СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ГИДРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И СТРУКТУРЫ ЗООПЛАНКТОНА НАКОПИТЕЛЕЙ СТОЧНЫХ ВОД СИСТЕМЫ ПРАВОБЕРЕЖНОГО СОРБУЛАКСКОГО КАНАЛА
DOI:
https://doi.org/10.26577/eb.2022.v92.i3.014Аннотация
Ежегодное увеличение объемов сточных вод обусловливает необходимость всесторонних исследований водоемов, субсидируемых за счет антропогенной деятельности. Примером таких водоемов являются Сорбулак и система мелководных прудов, в которые сбрасываются предварительно очищенные сточные воды г. Алматы и его окрестностей. Водоемы характеризуются смешанным характером загрязнения, которое изменяется во времени. В опубликованных работах приводятся отрывочные данные о гидрохимическом и гидробиологическом режиме Сорбулака и прудов, но сведения о сезонной динамике этих показателей отсутствуют. Данная работа, направленная на исследование сезонной динамики загрязняющих веществ и структуры зоопланктонных сообществ, частично восполняет этот пробел. Комплексные исследования Сорбулака и двух прудов были проведены в 2021 г. Образцы воды для исследования ее химического состава, содержания питательных и загрязняющих веществ, а также пробы зоопланктона отбирали стандартными методами один раз в месяц, с апреля по сентябрь. Всего на каждый вид анализа было отобрано по 84 пробы. Было показано, что в 2021 г. содержание питательных и органических веществ было высоким, а содержание тяжелых металлов, за исключением меди, находилось на низком уровне. Сезонная динамика загрязняющих веществ в водоемах сточных вод определялась в основном их поступлением со сточными водами при меньшем вкладе природных факторов. Зоопланктон был представлен 80 видами со средней численностью 177,3-834,4 тыс. экз./м3 и средней биомассой 9,6-10,4 г/м3. Значения индекса разнообразия Шеннона были равны 1,98-2,12 бит/инд и 0,88-1,76 бит/мг, средняя масса особи - 0,0140-0,0853 мг. Сезонная динамика количественных и структурных показателей зоопланктона в каждом из обследованных водоемов была различной. Полученные результаты и сравнение с данными предыдущих исследований свидетельствовали о нестабильности видового состава сообществ зоопланктона как в течение одного года, так и в отдельные годы. Выявлены противоречия между структурой зоопланктонных сообществ и химическими показателями исследованных водоемов. Полученные результаты вносят теоретический и практический вклад в понимание формирования качества воды в водоемах со смешанным загрязнением, подчеркивают необходимость дальнейших комплексных исследований водоемов такого типа, а также показывают определенные различия между антропогенными и естественными сукцессиями водных экосистем.
Библиографические ссылки
Berenzen, N., Hűmmer, S., Liess, M., Schulz, R. “Pesticide Peak Discharge from Wastewater Treatment Plants into Streams During the Main Period of Insecticide Application: Ecotoxicological Evaluation in Comparison to Run off.”. Bull. Environ. Contam. Toxicol 70. (2003): 891–897.
Kaboosi, K. “The assessment of treated wastewater quality and the effects of mid-term irrigation on soil physical and chemical properties (case study: Bandargaz-treated wastewater).” Appl Water Sci 7. (2017): 2385–2396.
Benfares, R., Seridi, H., Belkacem, Y., Inal A. “Heavy Metal Bioaccumulation in Brown Algae Cystoseira compressa in Algerian Coasts, Mediterranean Sea.” Environ. Process 2. (2015):429–439.
Rogowska, J., Cieszynska-Semenowicz, M.,Ratajczyk, W., Wolska, L. “Micropollutants in treated wastewater” Ambio 49. (2020):487–503.
Valipour, M., Singh, V.P. “Global Experiences on Wastewater Irrigation: Challenges and Prospects.” In Balanced Urban Development: Options and Strategies for Liveable Cities, edited by Maheshwari B., Singh V., Thoradeniya B., 327. Cham: Springer, 2016.
Shukri, A.A., Kyambadde, J., Hawumba, J.F. “The impact of Kalerwe abattoir wastewater effluent on the water quality of the Nsooba Channel. ” Agri. Res. and Tech. Open Access J 6, 1. (2017):6-13.
Kawser, A.M., Baki, M.A., Kundu, G.K. et al. Human health risks from heavy metals in fish of Buriganga river. Bangladesh: SpringerPlus, 2016.
Overstreet, R.M., Hawkins, W.E. “Diseases and Mortalities of Fishes and Other Animals in The Gulf of Mexico. In: Habitats and Biota of the Gulf of Mexico: Before the Deepwater Horizon Oil Spill, edited by Ward, C., 1738. New York: Springer, 2017.
Mudgal, S., van Long, L., Saidi, N., Haines, R., McNeil, D., Jeffrey, P., Smith, H., Knox, J. Optimization Water Reuse in EU. Brussels: BIO by Deloitte, 2015.
Angelakis, A.N., Snyder Shane, A. “Wastewater Treatment and Reuse: Past, Present, and Future.” Water, 7, 9. (2015):4887–4895.
Singh, S., Malik, D., Thakur, J., Kaur, A., Singh, R.K., Nijhawan, S. “A Comparative Analysis of the Physico-chemical Properties and Heavy Metal Pollution in Three Major Rivers across India.” International Journal of Science and Research (IJSR) 3, 8. (2014):1938–1941.
Li, H., Shi A., Li, M, Zhang, X. “Effect of pH, Temperature, Dissolved Oxygen, and Flow Rate of Overlying Water on Heavy Metals Release from Storm Sewer Sediments.” Journal of Chemistry 2013. (2013):1–11.
Caporale, A.G.; Violante, A. “Chemical Processes Affecting the Mobility of Heavy Metals and Metalloids in Soil Environments.” Curr Pollution Rep 2. (2016):15–27.
Hutchinson, T. C., William, F. “Effect of H ion activity and Ca on the toxicity of metals in the environment.” Environmental Health Perspectives 25. (1978):47-52.
Shikhaleeva, G.N., Chursina, O. D., Shikhaleev, I. I., Kiryushkina, A.N., Kuzmina, I.S. “Physico-Chemical Institute for the Protection of the Environment and Man Spatio-time distribution of heavy metals in bottom sediments of the southern part of the Kuyal'nitsky liman.” Bull of ONU Chem 19. (2014):59–69.
Maksimovich, N.G., Pyankov, S.V. Small reservoirs: ecology and safety. Perm: Perm State National Research University, 2012.
Fritioff, A., Kautsky, L., Greger, M. “Influence of temperature and salinity on heavy metal uptake by submersed plants.” Environmental Pollution 133. (2005):265–274.
Abalaka, SE. “Heavy metals bioaccumulation and histopathological changes in Auchenoglanis occidentalis fish from Tiga dam, Nigeria.” J Environ Health Sci Eng 6, 13. (2015):1–8.
Matache, M.L., Marin, C., Rozylowicz, L.,Tudorache A. Plants accumulating heavy metals in the Danube River wetlands. J Environ Health Sci Engineer 11. (2013):1–39.
Hassanzadeh, M., Zarkami, R., Sadeghi, R. “Uptake and accumulation of heavy metals by water body and Azolla filiculoides in the Anzali wetland.” Applied Water Science 11. (2021):1–12.
Razak, S.B. Abd., Sharip, Z. “Spatio-temporal variation of zooplankton community structure in tropical urban waterbodies along trophic and urban gradients.” Ecol Process 8. (2019):1–8.
Utz, L. R. P., Bohrer-Morel, M. B. C. “Characterization of the Zooplankton Community of the Secondary Wastewater Treatment System of an Oil Refinery in Southern Brazil.” Biociências, Porto Alegre 16, 1. (2008):1–14.
Biancalana, F., Menéndez, M. C., Berasategui, A. A., Fernández-Severini, M.D., Hoffmeyer, M. S. “Sewage pollution effects on mesozooplankton structure in a shallow temperate estuary.” Environ Monit Assess 184, 6. (2012):3901–3913.
Muthulakshmi, A.L., Natesan, U., Ferrer, V.A., Deepthi, K., Venugopalan, V. P., Narasimhan, S.V. “Impact assessment of nuclear power plant discharge on zooplankton abundance and distribution in coastal waters of Kalpakkam, India.” Ecol Process 8. (2019):1–22.
Ju, YR., Lo, WT., Chen, CF., Chen, C.W., Huang, Z.L., Dong, C.D. “Effect of metals on zooplankton abundance and distribution in the coast of southwestern Taiwan.” Environ Sci Pollut Res 26. (2019):33722–33731.
Vecchione, M. “Zooplankton Distribution in Three Estuarine Bayous with Different Types of Anthropogenic Influence.” Estuaries 12, 3. (1989):169–179.
Holopainen, I.J., Holopainen, AL., Hämäläinen, H., Rahkola-Sorsa, M., Tkatcheva, V., Viljanen, M. “Effects of mining industry waste waters on a shallow lake ecosystem in Karelia, north-west Russia.” Hydrobiologia 506. (2003): 111–119.
Saha, S., Saha, T., Basu, P. “Seasonal Changes in Zooplankton and Macro-fauna Populations of the East Calcutta Wetland Fish Ponds.” Proc Zool Soc 70. (2017):156–164.
Ukolova, O.E., Sviridenko, V.D. “The seasonal dynamics of the biogenic elements in the lake Kurilskoye.” The researches of the aquatic biological resources of Kamchatka and the North–West Part of the Pacific Ocean 15. (2009):5–20.
Zaderev, E.S., Tolomeev, A.P., Drobotov A.V., Kolmakova A.A. “Influence of weather conditions on the spatial and seasonal dynamics of dissolved and suspended biogenic elements in the water column of the meromictic lake Shira.” Siberian ecological journal 4. (2014):515-530
Wang, WX. “Prediction of metal toxicity in aquatic organisms.” Chin Sci Bull 58. (2013):194–202.
Sládeček, V. System of water quality from the biological point of view. Arch Hydrobiol Ergeb Limnol 3. (1973):218.
Andronnikova, I.N. Structural and functional organization of zooplankton in lake ecosystems of different trophic types. St. Petersburg: Nauka, 1996.
Moore, J.V., Ramamurthy, S. Heavy metals in natural waters: Monitoring and impact assessment. M.: Mir, 1987.
Dostay, J.D., Tyumenev, S.D. Management of water supply and sanitation of the city of Almaty. Almaty: EuroPrint, 2009.
Krupa, E.G., Matmuratov, S.A. “Quantitative development and sex structure of Acanthocyclops robustus (Copepoda, Cyclopoida) populations in water bodies of southeastern Kazakhstan.” Aqua Zoological Research 5. (2002):191–194.
Krupa, E., Barinova, S., Romanova, S., Aubakirova, M., Ainabaeva, N. “Planktonic invertebrates in the assessment of long-term change in water quality of the Sorbulak wastewater disposal system (Kazakhstan).” Water 12, 3409. (2020):1–24.
Bekkazinova, D.B., Aleksanova, A.G. “The content of heavy metals (Cd, Zn, Co, Ni, Cu) in the wastewater of the city of Almaty.” Bulletin of the Kazakh National Medical University 4. (2010):168–171.
Matmuratov, S.A., Bragin, B.I., Stuge, T.S., Troshina, T.T., Akberdina, G.Zh., Krupa, E.G. (1998). To the assessment of the ecological situation in the area of discharges of the Right-bank Sorbulak Canal in the Ili River // Geographical foundations of sustainable development of the Republic of Kazakhstan: mater. intl. conf. institute of zoology. - Almaty, - P. 281-286.
Kiseleva, V.A. “Seasonal dynamics of hydrocenoses of the Small Sorbulak Lake (Almaty region) as a probable cause of summer–autumn migration of migratory birds.” Selevinia 1, 4. (2014):137–143.
Aubakirova, M., Krupa E.G. “Comprehensive assessment of the ecological state of wastewater reservoirs of the Right-Bank Sorbulak Canal system.” Bulletin of KazNU. Series Biological 2, 79. (2019):120–128.
Kiselev, I.A. “Research methods of plankton.” In Life of the Fresh Water of the USSR, edited by Pavlovsky, E.N., Zhadin, V.I., Moscow/Leningrad: Academy of Sciences, 1956.
Semenova, A.D. ed. Guidance on the chemical analysis of surface waters of the land. L .: Gidrometeoizdat, 1977.
Fomin, G.S. Water. Control of chemical, bacterial, and radiation safety according to international standards. M.: NPO "Alternativa", 1995.
Borutsky, E.V., Stepanova, L.A., Koss, M.S. Key to Calanoida fresh waters of the USSR. St. Petersburg: Nauka, 1991.
Kutikova, L.A. Rotifers of the fauna of the USSR. Leningrad: Nauka, 1964.
Rylov, V.M. Fauna of the USSR. Crustaceans. Cyclopoida of fresh water bodies. M.: Nauka, 1948.
Tsalolikhin, S.Ya. ed. Key to freshwater invertebrates in Russia and adjacent territories. St. Petersburg: Institute of Zoology, 1995.
