Зоопланктон нефтезагрязненных районов средней Оби

УДК 574.6З2 + 574.6ЗЗ

ЗООПЛАНКТОН НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ РАЙОНОВ СРЕДНЕЙ ОБИ

© М.В. Минина, Е.В. Нуянзина, А.Г. Карташев

Ключевые слова: нефтезагрязнение; средняя Обь; коловратки; ветвистоусые и веслоногие ракообразные. Представлены результаты изучения видового разнообразия и численности сообщества зоопланктона нескольких рек средней Оби в районах нефтедобычи. Установлено, что количество видов, численность и биомасса беспозвоночных практически на всех нефтезагрязненных створах меньше относительно условно «чистых» участков. Несмотря на некоторые особенности формирования зоопланктона на изученных участках, практически все они находятся в стадии умеренного загрязнения, что говорит об устойчивости экосистем участков рек, подверженных нефтезагрязнениям.

Нефтегазовый комплекс с экологической точки зрения является одним из опасных видов хозяйственной деятельности. Техногенное воздействие на окружающую среду проявляется на всех этапах функционирования нефтегазового комплекса. Основными загрязняющими веществами выступают нефтяные углеводороды, пластовые минерализованные воды, химические реагенты, кислотообразующие вещества, фенолы [1-2].

Из всех загрязняющих веществ, поступающих в реки, основная часть приходится на нефть, нефтепродукты, фенолы. Нефтяное загрязнение отрицательно сказывается на качестве воды и условиях обитания гидро-бионтов [3]. Зоопланктон водных экосистем относится к наиболее богатым питательными веществами кормам молоди рыб. Продуктивность рыб находится в зависимости от численности и биомассы зоопланктона. Планктонные организмы служат биоиндикаторами режима водоемов и загрязнения [4]. Сообщества зоопланктона рек Западной Сибири определяются соотношением трех основных групп: коловраток, веслоногих и ветвистоусых раков [5]. Изучение влияния нефте-загрязнений на водные экосистемы этого региона является актуальным в связи с развития нефтедобывающего комплекса [3].

Бассейн средней Оби характеризуется высокой заболоченностью, с которой связывают повышенное содержание в природных водах веществ, превышающее допустимые нормативы [6].

Исследования по численности и видовому разнообразию сообществ зоопланктона рек Среднего Приобья (среднего течения Оби) проведены в недостаточном объеме и нуждаются в корректировке.

Целью предлагаемого исследования являлось изучение видового разнообразия и численности сообщества зоопланктона нескольких рек средней Оби в районах нефтедобычи.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Отбор проб проводился на 28 створах рек средней Оби в летний период 2013 г. Створы 1-14 являются

условно «чистыми», находятся выше нефтезагрязнен-ного участка. Створы 1а-14а находятся ниже нефтезаг-рязненного участка.

Пробы отбирали путем фильтрования 5O л воды через планктонную сеть Апштейна из мельничного газа № 68. Зоопланктон фиксировали 4 %-ным формалином. Подсчет организмов осуществляли счетным методом, под микроскопами (микроскопы «Биомед З» и Motic DM-BA300) в камеральных условиях на консервированном материале [7]. При идентификации организмов руководствовались общепринятыми определителями [5; 8-9].

Районы отбора проб зоопланктона: А - створы на правых притоках р. Ягылъях: 1, 1а, 2, 2а, З, За, 4, 4а, 5, 5а; Б - cтворы на р. Екылчак: 6, 6а, 7, 7а, 8, 8а; В -створы на р. Обь: 9, 9а, 1O, Юа; Г - створы на левых притоках р. Васюган: 11, 11а, 12, 12а; Д - створы на р. Салат: 1З, 1За; Е - створы на р. Чижапка: 14, 14а.

Полученные данные по количеству зоопланктона в пробе пересчитывались на 1 м3. Для оценки видового разнообразия сообществ использован индекс Шеннона. Для оценки качества водной среды рассчитывался индекс сапробности по общепринятой формуле Пантле и Букк [1O]. Индикаторные веса для расчета индекса сапробности взяты по Мордухай-Болтовскому [11].

Параллельно с отбором проб зоопланктона отобраны пробы воды для определения содержания нефтепродуктов в воде. Концентрация поллютантов на участках, находящихся выше нефтезагрязненных районов, превышала концентрацию участков, находящихся ниже нефтезагрязненных районов. Вероятно, это связано с поступлением нефтепродуктов с водами верхних притоков, протекающих по территории относительно молодых нефтепромыслов, и с заболоченностью водосбросов. Воздействие объектов нефтедобычи может приводить к дополнительному увеличению концентрации загрязняющих веществ как и из-за химического загрязнения объектов природной среды, так и из-за изменения их водного режима [6].

Статистическую обработку данных производили в табличном процессоре Microsoft Excel 2003.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В систематическом отношении в зоопланктоне рассматривались представители из трех основных групп: коловраток (КоИ/ета), ветвистоусых (СШоеета) и веслоногих (Сорероёа) ракообразных. За период исследования обнаружено 76 видов, среди которых 45 - коловраток, 19 - ветвистоусых и 12 - веслоногих ракообразных. Основу численности и биомассы обеспечивали ветвистоусые рачки. Значение ПДК нефтепродуктов в водоемах, используемых в рыбохозяйственных целях, составляет 0,05 мг/дм3. Содержание нефтепродуктов в исследуемых створах не превышает установленной ПДК.

Из рис. 1 видно, что наибольшее количество видов зоопланктона характерно для створов № 4 (30 видов), № 3 (28 видов), № 4а (25 видов). Большое количество видов на этих створах определено разнообразием видов коловраток. На створах № 2, 2а, 5, 5а, 6, 6а самое

меньшее количество видов, в пробах обнаруживали только ветвистоусых ракообразных.

Из анализа диаграммы (рис. 2) видно, что наибольшие показатели численности зоопланктона характерны для створов № 4 и 9, а наименьшая - для створов № 2а, 6а. Если рассмотреть отдельно численность представителей трех основных групп, то численность коловраток повышена на створах № 4 (3580 экз./м3) и 4а (2000 экз./м3); ветвистоусых ракообразных - на створах № 3 (6280 экз./м3), а также на 4 (9300 экз./м3) и 4а (5820 экз./м3); веслоногих ракообразных - на створах № 12 (12900 экз./м3), 4 (4560 экз./м3) и 10 (4200 экз./м3).

Основу общей биомассы составляли ветвистоусые ракообразные практически на всех пунктах отбора проб, за исключением створов № 1а, 9, 10, где биомасса веслоногих рачков является определяющей. Величина биомассы коловраток на 9а, 10а и 14а створах выше биомассы других основных групп зоопланктона (рис. 3).

Рис. 1. Распределение количества видов по створам

Рис. 2. Распределение численности зоопланктона в пунктах отбора проб

Рис. 3. Биомасса зоопланктона в пунктах отбора проб

На створах № 2, 2а, 5а, 6, 6а, 10, 10а, 11, 11а, 12, 12а концентрация нефтепродуктов в воде меньше или равна 0,005 мг/дм3 (табл. 1). Речные воды умеренного загрязнения (III класс качества воды): индекс сапробно-сти в Р-мезосапробной зоне. Пробы 2, 2а, 5а, 6, 6а характеризуются низкой численностью, биомасса выше на створе № 2а. Зоопланктон представлен ветвистоусыми раками, кроме створа № 6, где преобладают коловратки (рис. 2, рис. З). Низкая численность объясняется не токсическим воздействием поллютанта, а экологической особенностью рек Екылчак и Ягылях, с которых взяты пробы. Максимальная численность при данной концентрации в пробе 10, в зоопланктон которой входят представители основных систематических групп. В пробе 10а в зоопланктоне отсутствуют ветвистоусые раки. На створах левых притоках р. Васюган (пункт отбора проб Г) численность и биомасса зоопланктона практически на одном уровне. Видовое разнообразие на этих створах ниже, а количество видов выше. В целом р. Васюган - Р-мезосапробный водоток, вода в котором достаточно чистая. Нефтедобывающие комплексы «Васюганнефть» не оказывают значительного воздействия на планктон реки. Экосистема р. Ва-сюган является стабильной, за счет активного развития зоопланктона река справляется с поступающими биогенными веществами из окружающих болот [12]. Наиболее распространенными видами коловраток являются Asplanchna priodonta Gosse, 185G, Euchlanis dilatata (Ehrenberg, 1832), Brachionus diversicornis (Daday, 1883), Brachionus quadridentatus (Hermann, 1783), из ветвистоусых рачков - Bosmina longirostris. Наибольшее видовое разнообразие на створах № 10 и 11.

Концентрация нефтепродуктов в воде 0,006-G,GG9 мг/дм3 обнаружена на створах № 1, 1а, 7а, 8, 8а, 9а, 1За.

На створах на участке Б показатели численности и биомассы выше по сравнению с другими участками (табл. 1). Индекс сапробности в Р-мезосапробной зоне: речные воды умеренного загрязнения (III класс качества воды). Наиболее часто встречались из коловраток виды A. priodonta, E. dilatata, Mytilina trigona (Gosse, 1851), Brachionus calyciflorus (Pallas, 17бб), из ветвистоусых рачков - Scapholeberis mucronata, Chydorus sphaericus, из веслоногих рачков - Paracyclops fmbriatus. Индекс Шеннона выше на створах № 1 и 8а (табл. 1).

На створах № За, 4а, 5, 7, 9, 1З, 14, 14а концентрация нефтепродуктов в воде 0,012-0,019 мг/дм3. В пробах 4а и 9 больше всего численность зоопланктона, показатели биомассы выше в пробах За, 4а (основу биомассы составляют ветвистоусые ракообразные). Речные воды умеренного загрязнения (III класс качества воды): индекс сапробности в Р-мезосапробной зоне. Наиболее распространенными видами коловраток являются A. priodonta, M. trigona, Notommata cyrtopus Gosse, 188б, E. dilatata, крупные фильтраторы Simocephalus vetulus, Ceriodaphnia pulchella и представители подкласса Ostracoda. Наибольшее видовое разнообразие на створах № 4а и 7 (табл. 1).

Концентрация нефтепродуктов в воде 0,02З мг/дм3 обнаружена на створах № З и 4. Численность зоопланктона больше в пробе 4, чем в З, но биомасса снижается. Количество видов при данной концентрации нефтезаг-рязнений высокое. Основу биомассы составляют ветвистоусые ракообразные. Индекс сапробности в а- (створ № З) и Р-мезосапробной (створ № 4) зонах. Экологическое состояние речных вод участках возможно оценить в пределах III-IV классов (воды умеренного загрязнения и тяжело загрязненные) (табл. 1). Наиболее часто

Таблица 1

Концентрация нефтепродуктов, показатели развития и экологического состояния зоопланктона

в воде исследуемых участков

Пункты отбора проб, № створа Концентрация нефтепродуктов, мг/дм3 экз./м3 Bобщ, мг/м3 H Число видов S Класс качества вод

А 1 0,008 520 27,80 2,80 9 2,34 III

1а 0,008 400 10,41 0,42 7 1,90 III

2 < 0,005 40 17 - 1 - -

2 а < 0,005 20 8,50 - 1 - -

3 0,023 9920 1058,12 3,09 29 2,б0 IV

За 0,01 3700 457,21 2,50 12 2,30 III

4 0,023 14б00 б05,15 3,47 32 1,79 III

4а 0,01 10340 707,0б 3,30 2б 1,90 III

5 0,01б 40 0,80 - 2 - -

5а 0,005 1б0 9,90 - 3 - -

Б б 0,005 б0 0,97 - 2 - -

6а 0,005 20 0,04 - 1 - -

7 0,01 33б0 135,30 2,70 11 2,10 III

7а 0,007 1100 34,бб 0,38 б 2 III

8 0,007 3900 1б3,18 0,39 8 2,23 III

8а 0,00б 2бб0 19б,бб 2,90 10 2,10 III

В 9 0,01 14540 113,94 1,51 14 1,б0 III

9а 0,00б 15б1 13,07 2,07 8 1,б9 III

1G 0,005 4580 1б4,75 2,70 14 1,50 III

10а < 0,005 310 1,83 2,05 5 1,б2 III

Г 11 0,005 1720 700,10 2,30 11 1,б0 III

11а < 0,005 1б40 74б,13 2,10 12 1,50 III

12 0,005 1920 884,25 0,38 9 1,70 III

12а < 0,005 1900 859,27 2,0б 12 1,б0 III

Д 13 0,012 б20 1,23 1,80 б 1,55 III

13а 0,009 320 1,27 - 3 -

Е 14 0,019 б40 17,59 0,38 8 1,80 III

14а 0,009 740 12,34 0,34 5 2 III

Примечание: N - численность; B - биомасса; H - индекс удельного разнообразия Шеннона; 5 - индекс сапробности по Пантле и Букк.

встречались из коловраток виды М. trigona, N. суИориз, а также крупные фильтраторы 8. уешіт, С. риіскеїїа, ветвистоусый полисапробный рачек С. зркаепст и веслоногие раки Р. АтЬгіаи и ЛсапЛосусІорз gigas. Индекс Шеннона выше, чем на других пунктах отбора проб (табл. 1).

Количество видов, численность и биомасса беспозвоночных практически на всех нефтезагрязненных створах меньше относительно условно «чистых» участков. Створы на правых притоках р. Ягылъях характеризуются высоким видовым разнообразием, на створах ниже нефтезагрязнения индекс Шеннона снижен.

Створы на левых притоках р. Васюган характеризуются самой низкой концентрацией нефтепродуктов. На створах разных рек показатели численности, биомассы при одном уровне нефтезагрязнений характеризуются неоднозначными показателями, что связано с особенностями рек. Речные воды на исследованных пунктах относятся к умерено загрязненным (III класс качества воды), за исключением створа № 3, где воды сильно загрязненные, что может быть связано с высокой концентрацией.

Наиболее часто встречались из коловраток виды Л. priodonta, В. саіусі/іогиз, В. йіуегзісогпіз, В. quadriden-

tatus, E. dilatata, M. trigona, N. cyrtopus, из ветвистоусых рачков - B. longirostris, S. mucronata, полисапроб-ный рачок C. sphaericus, из веслоногих рачков - P. fimbriatus и A. gigas, а также крупные фильтраторы S. vetulus, C. pulchella и представители подкласса Ostracoda. По отношению к трофности среды обитания выявленные виды относятся к олигосапробам, олиго-, Р-мезосапробам, часть Р-мезосапробам. Также были встречены а-, Р-мезосапробные виды: коловратки рода Brachionus. Из наиболее часто встречаемых коловраток рода Brachionus, Mytilina, Euchlanis относятся к панцирным коловраткам, рода Asplanchna и Notommata - к беспанцирным.

Несмотря на некоторые особенности формирования зоопланктона на изученных участках средней Оби, практически все они находятся в стадии умеренного загрязнения (индекс сапробности находится от 1,5 до 2,6), что говорит об устойчивости экосистем участков рек, подверженных нефтезагрязнениям.

ЛИТЕРАТУРА

1. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов.

М., 1998. 376 с.

2. Калинин В.М. Вода и нефть (гидролого-экологические проблемы Тюменского региона): монография. Тюмень, 2010. С. 9.

3. Карташев А.Г. Экологические аспекты нефтедобывающей отрасли Западной Сибири: монография. Томск, 2007. 218 с.

4. Киселев И.А. Планктон морей и континентальных водоемов. Т. 1. Л., 1969. 657 с.

5. Определитель зоопланктона и зообентоса персных вод Европейской России. Т. 1. Зоопланктон / В.Р. Алексеев, С.Я. Цалолихин. М., 2010. 495 с.

6. Базанов В.А., Савичев О.Г., Волостнов Д.В. и др. Влияние шламовых амбаров на геохимическое состояние болотных экосистем в бассейне реки Васюган // Известия Томского политехнического университета. 2004. Т. 307. № 2. С. 72-75.

7. Методические рекомендации по сбору и обработке материалов при гидробиологических исследованиях на пресноводных водоемах. Зоопланктон и его продукция. Л., 1982. 34 с.

8. Кутикова Л.А. Коловратки фауны СССР (Rotatoria). Л., 1970. 744 с.

9. Определитель водных беспозвоночных Европейской части СССР / Л.А. Кутикова, Я.И. Старобогатов. Л., 1977. 511 с.

10. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений / В.А. Абакумов. Л., 1983. 219 с.

11. Сбор и обработка зоопланктона в рыбоводных водоемах. Методическое руководство (с определителем основных пресноводных видов) / О.Е. Тевяшова. Ростов н/Д, 2009. 84 с.

12. Ермолова Н.И. Современное состояние зоопланктона р. Васюган // Сибирский экологический журнал. 2013. № 6. С. 847-854.

Поступила в редакцию 7 июля 2014 г.

Minina M.V., Nuyanzina E.V., Kartashev A.G. ZOO-PLANKTON OF OIL-CONTAMINATED AREAS OF MIDDLE OB

The results of the study of species diversity and abundance of zooplankton community of several rivers in the middle Ob oil-producing regions are presented. Found that the number of species, abundance and biomass of invertebrates in almost all oil-contaminated alignments is relatively less conditionally “clean” areas. Virtually all areas studied are in the stage of moderate contamination, indicating that the sustainability of ecosystems of rivers sections prone petropollution, despite the fact that some features of the formation of zooplankton in these areas exist.

Key words: oil pollution; the middle Ob; rotifers; cladoce-rans and copepods.

Минина Мария Викторовна, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, г. Томск, Российская Федерация, аспирант, ассистент кафедры радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга, e-mail: kovalskaja@sibmail.com

Minina Mariya Viktorovna, Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, Tomsk, Russian Federation, Post-graduate Student, Assistant of Radio-Electronic Technology and Environmental Monitoring Department, e-mail: kovalskaja@sibmail.com

Нуянзина Елена Васильевна, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, г. Томск, Российская Федерация, аспирант, ассистент кафедры радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга, e-mail: nuyanzinae@mail.ru

Nuyanzina Elena Vasilyevna, Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, Tomsk, Russian Federation, Post-graduate Student, Assistant of Radio-Electronic Technology and Environmental Monitoring Department, e-mail: nuyanzinae@mail.ru

Карташев Александр Георгиевич, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, г. Томск, Российская Федерация, доктор биологических наук, профессор, профессор кафедры радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга, e-mail: kartag@rambler.ru

Kartashov Alexander Georgiyevich, Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, Tomsk, Russian Federation, Doctor of Biology, Professor, Radio-Electronic Technology and Environmental Monitoring Department, e-mail: kartag@rambler.ru