение естественного режима достигло больших размеров. Так, на р. Аллах-Юнь встречено только три группы донных организмов: это олигохеты, нематоды и хирономиды. Определено, что самые низкие показатели по биомассе бентоса отмечены на р. Аллах-Юнь - 0,007 г/м2,на р. Мая – 0,10 г/м2.
Другой важный фактор, оказывающий влияние на качество воды и состояние донных организмов – бытовые стоки поселков. Так, на станции 8, расположенной выше пос.Усть-Мая, доминантами как по численности, так и по биомассе были поденки и хирономиды, а ниже поселка (ст.7).С увеличением поступления в воду органических веществ и ухудшением газового режима доминирующее положение стали занимать олигохеты и хирономиды, а в пробах появились нематоды. Такая же картина наблюдалась выше и ниже пос. Эжанцы и Эльдикан. Загрязнение р. Алдан бытовыми сбросами носит локальный характер, а с удалением отисточников загрязнения происходит постепенное самоочищение реки.
Таким образом, оценка гидрохимического состояния поверхностных вод среднего течения р. Алдан позволила установить, что исследуемые воды маломинерализованные, мягкие, с преимущественно нейтральной средой. В ионном составе преобладают гидрокарбонаты и кальций. Содержание большинства нормируемых ингредиентов не ограничивает хозяйственное использование воды. Однако повышенное количество органических и взвешенных веществ, а также нефтепродуктов и фенолов, содержание которых превышает допустимые пределы, лимитирует использование воды и требует ее дополнительной очистки. Следы ртути в устье р. Аллах-Юнь свидетельствуют о поступлении загрязненных вод с верховьев реки, в местах расположения горнопромышленных участков и старательских артелей.
В результате проведения гидробиологических исследований в среднем течении р. Алдан выявлено следующее. Определено различие количественных и качественных показателей по зоопланктону в среднем и верхнем течениях реки: численность зоопланктона в среднем течении реки в три, а биомасса в шесть раз выше показателей верховий реки. Обнаружены пробы, загрязненные растительными и животными остатками дрифтового происхождения. Определено сокращение видового разнообразия, биомассы и численности зообентоса среднего течения р. Алдан. Наибольшее сокращение произошло на рр. Аллах-Юнь и Мая, где зафиксированы минимальные количественные показатели донных беспозвоночных и наименьшее число групп. Поселки также являются источником загрязнения воды органическими веществами и ухудшения газового режима, о чем свидетельствует массовое развитие нематод и олигохет.
Таким образом, материалы, собранные при проведении гидробиологических и гидрохимических исследований, свидетельствуют о напряженной экологической обстановке верховий Алдана, вызванной влиянием промышленных горных разработок. Кроме того, воды р. Аллах-Юнь, загрязненные вследствие гидромеханизированных работ взвешенными веществами, нарушают естественный фон водной среды и создают экологически неблагоприятную обстановку в Усть-Майском районе, что подтверждает значение водного фактора в состоянии здоровья населения.
Рецензенты:
Саввинов Г.Н., д. б. н., директор Федерального государственного научного учреждения Институт прикладной экологии Севера Министерства образования и науки РФ, г. Якутск;
Гермогенов Н.И., д.б.н., зав. отделом Института биологических проблем криолитозоны СО РАН, г. Якутск.