Бессточные водоемы Казахстана. Том 1. Гидрохимический режим - София Романова

Бентосные организмы находятся в несколько ином положении. С 1986 по 1995 гг. происходило некоторое снижение их биомассы, обусловленное, вероятно, влиянием повышения солености воды. С 1996 г. биомасса бентоса резко увеличивается, по-видимому, из-за снижения улова рыбы. Как показали исследования КазНИИРХ, рост биомассы бентоса увеличился за счет моллюска гипания. Кроме того, коэффициент использования бентосных организмов рыбами в настоящее время остался на прежнем уровне, а значит, рыбное население в целом уменьшилось несущественно.

В Казахстане гидробиологические исследования водохранилищ – охладителей проводили с 1978 г. только на водоеме-охладителе Ермаковской ГРЭС [70; 71], где система охлаждения является прямоточной. Ввод в эксплуатацию ЭГРЭС-1 с оборотной системой охлаждения дал возможность сотрудникам Института зоологии МОН РК, кафедры неорганической химии КазНУ им. аль-Фараби, лаборатории водной микробиологии и вирусологии АН СССР (1982 г.) провести гидробиологические исследования на уникальных ВО ЭГРЭС-1, 2, КЕК и близлежащем Экибастузском резервном водохранилище [72; 73]. Основные результаты сводятся к следующему.

Численность бактериопланктона в воде ВО ЭГРЭС -1 в мае 1982 г. колебалась в пределах 0,55-1,85 млн.кл/мл, а летом возрастала до 2,1 млн. Максимальное количество бактериопланктона отмечается на участках, прилегающих к району сброса теплых вод. Сапрофитных бактерий летом больше, чем весной. Среднее их число в мае составляло 310 кл/мл, а в августе – 3082 кл/мл. Обычно в придонном слое показатели были выше, чем у поверхности. Количество олигокарбофильных бактерий часто на порядок было больше по сравнению с количеством сапрофитных бактерий. Среднее число их весной составляло 2130 кл/мл, а летом – 8202 кл/мл. Это указывает на то, что большинство микроорганизмов, обитающих в водоеме, способны в процессе жизнедеятельности довольствоваться небольшим количеством органического вещества. Кроме того, здесь в искусственном водоеме отмечены такие же сезонные колебания численности микроорганизмов, которые были выявлены для оз. Балкаш.

В распределении в водоеме бактерий, участвующих в круговороте азота, выявлены следующие закономерности: нитрифицирующие и денитрифицирующие бактерии в большом количестве (10-100 тыс.кл/мл) зафиксированы весной и летом. Отмечено возрастание численности микроорганизмов, участвующих в круговороте азота в зоне влияния теплых вод. Сульфатредуцирующие бактерии в большом количестве отмечены весной, концентрация их приурочена к участкам, густо покрытых водной растительностью, т.е. защищенных от действия ультрафиолетовых лучей Скорость размножения водных бактерий варьирует от 11 до 138 ч и зависит от количества легкоусвояемого ОВ и температуры воды. Суточный РВ– коэффициент в ВО ЭГРЭС-1, характеризующий продукционную способность, колеблется в пределах 0,16-1,43, что позволяет отнести водоем к мезотрофноевтрофному.

Таким образом, результаты микробиологического обследования водной массы ВО ЭГРЭС-1 показали, что бактериальное население этого водоема представлено богатой и разнообразной микрофлорой, которая в процессе своей жизнедеятельности использует и преобразует органическое вещество водоема. Особенностью ВО является усиление развития микроорганизмов в зоне сброса теплых вод ГРЭС, которое будет возрастать по мере повышения температуры и объема сбросных вод.

От таких компонентов биоценоза как фитопланктон и высшая водная растительность зависит охлаждающая способность воды водоема. При чрезмерном зарастании уменьшается площадь акватории, необходимая для охлаждения воды, т.е. «активная зона» охладителя. При «цветении» водоема и обильном развитии нитчаток масса водорослей скапливается на сетках водозаборов, что нарушает нормальную подачу охлаждающей воды и, в конечном счете, понижает выработку электроэнергии.

В фитопланктоне ВО ЭГРЭС-1 с 1979 по 1984 гг. выявлено 174 вида и разновидностей водорослей. Из них самыми богатыми по числу видов оказались диатомовые – 69 форм, зеленые – 53 и синезеленые – 34; видовое разнообразие других групп было гораздо меньше: эвгленовые – 10, профитовые – 7, золотистые – 1 вид.

В процессе формирования альгофлоры водохранилища флористический список менялся по годам. Некоторые виды исчезали совершенно или резко сократили обилие, другие, напротив, стали встречаться в больших количествах. К числу ведущих относится более 30 видов.

Состав доминантных комплексов и соотношение численности отдельных видов в течение года и на протяжении разных лет менялись в связи с изменением солевого, уровенного и температурного режимов водоема. При заполнении водохранилища его альгофлора в основном состояла из солоноватоводных и солелюбивых форм, большинство из которых в дальнейшем отсутствовало в фитопланктоне. Для сезонной динамики видового состава и численности водорослей водохранилища характерно изменение сроков вегетации растений под влиянием теплой воды. Особенно четко влияние теплых вод проявляется в зимний и весенний периоды.

Развитие нитчаток уже в настоящее время нарушает режим работы водозаборных сооружений ГРЭС, в связи с чем приходится прерывать работу водоподающих насосов и производить чистку решеток на водозаборах. В дальнейшем негативная сторона обильного развития нитчатых водорослей может усугубляться. Показатели среднелетней биомассы водорослей возрастали по годам от 1,75 до 8,14 г/м3 (1984 г.). В течение 1981-1983 гг. при стабилизации уровня водохранилища и баланса биогенных веществ «цветения» воды здесь не наблюдалось, но в 1984 г., когда ГРЭС-1 вышла на проектную мощность, и поступление тепла в водоем существенно возросло в летний период, вновь отмечалось «цветение» синезеленых и пирофитовых водорослей.

Итак, поступление дополнительного тепла в водоем благотворно сказывается на развитии водорослей до известных пределов, т.е. когда перегрев воды не превышает 5-60С, а температура воды держится до 30-320С. При увеличении температуры сбросной воды до 35-390С, что отмечалось в отдельные дни в июле 1984 г., в зоне выхода теплых вод наблюдалось ухудшение физиологического состояния и изменения в структуре клеток водорослей. Численность их здесь также снижается по сравнению с участками, где температура воды не превышала 30 0С. Можно полагать, что при постоянной работе станции на полную нагрузку развитие фитопланктона на всем протяжении потока перегретой воды будет угнетаться.

Понижение минерализации воды ВО ЭГРЭС-2 в 1989 г. более чем в 5 раз по сравнению с 1986 г. привело к исчезновению видов, обитавших в исходном водоеме (оз. Шандаксор) при высокой солености воды (до 14,1 г/л). Уже в первый год после заполнения в ВО стал преобладать набор видов, присущих пресной ертисской воде. В перспективе сходство альгофлоры в обоих водохранилищах будет возрастать. В целом альгофлора ВО ЭГРЭС-2 в 1989 г. была представлена 179 таксонами. По флористическому разнообразию главная роль принадлежала диатомовым водорослям (40% от общего числа видов). Зеленые водоросли также являлись насыщенной группой и составляли треть видового разнообразия, синезеленые занимали шестую часть общего списка. Средняя биомасса по водоему – 2,05 г/м3, что несколько выше среднемноголетней для оз. Шандаксор, но ниже, чем в ВО ЭГРЭС – 1 в первый год после затопления.

В конце сентября при низких температурах воды фитопланктон еще разнообразен (151 вид), но количественно беден. Численность водорослей составляет 1292 млн. кл./м3, биомасса 0,335 г/м3. Это свидетельствует о том, что и здесь, в искусственных водоемах, летом большая часть водорослей уничтожается прямыми солнечными лучами. Однако данный вопрос требует специальных исследований.

В целом фитопланктон первого года наполнения имеет более высокие показатели, чем в исходном водоеме, что характерно для водохранилищ и связано с обильным поступлением органического вещества со вновь заливаемых территорий. По показателям биомассы фитопланктона в 1989 г. исследуемый водоем ЭГРЭС-2 характеризуется как среднекормный.

Влияние подогрева воды на интенсивность фотосинтеза фитопланктона изучали многие авторы [74-77] в сбросных водах ГРЭС гумидных областей, но вопрос о зависимости фотосинтеза от температуры до сих пор окончательно не выяснен, особенно в водоемах-охладителях аридных зон.

В условиях ВО ЭГРЭС-1 интенсивность фотосинтеза в вегетационный период колебалась от 0,21 до 2,39 гО2/м3, деструкция органического вещества – от 0,06 до 1,8 гО2/м3 [72]. В межгодовом аспекте происходит увеличение количественных показателей валовой и чистой продукции, что говорит об евтрофировании водохранилища. На процесс евтрофикации указывают и большие величины чистой первичной продукции, которая недоиспользуется потребителями фитопланктона и накапливается в водоеме. Это может иметь отрицательные последствия, выражающиеся в понижении самоочистительной способности водоема и способствовать его вторичному загрязнению.