Основы гидроэк:ологии

ния кислорода по сравнению с контролем свидетельствует об уси­

лении интенсивности фотосинтеза фитопланктона под влиянием

определенных биогенных элементов или их смеси и, соответ­ ственно, о целесообразном применении именно такой комбина­

ции удобрений в определенный период выращивания рыбы. В

этих же склянках анализируется состав фитопланктона, развива­

ющегося на протяжении суток, и его биомасса.

Наибольшая потребность в фосфоре наблюдается у диатомовых

водорослей при их массовом развитии, в азоте и фосфорепри раз­

витии у хлоракокковых водорослей. Внесение азотно-фосфорных удобрений (преимущественно калийной селитры с добавкой фос­

фатов) дает возможность получить наибольший прирост биомас­ сы хлоракоккового фитопланктона, с преобладанием водорослей родов сценедесмус и анкистродесмус, хорошо потребляемых зоо­

планктоном. Фосфаты стимулируют значительное развитие сине­ зеленых водорослей, особенно микроцистиса, что приводит к ~цве­

тению» воды с отрицательными последствиями (возникновение

кислородного дефицита, выделение токсических веществ). К тому

же сами фосфаты, даже в небольтих концентрациях, токсичны

для зоопланктонных организмов.

"Установлено, что в зоне Полесья наиболее эффективны калий­

ные удобрения, а потребность в фосфоре и азотеминимальна, тогда как в лесостепной зоне калийные удобрения практически неэффективны, а азотные и фосфорные отличаются высокой эф­

фективностью.

Внесение кальциевых соединений в рыбахозяйственные пру­ ды (известкование) приобрело особое значение в период после ава­ рии на Чернобыльекой АЭС. Кальций способствует дезактивации

донных отложений и уменьшению накопления радионуклидов стронция и цезия в организме рыб в прудах, расположенных на

территориях, загрязненных радионуклидами.

Глава 42. Экосистемы водоемов-охладителей

энергетических объектов

42.1. Общая характеристика

Водоемы-охладители тепловых и атомных электростанций

различаются по характеру водообмена. Среди них наиболее рас­ пространены три системы: прямоточные, пелроточные с оборот­

ным водоснабжением и смешанные. В системе оборотного водо­

спабжепия создаются наливные водоемы, из :которых вода мно­

гократно отбирается на охлаждение агрегатов. Свежая вода

608

Раадел. Vl. Моря и внутренние воды

nодается только в объемах, необходимых для возмещения безвоз­

вратных ее расходов в технологическом процессе и при испаре­

нии. Для охлаждения воды применяются градирни, как, напри­

мер, на Ровенекой АЭС. В прямоточных системах водоснабжения вода забирается из больших водохранилищ или озер. После про­

хождения через водаохлаждающие устройства она сбрасывается в те же водоемы. Забирают холодную воду и сбрасывают нагретую в разных местах, чтобы предотвратить ее смешивание. Такие систе­ мы охлаждения применяются на Трипольской СКаневекое водо­ хранилище), Приднепровской (Днепродзержинское водохрани­

лище) и 3миевской ГРЭС (оз. Лиман, Харьковская область). Сме­

шанные системы объединяют оборотную систему использования воды с забором ее из водохранилища или пруда. Такие системы функционируют на Чернобыльекой и Южноукраинской АЭС, Ла­ дыжинской ГРЭС и других (табл. 31) (рис. 25 цв. илл.).

Таблица 31. Характеристика водоемов-охладителей тепловых

и атомных электростанций Украины [83]

Основы zидраэкалаzии

Продолжение таблицы 31

В результате использования воды на охлаждение агрегатов

тепловых и атомных электростанций ее температура повышается

на 8-10 °С, что оказывает существенное влияние на физико-хи­

мические и биологические процессы в водоемах-охладителях и, соответственно, на химический состав воды. Возрастает удель­ ный вес карqонатных соединений кальция и магния, образующих

накипь на стенках систем прохождения охлаждающей воды [24].

42.2. Гидрохимический режим водоемов-охладителей

Водоемы-охладители разных физико-географических зон Ук­

раины различаются по солевому составу воды, содержанию био­

генных элементов и органических соединений. Химический сос­

тав воды этих водоемов определяется характером природных вод

в местах водозабора, а также химическим составом отработанной

воды электростанций, ее температурой и протекающими биологи­

ческими процессами. В Полесье и лесостепной зоне химический

состав природных вод формируется под влиянием карбонатных пород, а в восточных регионах лесостепи и степной зонепод вли­

янием почв, засоленных сульфатами и хлоридами. В частности,

воды, которые поступали на охлаждение агрегатов Чернобыльекой

АЭС из р. Припяти, относятся к гидракарбонатно-кальциевым во­ дами II типа, а на охлаждение Мироновекой ГРЭС (р. Луганка) -

к сульфатно-натриевым высокоминерализованным водам II типа,

610

Раадея VI. Моря и внутренние воды

в которых содержание сульфатов колеблется в разные сезоны го­

да от 32,0 до 43,6% общей суммы анионов.

· · В первые годы создания Ташлыкекого водохранилища нар. Юж­

ный Буг (Южноукраинская АЭС) среди основных ионов преобла­

дали хлориды и сульфаты. Через несколько лет эксплуатации во­ дохранилища произошло вымывание этих солей из донного грун­

та и их концентрация в воде водоема-охладителя уменьшилась.

На основании этого можно сделать вывод о роли солевого состава

донных грунтов в определении общей минерализации воды, качест­ венного и количественного соотношения в ней отдельных ионов - как в природных, так и в нагретых водах АЭС и ГРЭС.

После прохождения через теплообменные системы электро­ станций вода теряет определенное количество солей и ее общая минерализация снижается. Так, после прохождения днепровской воды через системы охлаждения Киевской ТЭС-5 она уменьшает­

ся почти на 22 %. Тенденция к снижению этого показателя харак­

терна только для прямоточных систем охлаждения. В водоемах­ охладителях с оборотной системой, наоборот, общая минерали­ зация воды повышается, так же как и ее жесткость. Так, после нескольких лет эк.сплуатации Чернобыльекой АЭС она возросла

в водоеме-охладителе с 244 до 280 мг/дм3 , а жесткость увеличи­ лась с 2, 7 до 2,9 мг-эквjдм3 , что обусловлено, в основном, испаре­

нием воды.

На фоне резкого уменьшения в водоемах концентрации СО2 в

результате фотосинтетической деятельности фитопланктона уве­

личивается количество анионов со;- и содержание СаСО3 и

MgC03 , которые выпадают в осадок, образуя накипь на стенках конденсационных систем. Особенно интенсивно протекают эти

процессы в солнечные летние дни, когда в водоемах-охладителях

массово развиваются синезеленые водоросли.

С повышением температуры воды в водоемах-охладителях

снижается содержание растворенного кислорода, которое под­

держивается в них на уровне 6-14 мг/дм3 благодаря интенсивно­

му перемешиванию воды. В отдельные периоды, когда усилива­ ется выработка электроэнергии, температура воды, поступаю­

щей в водоемы-охладители, может достигать 38-40 °С. Кроме

того, не исключено поступление в водоемы и реагентов, исполь­

зуемых в технологических процессах энергетических объектов.

Все это может сопровождаться резким снижением насыщения

воды кислородом.

Качество воды в водоемах-охладителях зависит от содержания

органических веществ. При прямоточном охлаждении воды ал­

лохтонные органические вещества играют основную роль в общем

балансе органических веществ в водоемах-охладителях. Если же

станция работает в режиме замкнутого цикла водоснабжения,

611

Основы гидраэкологии

возрастает удельный вес автохтонных органических веществ за счет продуцирования их фитопланктоном и другими раститель­

ными организмами.

На качество воды существенным образом может влиять пос­

тупление в отработанные нагретые воды реагентов. Их токсичес­ кое воздейс'l'ВИе на организм гидробиантов усиливается при повы­

шении температуры воды.

42.3. Гидробиологический режим

водоемов-охладителей

Видовой состав и численность гидробиантов в водоемах-охла­ дителях энергетических объектов Украины зависят от многих

факторов, в том числе и от экологического состояния источников

забора воды. При прохождении через теплообменные системы

часть организмов гибнет, а те, которые попадают в водоемы-охла­

дители, приспосабливаются к новым условиям среды (общее по­

вышение температуры, скоростные потоки воды, возрастание

турбулентности и изменение качества воды).

Ба~етериоплаюстоп. Нагрев воды на 4-10 ос по сравнению с ее температурой в месте забора приводит к повышению количест­ венных показателей бактериопланктона и изменению соотноше­

ния гетеротрофных, аммонифицирующих, нитрифицирующих и

денитрифицирующих бактерий. Возрастает численность бакте­ рий в местах сброса воды вследствие общей их температурной ре­

акции, а также увеличивается органическая масса за счет отми­

рания планктона после его прохождения через теплообменники. В водоемах-охладителях энергетических объектов в местах сбро­ са нагретых вод общая численность бактериопланктона возраста­ ет в 1,5-2 раза. В зонах смешивания нагретых и холодных вод, где температура воды уменьшается, показатели развития бакте­

рнапланктона ниже.

Различные группы бактерий по-разному реагируют на повы­ шение температуры воды. Так, в водоемах-охлади·r·елях в зоне ее

увеличения на 10 °С численность гетеротрофных бактерий возрас­

тает почти в 5 раз, бактерий с протеолитическими свойствами - в 3,5, а аммонифицирующих, нитрифицирующих и денитрифици­

рующих и коли-индекса- в 10 раз по сравнению с аналогичными

показателями наненагретых участках. Повышение температуры

воды до 35-40 °С может nриводить к развитию условно nатоген­

ной и патогенной микрофлоры вследствие интенсивной деструк­

ции органических веществ и гибели водных животных при пере­ греве. При этом ухудшается санитарно-гидробиологическое со­

стояние водоемов.

612

Раадел VI. Моря и внутренние воды

Фитопланктон. Флористический спектр фитопланктона водо­ емов-охладителей тепловых и атомных электростанций определя­

ется составом фитопланктона, который поступает из источников

забора воды на охлаждение. Фитопланктон водоемов-охладите­ лей, расположенных на территории Украины, представлен наибо­

лее распространенными пресноводными эвритермными видами

Cyanophyta, Dinophyta, Cryptophyta, Chrysophyta, Bacillariophyta, Xanthophyta, Euglenophyta и Chlorophyta.

При резком повышении температуры воды, проходящей через системы охлаждающих агрегатов, некоторые (от 9,8 до 29,0 %) наиболее холодалюбивые речные водоросли, в частности Diatoma

elongatum, Asterionella formosa, Synedra actinastroides, Actinast-

rum hantzschii, гибнут или значительно замедляется их развитие. Чаще всего это наблюдается в водоемах-охладителях с оборотной системой водоснабжения.

При умеренном подогреве воды в водоемах-охладителях отсут­ ствуют стенотермные теплолюбивые формы, при субтропическом

температурном режиме в них могут появляться водоросли из сос­

тава субтропического и даже тропического фитопланктона. Так, в

некоторых водоемах-охладителях, расположенных на террито­

рии Донбасса, интенсивно развиваются представители таких не типичных для водоемов Украины форм, как Anabaena bergii f.

minor и Anabaenopsis raciborskii.

При среднегодовом повышении температуры воды в водоемах­ охладителях, расположенных на территории Украины, на 3,5- 4,0 ос видовое разнообразие фитопланктона возрастало на 36%, а

при увеличении ее на 9,5 ос и высоком содержании биогенных и

органических веществпочти вдвое [24]. Общая реакция фито­

планктона на подогрев воды проявляется в возрастании количест­

ва видов всех его таксономических групп. При этом в зимне-ве­ сенний период наряду с диатомовыми продолжают развиваться зеленые (главным образом хлорококковые) и синезеленые водо­ росли. Например, в водоеме-охладителе Киевской ТЭС-5 зимой и весной отмечено 50-70 видов водорослей, представленных в ос­

новном хлорококковыми, синезелеными, диатомовыми и эвгле­

новыми и, в значительно меньшей степени, динофитовыми, воль­ воксовыми и зелеными нитчатыми. Значение водорослей для теп­ ловодных экасистем необходимо рассматривать в трех аспектах:

как фактор, определяющий качество воды, как биологическое препятствие в водоснабжении тепловых и атомных электростан­

ций и как пища для некоторых таксономических групп зоопланк­ тона и важный компонент естественной кормовой базы молоди и взрослых рыб.

Основная масса первичной продукции образуется фитопланк­ тоном в поверхностном слое воды толщиной до 1 м. Как свиде-

Осповыгидроэкологии

тельствуют наблюдения, проведеиные на разных водоемах-охла­ дителях, на этой глубине формируется от 38 до 68 % первичной продукции, на глубине до 2 м- не более 15-18 %. В отличие от бо­

лее холодных природных водоемов, водоемы-охладители харак­

теризуются значительно более высоким уровнем первичной про­ дукции фитопланктона в осение-зимний и ранний весенний пери­ оды. Наряду с этим процессы деструкции органического вещества в них протекают более интенсивно.

Фитабентос в водоемах-охладителях представлен микро- и

макроскопическими водорослями, которые могут формировать

разнообразные сообщества в прибрежных участках. В зонах посто­ янного обогрева придонных слоев воды и грунта до температуры

не выше 25 ос отмечается увеличение в 2-3 раза видового разно­

образия и в 4-5 раз - численности фитомикробентоса по сравне­ нию с аналогичными показателями на ненагретых участках. В

тех случаях, когда температура придонных слоев воды постоянно

превышает 25 °С, видовой состав фитабентоса обедняется, умень­

шается его численность и биомасса. Разные группы фитабентоса неодинако реагируют на увеличение температуры. Зимой и вес­

ной, когда температура воды незначительно повышена, в водое­

мах-охладителях доминируют диатомовые, а максимум развития

хлоракокковых водорослей приходится на весенний период. При повышении температуры воды в весение-летний и осенний перио­ ды происходит массовое развитие синезеленых водорослей.

Фитообрастания. Наличие в водоемах-охладителях значи­ тельных площадей бетонированных, металлических и каменис­

тых твердых субстратов создает благоприятные условия для раз­

вития организмов перифитона, поселяющихся на погруженных в

воду твердых предметах. Для разных водоемов-охладителей опи­ сано от 114 до 426 видов фитоперифитона. Из них наиболее расп­

ространены диатомовые водоросли, в меньшей степени представ­

лены синезеленые, зеленые, динофитовые, золотистые и др. Ко­

личество видов и их биомасса возрастают от весны к лету, а с приближением осени она постепенно уменьшается.

В макрофитоперифитоне водоемов-охладителей развиваются

преимущественно нитчатые зеленые водоросли, среди которых

доминируют представители порядков Ulotrichales, Oedogoniales,

Siphonocladales и Zygnematales. Больше всего распространены ви­

ды рода кладофора (Cladophora), биомасса которых на твердых

субстратах может достигать 5,5 кгjм2 • Эти виды очень чувстви­

тельны к повышению температуры воды: при 29 °С их развитие

значительно замедляется, а при 31 ос они полностью исчезают.

Из нитчатых зеленых водорослей в зоне повышения температуры

воды встречаются также представители родов Stigeoclonium,

Oedogonium, Spirogyra.

614

Раадел VI. Моря и внутренние воды

Высшая водная растительность. Повышение температуры воды и увеличение концентрации органических и биогенных эле­ ментов способствуют зарастанию мелководных водоемов-охлади­ телей высшими водными растениями. Удлинение периода вегета­ ции растений приводит к нарушению ее фаз и активизации про­ цессов фотосинтеза. Большинство видов в зоне нагрева воды начинает цвести раньше, чем в более холодных частях водоемов. Раньше наступает и период отмирания макрофитов, в течение ко­ торого их биомасса существенно влияет на процессы самозагряз­

нения водоемов.

3ооплапктоп. Уровень количественного развития зоопланкто­

на в разных водоемах-охладителях значительно отличается.

Среднегодовые показатели биомассы зоопланктона составляют

1,1-6,2 гjм3 • Наиболее продуктивны в этом отношении водоемы­

охладители 3миевской, Ладыжинской, Криворожской, Курахон­ екой и некоторых других тепловых электростанций.

Видовой состав зоопланктона в водоемах-охладителях такой

же, как и в природных водоемах, из которых воду подают на ох­

лаждение энергетических объектов. Вместе с тем изменение тем­ пературного режима существенным образом влияет на развитие

отдельных его форм.

В водоемах-охладителях, расположенных на территории Укра­

ины, в зоопланктоне встречаются такие озерные виды, как дафния

озерная, босмина горбатая, лептодора хищная, диаптомус боль­ шой, диаптомус стройный, а также беспозвоночные озерно-прудо­

вого типа, в частности коловратки родов Keratella, Asplanchna,

Synchaeta, Conochiloides, Brachionus. Из ветвистоусых ракообраз­

ных распространены диафанозома брахиурум, босмина длинноно­

сая, дафния длиннохвостая, цериодафния красивая, а из веслоно­

гихмезоциклоп Лейкарта, термациклоп толстый. В водоемах­

охладителях могут встречаться представители солоноватоводного

комплексабрахионус складчатый, потолка полосатая (бипали­ ум), эвритемора быстрая, каляпппеда пресноводная. В водоемах­

охладителях, которые пополняют свои запасы воды из днепров­

ских водохранилищ, обнаруживаются представители каспийской фауны (церкопагис Пенго, корнигериус меотикус). В водоемах-ох­ ладителях в зимний период обнаруживаются беспозвоночные, ко­ торые в естественных водоемах вс·гречаются только в наиболее

теплые летние месяцы. Это дафния большая, дафния обыкновен­ ная, диафанозома брахиурум, термациклоп толстый, брахионус бокаловидный. Чем дольше существует водоем-охладитель, тем

более стабильным становится видовой состав его зоопланктона,

однако количество видов в нем постепенно уменьшается.

Зоопланктон наиболее богат в охладителях водохранилищно­ го типа. Так, в весенний период в Ладыжинском водохранилище

615

Основы гидроэн:ологии

численность зоопланктона при повышении температуры воды до

10-13 °С возрастает за счет интенсивного развития коловраток,

циклопов и диаптомусов, общая биомасса которых составляет

2,6 гjм3 , а летом и выше. Со снижением температуры воды в

зимний период общая биомасса зоопланктона не превышает

0,15 гjм3• Максимальное ее возрастание (4-5 гjм3) наблюдается при повышении температуры воды до 20-25 °С. В Ладыжинском

водохранилище-охладителе на наиболее нагретых участках (тем­

пература 25-26 °С) численность дафнии длиннохвостой достига­

ет 300 тыс. экз.jм3 , а биомасса- 53,8 гjм3, при средней биомассе по водохранилищу 23,8 гjм3 • При перегрене воды (37-39 °С) раз­

витие многих видов зоопланктона приостанавливается и снижа­

ется их биомасса, как это неоднократно наблюдалось в водоеме­ охладителе Чернобыльекой АЭС.

Биомасса зоопланктона в водоемах-охладителях является важным компонентом естественной кормовой базы многих видов рыб. Установлено, что наибольшей рыбопродуктивностью в теп­ ловодных рыбных хозяйствах характеризуются водоемы с высо­

ким уровнем развития зоопланктона.

Зообентос. Общее повышение температуры воды положитель­

но влияет на развитие зообентоса водоемов-охладителей. При температуре воды и донного грунта 25 ос активизируется размно­

жение олигохет, которые представлены трубочниками, наядами и др. Создаются более благоприятные условия для массового раз­ вития моллюска дрейссены. Но на фоне этой общей тенденции по­

ложительного воздействия температуры на развитие бентосных

организмов в водоемах-охладителях разного типа имеет место и

отрицательное влияние экологических факторов. Так, при высо­ кой скорости течения сбросных вод в неглубакие водоемы-охла­ дители бентосные организмы могут сноситься. Отрицательно вли­

яет на развитие зообентоса и перегрев воды, особенно в неглубо­

ких водоемах-охладителях, где нагретые сбросные воды распространяются по всей площади и глубине водоема. В глубо­

ких водоемах, где нагретые воды занимают лишь поверхностный

слой, их влияние на донную фауну несущественно, и поэтому зо­

обентос может развиваться нормально даже при значительном по­

вышении температуры воды летом или при ее снижении в осение­

зимний период. Продолжительное воздействие высокой темпера­

туры воды (выше 30-33 °С) обусловливает угнетение донной

фауны. Такие явления особенно часто наблюдаются в небольтих

наливных водоемах-охладителях с оборотной системой водоснаб­

жения.

Зооперифитон. Из беспозвоночных в перифитоне водоемов-ох­

ладителей на территории Украины встречаются губки, мшанки,

малощетинкавые черви, ракообразные, брюхоногие моллюски.

616

Раадея VI. Моря и внутренние воды

Реакция разных видов и групп животных перифитона на нагрев

воды неодина:ковая. Губ:ки (губ:ка обыкновенная, бадяга) и мшан­ ки (палюдицелла :колониальная) обладают повышенной чувстви­

тельностью :к этому фактору и, :ка:к правило, в зонах влияния по­

догретых вод не встречаются.

Повышение температуры воды до 30 °С положительно влияет

на рост и развитие олигохет, личинок хирономид и ручейников. Так, личинки в подогретой воде окукливаются на месяц раньше, чем в естественных, более холодных условиях.

Ихтиофаупа. Изменения температурного режима в зонах сбро­

са нагретых вод тепловых и атомных электростанций существен­

ным образом влияют на формирование ихтиофауны, ее распрост­

ранение и сезонную динамику. В водоемах-охладителях и нагре­

тых зонах водохранилищ создаются благоприятные условия для массового развития та:ких малоценных теплолюбивых рыб, :ка:к

красноперка, густера, уклея, плотва и др. В зонах распростране­ ния теплых вод отмечены наибольшие скопления леща, плотвы,

окуня.

Наблюдения, проведеиные на Луганской ГРЭС, обнаружили четкую зависимость распределения рыб от температуры воды. Та­

кие рыбы, :как щу:ка, плотва, елец, окунь, бычок, весной, летом и

в начале осени находились преимущественно в зонах с температу­

рой воды о:коло 20 °С, а густера, лещ, линь, :карась, карп, сазан,

у:клея, пескарь - в зонах с более высокой температурой воды

(22-28 °С). Повышение температуры воды ДО 25-26 °С положи­

тельно влияет на рост леща, а при возрастании ее до 28-30 ос и

выше по:казатели темпа его роста замедляются.

Изменения видового состава ихтиофауны меньше проявляется

в больших водоемах-охладителях, :которые имеют прямые связи с

другими водоемами и водотоками. В наливных изолированных водоемах с оборотной системой использования воды ихтиофауна беднее. Рыбопродуктивность водоемов-охладителей зависит не

только от их температурного режима и :качества воды, хотя эти

факторы и играют очень часто решающую роль в биопроду:кцион­

ных процессах, но и от уровня развития гидробиантов :как пищи для рыб. Четко прослеживается связь между рыбопродуктив­

ностью водоемов и их ландшафтно-географическим положением,

гидрологическим и термическим режимом, наличием мелковод­

ных участков и зон зарастания высшей водной растительностью.

Одним из наиболее рыбапродуктивных водоемов Украины яв­

ляется оз. Лиман (Харьковская область), используемое :ка:к водо­

ем-охладитель Змиевс:кой ГРЭС. Биомасса зоопланктона в нем в

течение вегетационного периода составляет в среднем 5,3-9,2, а в

отдельные месяцы- 19-29 гjм3 • Наряду с хорошо развитым зоо­

планктоном в этом водоеме обнаружено свыше 65 видов организ-

617

Основыгидраэкологии

мов микрозообентоса, представленного жгутиковыми, инфузория­ ми, корненожками, коловратками, нематодами, турбелляриями.

Как важный источник кормовых ресурсов для рыб зоопланк­

тон оз. Лиман определил и высокую рыбопродуктивность плаваю­

щих рыбных садков, расположенных непосредственно в водоеме,

при выращивании в них карпов. С 1 м2 площади садков в Лиманс­

ком рыбном хозяйстве на теплых водах в течение ряда лет получа­ ли более 110-120 кг рыбной продукции за сезон.

Значительно менее продуктивен водоем-охладитель Киевской ТЭС-5 (Корчеватский залив Капевекого водохранилища). Естест­ венная кормовая база этого водоема намного беднее, что обуслов­

лено его природно-ландшафтными харак1•еристиками: отсутстви­

ем высшей водной растительности, песчаными обрывистыми бе­ регами, быстрым течением воды.

42.4. <<Тепловое загрязнение>> (термофикация)

водной среды

Влияние нагретых вод на функциональное состояние водных экасистем определяется уровнем повышения температуры. Кро­

ме положительного воздействия, о чем указывалось в предыду­

щих разделах, регистрируются и отрицательные последствия пе­

регрева воды, которые характеризуются как «тепловое загрязне­

ние>> водной среды.

Наиболее отрицательное влияние на водные экасистемы нагре­ тые воды ТЭС и АЭС оказывают в южных регионах, где летом тем­

пература воды в естественных условиях может возрастать до 30 ос

и выше. Вследствие этого в водоемах усиливается прямая темпе­

ратурная стратификация, формируются потоки воды с разной

плотностью. Зимой небольшие и неглубакие водоемы-охладители не замерзают, а в большихобразуются значительные проруби. Вода, расположенная по их периферии, обладает более высокой

плотностью, вследствие чего возникает плотностное и химичес­

кое расслоение водных масс. Зоны более высокого нагрева харак­

теризуются сниженным содержанием кислорода и смещением

карбонатного равновесия в сторону перенасыщения воды карбо­ натом кальция (СаСО3).

Влияние подогретых вод на водные экасистемы зависит от их

температуры и чувствительности к ней различных гидробионтов.

Умеренное повышение температуры воды (24-26 °С) способствует

возрастанию видового разнообразия планктонных и бентосных

организмов, интенсификации фотосинтеза водных растений (фи­

топланктона, макрофитов). Благодаря этому увеличиваются со­

держание растворенного кислорода в трофогенном слое воды и

618

Раадел Vl. Моря и внутренние воды

численность бактериального населения в придонных слоях, что

способствует деструкции органических веществ и улучшению са­ моочистительной способности водных экосистем.

Температура воды 28-32 ос для большинства водных организ­

мов является пороговой. В таких условиях может наблюдаться угнетение метаболических процессов у представителей некото­ рых систематических групп и возрастать их отмирание. В то же время численность сапрофитных и других бактерий сохраняется

на довольно высоком уровне, что способствует интенсивной дест­

рукции органических веществ. При этом уменьшается содержание

растворенного кислорода не только в придонных, но и в поверх­

ностных слоях воды.

В условиях значи·гельного повышения температуры воды

(35--40 °С) исчезают целые таксономические группы гидробион­

тов. Например, на участке р. Северекий Донец ниже места сброса нагретых вод Луганской ТЭС при повышении температуры воды

(в летний период) до 37 ос не обнаруживались моллюски, в дон­

ных отложениях встречались лишь единичные экземпляры хиро­

номид и олигохет. При этой температуре отмирают и организмы

перифитона, что также приводит к дополнительному органичес­

кому загрязнению водных объектов.

У каждого вида гидробиантов есть свой диапазон адаптивных возможностей по отношению к изменениям температуры водной среды. Некоторые организмы могут жить даже в горячих источ­

никах, где температура достигает 70 °С. Реакция на повышение

температуры неодинаковая у разных видов. Так, форель может

переносить возрастание температуры воды до 26-28 °С, но при

этом она теряет способность к размножению. Высокая температу­ ра водной среды часто является причиной снижения сопротивля­ емости организма рыб к инфекционным и инвазионным заболева­

ниям. Резко повышается чувствительность рыб и беспозвоночных

к токсическим загрязнениям, в частности, у дафний при темпера­

туре воды 30-32 ос чувстви'I·ельность к меди и цинку повышается

в10-100 раз, а к кадмиюдаже на несколько порядков.

Вэкосистемах, испытывающих влияние теплового загрязне­

ния, обнаруживается значительно меньшее количество видов гидробионтов, чем в природных экосистемах, для которых харак­

терны сезонные изменения температурного режима. Естествен­

ные сезонные колебания температуры воды дают возможность

большему количеству видов доминировать в отдельные сезоны го­

да, а соответственно и конкурировать за пространство и пищу на

определенном участке акватории. R тепловому загрязнению, ког­ да •срезаются• сезонные колебания температуры воды, приспо­

сабливается лишь ограниченное количество теплолюбивых видов

гидробионтов, что и определяет упрощение биотического разнооб­

разия •перегретых• водных экосистем.

619

Основы zидроэко.лоzии

42.5. Рыбахозяйственное использование

водоемов-охладителей

Существуют разные способы использования тепла, выделяемо­ го с нагретыми сбросными водами энергетических объектов. Сре­ ди них создание рыбных хозяйств принадлежит к одному из наи­ более перспектинных направлений. При многих тепловых элект­ ростанциях Украины успешно функционируют бассейновые и сетчатые садковые хозяйства для промыслового выращивания нарпа, нанальпого сома, пресноводных угрей, бестера. Есть поло­

жительный опыт выращивания на теплых водах озерной форели

и стальноголового лосося, или радужной форели. Непосредственно в водоемах-охладителях можно заниматься

разведением растительноядных рыб: белого амура, белого и пест­ рого толстолобов, обладающих ценными биологическими начест­

вами - вь1соной сноростью роста и устойчивостью к повышенной

температуре воды.

На базе подогретых вод тепловых и атомных элентростанций Унраины создаются специализированные комплексы, ноторые

включают цеха инкубации икры, лоточные линии для выращива­

ния личинок и системы бассейнов или небольтих прудов для ус­ норенного получения рыбапосадочного материала. Выращивание рыбы непосредственно в водоемах-охладителях предусматривает не тольно получение рыбной продукции, но и использование рас­

тительноядных рыб в качестве биологических «мелиораторов•,

которые очищают водоемы от зарослей высшей водной раститель­

ности и обрастаний нитчатых водорослей. Белый амур использу­ ется для очистки сбросных каналов и водоемов-охладителей. Для борьбы с избыточной биомассой фитопланктона в водоемы-охла­ дители или водохранилища, в которые сбрасываются нагретые воды, вселяют белых толстолобов.

Основой биологического обоснования целесообразности ис­ пользования водоемов-охладителей в целях рыборазведения яв­

ляется функциональная зависимость уровня метаболических

процессов в организме рыб от температурного режима воды. У

водных животных, в том числе и у рыб, температура тела зависит

от температуры воды. При этом оптимальная температура воды для протекания ферментативных реакций у рыб в ряде случаев бывает выше, чем в естественных водоемах. В условиях тепловод­

ного выращивания можно продлить период поддержания опти­

мальной температуры для роста и развития не тольно традицион­ ных объектов прудового рыбоводства (карп), но и форели и тепло­ любивых растительноядных рыб. Наиболее интенсивный рост карпа в природных водоемахУнраины длится в среднем 3-4 ме­

сяца, когда температура воды в них не ниже 18-20 °С. В водое-

620