2.2 Моніторинг якості поверхневих вод Кременчуцького водосховища

Для дослідження бралися п’ять проб води у різних частинах водосховища з поверхні та дна. Відібрані проби на предмет складу забруднення ,хімічні та фізичні властивості досліджувалися в хіміко-аналітичній лабораторії КП»Кременчукводоканал» (Додатки Е,Ж).Результати досліджень занесені до таблиці (ДодатокЗ,таблиця З.1).Результати моніторингу за всі роки дослідження занесені до таблиці И.1 у Додатку И.

Якнайменше сприятливим для водних організмів газовий режим в Кременчуцькому і інших дніпровських водосховищах був в перші роки їхнього існування, коли в результаті розкладання величезної кількості органічних речовин, змитих із затоплених територій і трупів планктерів дуже багато кисню в придонних шарах витрачалося на окислення, спостерігалося скупчення двоокису вуглецю і низькі значення pH. В пригребельній ділянці Кременчуцького водосховища в ці роки (1961) був навіть виявлений сірководень[14].

Амонійний азот у літній період вегетації водоростей, так само, як і азот NО , відсутній чи міститься в незначній кількості (0,2 – 0,4 мг/л); узимку його вміст збільшується до 0,8 – 1,0 мг/л; Найбільша кількість фосфору спостерігається в зимньо-осінній період при мінералізації органічної речовини [3,10,22]. Починаючи з 1988року спостерігається прогресивне збільшення у воді кількості амонійного азоту,нітритів та особливо фосфатів(Додаток К,Рис. К.2 та Додаток Л,Рис.Л.2). . Високий вміст азоту у воді прискорює процеси евтрофікації водойм, тобто бурхливий розвиток мікроскопічних водоростей, «цвітіння» водойм, загибель риб та інших водних організмів, тобто кардинально порушує стан водних екосистем. Уміст фосфору у воді є головним лімітуючим фактором для процесів евтрофікації.

На формування газового режиму водосховищ впливають численні фактори: уповільнений рух водяних мас у порівнянні з рікою, проточність; періодично діюче вітрове перемішування; інтенсивно протікаючі у теплий час року процеси фотосинтезу; взаємодія води з залитими ґрунтоутвореннями; утворення і мінералізація органічних речовин; господарська діяльність людини й ін.

Під впливом перерахованих факторів уміст розчиненого у воді кисню, двоокису вуглецю і величини pН у воді Кременчуцького водосховища коливається в широких межах і змінюється по сезонах року, по глибині й акваторії водосховища, а також у різні по водності роки, чого не спостерігалося в річці (Додаток К,Рис.К3 та Додаток М,Рис.М.2).Величина рН збільшилась з 7.5 до 8.4.Величина ХСК та БСК прогресивно збільшилась з 1975 року(ДодатокМ,Рис.М.1).

До спорудження водосховищ на Дніпрі було виявлено 594 планктонові водорості, представлені 672 внутрішньовидовими таксонами, після спорудження їх стало 900 і понад 1000 таксонів – або на 85% більше, ніж в умовах незарегульованого стоку. Це пов’язано з тим, що поряд з річковими почали інтенсивно вегетувати їх озерні форми. Різко зросла кількість синьо-зелених водоростей, динофітових, жовто-зелених. На окремих ділянках водосховищ їх біомаса сягає 70 – 100 г/м³ [2,20,27].

Причини, які призводять до масового розвитку водоростей:

1.Фізичні чинники:горизонтальна неоднорідність водної маси; вертикальна сертифікація; висока сонячна радіація;оптимальна температура води;вітри, течії, припливи;опріснення.

Найбільш масштабне теплове забруднення води - виробництво електроенергії на Кременчуцькій ГЕС, де вона використовується головним чином для охолодження та конденсації пари, що виробляється турбінами теплових електростанцій. При цьому вода нагрівається в середньому на 7 °С, після чого скидається безпосередньо у водосховище, і є основним джерелом додаткового тепла, яке називають "тепловим забрудненням".

2. Хімічні чинники: високий вміст біогенів;підвищений вміст розчиненої та завислої органічної речовини.

Кількість завислої речовини збільшилась катастрофічно: з 4.6 до 14.7, що суттєво погіршує стан життєдіяльності гідробіонтів(ДодатокМ,Рис.М.1). Бактеріологічні показники характеризують забрудненість води патогенними мікроорганізмами.Колі- індекс збільшився з 1991 року майже в 6 разів. Крім хімічних сполук, у Кременчуцьке водосжовище потрапляє великий об'єм фекалій та інших органічних залишків з ферм, де вирощуються м'ясо-молочна велика рогата худоба, свині або домашня птиця. Багато органічних відходів також надходить в процесі переробки продукції сільського господарства (при обробленні м'ясних туш, обробці шкір, виробництві харчових продуктів та консервів і т.д.).При надлишку органічної речовини у воді утворюються стійкі органомінеральні комплекси з важкими металами, в деяких випадках більш токсичні, ніж самі метали. На окислення величезної кількості новоутвореної органічної речовини витрачається значна частина розчиненого у воді кисню - виникає кисневий дефіцит, що вкрай негативно впливає на цінні породи риб і їх кормову базу - зообентос. Крім того, дефіцит кисню приводить до того, що з донних відкладень у воду більш активно виділяється ряд речовин, у тому числі фосфор, а це, у свою чергу, інтенсифікує процес евтрофування. Таким чином, починаючи з якогось моменту, евтрофування, отримуючи внутріводне прискорення, стає незворотнім, викликаючи деградацію водосховища [24 ].

Під впливом інтенсивного розвитку синьозелених водоростей змінюються не тільки хімічні показники, але й фізичні параметри води:

• спостерігається посилене нагрівання поверхневої плівки та її підстеляючих прошарків у місцях скупчення водоростей;

• відбувається горизонтальне та вертикальне перемішування органічних та мінеральних речовин;

• внаслідок бродіння відмерлих водоростей накопичуються ацетон, оцтова кислота, бутиловий спирт, а вміст фенолів перевищує в 10 разів граничнодопустимі концентрації.

Погіршення якості природних вод у Кременчуцькому та Дніпродзержинському водосховищах, на наш погляд, обумовлено також зникненням за останні 5 – 7 років (за даними спостережень лабораторій на водоочисних станціях водозаборів міст Кременчука та Комсомольска) низки видів зелених водоростей (p.p. Scenedesmus, Chlorella і др.) та домінуванням СЗВ (p.p. Microcystis, Aphanizomenon та ін.). У зв’язку з цим відрізнялись і періоди «цвітіння». Було виявлено, що найбільш інтенсивними процеси «цвітіння» у Дніпродзержинському водосховищі були в 1994 – 1995 роках, а у Кременчуцькому – у 2001 – 2002 роках. [27,30 ].

Органічна форма елементів харчування і низьке відношення N/P сприяє повній зміні складу продуцентів. Звичайний змішаний склад фітопланктону – діатомові і дінофлагеляти можуть повністю заміститися зеленими джгутиковими. Досліди з культурами засвідчили, що зелені джгутикові добре розвиваються в присутності азоту у формі мочевини і амміака а діатомова водорість потребує неорганічного азоту (нітрату). Основою харчування рослиноспоживаючої риби є якраз діатомова водорість. Хоча в шлунку такої риби знаходили до 20% синьозелених водоростей, це результат механічного заглинання і аж ніяк не харчування.

Відношення азоту до фосфору в річці складає 28 до 1. Коли його понизили до 5 у фітопланктоні домінували синьозелені водорості. При підвищенні температури води риба потребує більше кисню, в той же час його здатність розчинятися в теплій воді знижується.

Вуглеводні, що входять до складу нафтопродуктів, діють токсично і мають незначну наркотичну дію на живі організми та уражують серцево-судинну й нервову системи. Кількість нафтопродуктів також збільшилась (Додаток Л,Рис.Л.1)

Показники ПАР, які токсично діють на гідробіонти і людину,також суттєво збільшились(Додаток Л,Рис.Л.1)

Серед важких металів, які мають мутагенну і токсичну дію, різко зменшують інтенсивність біохімічних процесів у водоймі,збільшилися показники заліза, міді, свинцю, цинку(Додаток К,Рис.К.1 та Додаток Л.Рис.Л.3). Такі токсичні метали, як ртуть, миш'як, кадмій і свинець, мають кумулятивний ефект.

Таким чином, аналізуючи отримані показнаки, визначено, що за кількістю нітратів, фосфатів, БСКповн. води Кременчуцького водосховища можна вважати помірно забрудненими,за марганцем- забрудненими,за амоній-іонами,нафтопродуктами та розчинним киснем- чистими (Таблиця 2.4).

Внаслідок складних взаємодій аутогенної і аллогенної сукцесій, що спостерігаються у Кременчуцькому водосховищі , відбуваються постійні зміни і видового складу риби та її рясності.

Не дивно,що відбувається "цвітіння" синьо-зелених водоростей (хоча, звісно, "цвітуть" і діатомові, й зелені).Завдяки наявності газових вакуолей, при штильовій погоді синьозелені водорості спливають на поверхню води, утворюючи плями "цвітіння" специфічного синювато-зеленого забарвлення.В плямах "цвітіння" розвиваються явища біологічного забруднення і самозабруднення. У цьому випадку виділяються продукти розпаду водоростей - аміак, феноли, цианіди; вміст розчинених органічних речовин перевищує норму за вуглецем у 20-40 разів, за азотом - у 30-150, за фосфором - у 20-25 разів. Загальна кількість бактерій збільшується у 25-100 разів, а гетеротрофних - до 400 разів.

Домінуванню синьозелених водоростей сприяють багато факторів:

- зменшення проточності й водообміну, уповільнення швидкості течії (синьозелені - стагнофіли), збільшення прозорості води при відстоюванні, накопичення біогенних елементів та органічних сполук при створенні водосховища та подальшому природньому та антропогенному його евтрофуванні;-пониження рівня кисневого насичення води та наростання відновленості середовища у придонних шарах через заїлення, а також високий коефіцієнт розмноження водоростей (потомство однієї клітини за вегетаційний період складає 10 особин)- стійкість їх до відсутності світла, коливань температури; висока рістінгібуюча активність метаболітів синьозелених водоростей по відношенню до інших представників альгофлори;- токсичність й низький коефіцієнт використання їх у харчових ланцюгах;- відсутність серед гідробіонтів водосховищ активних споживачів цього виду, що регулювали б його чисельність[20,27,30,31].