Мониторинг реки Прони методом биоиндикации

Своеобразный компонент географической среды, малые и средние реки в значительной степени выполняют функции регулятора водного режима определённых ландшафтов, поддерживая равновесие и осуществляя перераспределение влаги. К тому же они определяют гидрологическую и гидрохимическую специфику крупных рек. Главной особенностью формирования стока малых и средних рек является очень тесная связь с ландшафтом бассейна, что и обусловливает лёгкую уязвимость этих водных артерий не только при чрезмерном использовании водных ресурсов, но и при освоении водосбора.

Влияние хозяйственной деятельности на малые и средние реки неоспоримо. Снижение водности и заиление русел способствует зарастанию и заболачиванию, преждевременному вступлению водотоков в стадию старения. У малых и средних рек способность к самоочищению значительно меньше, чем у больших, и механизм самоочищения при перегрузках легко нарушается. В связи с этим особенное внимание необходимо уделять обследованию малых притоков более крупных рек.

Гипотеза: качество воды в реке Проня в черте города Михайлова в период с 2006 по 2008 год не изменилось, так как изменений в работе предприятий не было и численность населения не изменилась.

Историко-географическая справка о реке Проня.

Гидрографическая сеть Михайловского района Рязанской области представлена рекой Проней и многочисленными её притоками: речками, ручьями и ручейками. Все они принадлежат к системе главной реки Рязанского края – Оки.

Река Проня имеет большое практическое значение не только для района, но и для всей области, т. к. по величине своей, если не считать саму Оку, является самой большой рекой Рязанской области.

Маленьким ручейком, местами малозаметным и легко теряющимся среди трав, вытекает она из небольших болотец в торфяниках между селом Лужки и деревней Кадушино на самом юге района.

В начале она течёт в северном направлении, но около села Покровское поворачивает на запад, потом уклоняется к югу и опять к северу Близ села Проне–Городище она почти под прямым углом поворачивает на восток и рассекает район пополам, уходит на территорию соседнего Пронского района, продолжая течь с запада на восток уже на территории Пронского и Ряжского районов, Проня в третий раз принимает в своём течении северное направление и идет так всё время до впадения её в реку Оку, вблизи города Спасска и села Старая Рязань.

Общая длина реки около 350 километров, а площадь бассейна (её питают более 90 небольших речек и ручьёв) превышает 10 тысяч кв. км.

В древние времена река была судоходна почти до Пронска и Михайлова, сейчас же река судоходна на 25-30 км от места её впадения в Оку. Пристань Перевлес, находящаяся в этом месте ещё в XIX веке являлась значительным по передвижению водным путём многочисленных народно-хозяйственных грузов, хотя, с наличием в настоящее время железных и автомобильных дорог окончательно не потеряла своего значения.

По Проне проходил древний водный путь, связывающий среднее течение Оки с верхним течением Дона и южными районами страны. Переволока из Оки в Дон существовала, как видно из писцовых книг, ещё в 1502 году, когда московский государь Иван III, отпуская из Москвы турецкого посла, приказал рязанской княгине Анне проводить его по своей земле: от Старой Рязани ехать Пронею вверх, а из Прони к реке Рановой до переволоки до реки Рясы, далее в Воронеж.

В пределах Михайловского района больших притоков у Прони всего три: Жрака, Локня и Кердь. Небольшие притоки: Ясменка с Суренкой близ деревни Иваньково; Ярополк близ Федоровского; Линёвка близ Горностаевки; Курлышевка с Песоченкой близ Курлышева; Серебрянка в райне д. Серебрянь; Кобялинка в Щетиновке; Алёшинка у Прудских Выселок.

Течение реки Прони и всех её притоков тихое и спокойное. Берега невысокие и только местами они круты и обрывисты. Многие небольшие речушки и ручьи в летнюю пору могут пересыхать. Негативно сказалась и хозяйственная деятельность человека (вырубка лесов, распашка лугов вблизи рек) – многие ручейки и ручьи исчезли с лица земли.

В своё время река была богата мельницами: около двадцати на ней самой и до 100 на её притоках. В XIX веке о ней писали: «Проня вся застроена мельницами и потому течение имеет тихое. Но весной от прилива вод она превращается в быстрый поток, срывает мельничные плотины, заливает прибрежные селения, причиняя им много вреда, и на несколько дней совершенно прекращает сообщение».

За сотни лет произошли изменения русла реки и её притоков. Пойма Прони выражена достаточно чётко: местами она заболочена и заилена. Встречаются старицы, протоки и западины. Самая большая старица Прони долгое время отчётливо просматривалась, и лет 30 назад ещё было много живописных разрозненных озёрец, некогда составляющих затейливые изгибы реки у крутых склонов возвышенностей у сёл Глинки и Свистово.

В районе села Солнечное, практически на стыке границ Михайловского и Новомосковского районов, непосредственно в пределах п. Гремячее руками человека создано Проне-Гремячинское водохранилище на Проне объёмом в 75 тыс. куб. м воды, шириной 3 км и длиной более полутора десятков км. Основное предназначение водохранилища – обеспечение водой крупных химических комплексов Новомосковска, а также использование воды для сельскохозяйственных нужд.

Создание водохранилища породило ряд проблем для района. Весной, задолго до традиционных сроков весеннего разлива рек происходят 2-3 запланированных спуска воды через шлюзы плотины. Это создаёт дискомфорт в городе, в пос. Змеинка и Горенка. Вода начинает активно разливаться поверх льда на реке и перекрывает привычные пути перехода пешеходов через реку по деревянным мосткам, и самое неприятное – излишек воды появляется в погребах и подвалах горожан, живущих вблизи реки.

В среднем течении у города Новомичуринска создано водохранилище для Ряанской ГРЭС.

Замерзает река по большей части во второй половине ноября, покрываясь сплошным льдом лишь в декабре. Вскрывается обычно в 20-х числах апреля. В последние годы из-за повышения температуры в зимний период река бывает покрыта льдом только вдоль берегов.

Многие исследователи и знатоки топонимики связывают слово «Проня» с ласкательно-уменьшительным от мужского имени Прохор (Проша, Проня).

Часть краеведов склонна считать, что название реки пошло от имени одного из языческих богов – «Проно». Вполне вероятно происхождение названия реки от другой реки Проня – притока Сожа, впадающей в Днепр, с берегов которой перекочевали первые славянские переселенцы-колонизаторы, дав название реке в добрую и трепетную память об оставленной родной сторонушке

Оперативный метод биоиндикации уровня загрязнения малых рек.

В настоящее время в мировой и отечественной практике контроля качества вод наиболее распространенными методами определения уровня загрязнения являются химические, бактериологические и гидробиологические анализы.

В отечественной водоохраной практике преимущество находят химические и бактериологические анализы, гидробиологический используется недостаточно. Вместе с тем, предпочтительное применение этого анализа, в частности - биоиндикации объясняется тем, что гидрохимические характеристики при возможности строго количественного выражения, дают всего лишь перечень химических веществ на момент обследования и не отражают картины всей совокупности негативных воздействий и ответных реакций водных экосистем.

Существуют радиационные, биологические и термальные факторы воздействия; изменение режимов водности и насосов и другие, которые не поддаются учёту в рамках гидрохимического контроля.

Метод биоиндикации основан на контроле состояния водных сообществ, которые постоянно испытывают негативные воздействия. Этот метод позволяет получить наиболее объективную оценку последствий антропогенного воздействия. Она фиксирует деградацию водных экосистем, даже если концентрация загрязнителей не превышает установленных ПДК, а также в тех случаях, когда воздействие было значительно раньше времени обследования и носило разовый характер.

В основе данного метода - система биоиндикации С. Г. Николаева, позволяющая идентифицировать 6 классов качества поверхностных вод в соответствие с градацией загрязнения водоёмов, заложенной в ГОСТы «Качества поверхностных вод», руководящие документы Росгидромета и используемые во многих странах мира.

1 класс - очень чистые воды. Холодные, не имеющие природных и антропогенных загрязнителей воды. Могут использоваться для питьевых целей без очистки.

2 класс – чистые воды. Холодные воды, содержащие небольшое количество «питательных» - эвтрофирующих веществ природного происхождения. Пригодны для питьевых целей.

3 класс – воды удовлетворительной чистоты. Характерны для достаточно продуктивных экосистем, с хорошо развитыми сообществами высшей водной растительности, фитопланктона (крупные водотоки и водоёмы), макрозообентоса и др.

Обладая максимальным видовым разнообразием обитателей, водотоки с качеством воды 3–го класса проявляют высший уровень самоочищающей способности. Их воды после неглубокой очистки пригодны для питьевых целей и без ограничений могут использоваться для рекреации, орошения и рыбоводства.

Это нормальное, естественное, но теперь уже редкое для окультуренных ландшафтов, состояние равнинных рек.

4 класс – загрязнённые воды. Со значительной антропогенной нагрузкой. Экосистемы с такими водами характеризуются избыточным развитием сообществ высшей водной растительности и фитопланктона, большой вероятностью вторичного загрязнения и незначительным видовым разнообразием донных сообществ.

Воды 4–го класса способствуют распространению инфекционных заболеваний человека и животных. Их практическое использование для рекреации и рыбоводства имеет ограничения по санитарно–гигиеническим нормам.

5 класс – грязные воды. Содержат большое количество органических веществ антропогенного происхождения и техногенных поллютантов в нетоксичных концентрациях.

Экосистемы с такими водами отличаются низким разнообразием сообществ макрозообентоза, интенсивным цветением. Возможности самоочищения таких экосистем ограничены. Воды способствуют распространению инфекционных заболеваний человека и животных. Воды 5 класса требуют предварительной очистки и даже дезинфекции, в зависимости от конкретного источника загрязнения.

6 класс – очень грязные воды. Мёртвые воды. Не содержат макроорганизмов, могут быть использованы только в технических целях после глубокой очистки.

В качестве индикаторных организмов рассматриваются макробеспозвоночные данных сообществ, имеющие длительные жизненные циклы, ведущие малоподвижный образ жизни и легко определяемые по атласу-определителю.

Перечень индикаторных организмов адаптирован к особенностям фауны макрозообентоса водоёмов Московско-Окского водного бассейна.

Практическое значение метода в том, что он может быть использован как экспресс - метод при разовом обследовании водотоков, подверженных антропогенному воздействию, так и для проведения постоянных мониторинговых работ по отслеживанию многофакторного воздействия и процессов самоочищения всей системы водотоков водосбора любого масштаба.

Преимуществами метода являются: сравнительная малозатратность, оперативность, большая объективность и простота определения оценок качества воды, лёгкость распознавания индикаторных организмов, сопоставимость получаемых оценок с системами сапробности и трофности вод, а также хозяйственной значимостью поверхностных вод по санитарно - гигиеническим нормам.

Этапы реализации проекта.

Метод биоиндикации позволяет идентифицировать классность качества воды конкретных речных участков (створов). Представление о качестве водотоков получают путем сопоставления оценок качества воды нескольких обследованных участков.

Исходя из цели проекта, изучив план г. Михайлова я определил створы для проведения исследования. Створы размещены по всему участку реки в черте города приблизительно на равном расстоянии друг то друга (около 1000 метров)

Помощь в проведении практической работы на створах мне оказали учащиеся 10 класса нашей школы, заинтересовавшиеся моим проектом.

Изучение створов я начал с обследования берегов и русла реки, измерил ширину и глубину водотока, скорость течения реки. После этого были определены возможные источники загрязнения: свалки, промышленные и бытовые стоки и т. д. Затем я взял пробы грунта на середине и у берегов водотока и определил состав дна, изучил водную растительность.

Для изучения изменений, произошедших с рекой за последние годы, был проведен опрос местных жителей города и были изучены данные об изменениях численности населения города, об изменениях в промышленности, а также данные Белой книги и результаты реализации проекта «Мониторинг реки Прони методом биоиндикации» в 2006 году.

Беседуя с Седых Серафимом Дмитриевичем, (местным жителем) я установил, что в 1972 году во время сильного дождя произошел смыв навоза в реку со свинооткормочной базы, и в течении 5 лет в реке рыбы практически не было. Сейчас в Проне водится плотва, окунь, ерш, лещ, щука, карась, появился пескарь.

Все полученные данные я заносил в протоколы обследования реки.

Вместе с участниками полевых исследований я приступил к сбору гидробионтов с помощью закидной драги и скребка. Я обследовал различные биотопы: отложения илов, прибрежные камни и растения, середину реки. В ходе обследования было обнаружено множество различных гидробионтов, среди которых было необходимо выделить индикаторные таксоны. Разбор собранного материала проводился на месте; для определения видов гидробионтов использовался атлас – определитель. Организмы, с определением которых возникли затруднения, были изучены в лабораторных условиях.

Определение класса качества воды на створе проводилось по шкале классов качества.

После проведения вспомогательных расчетов (подсчет числа индикаторных таксонов (не особей, а видов), принадлежащих каждому классу, умножение этого числа на индикаторную значимость таксонов) была получена суммарная классовая значимость для каждого класса вод.

Принадлежность обследованного участка реки к определенного классу качества вод определялось по максимальной суммарной значимости в ряду с 1 по 5 классы.

Все расчеты и данные об индикаторных таксонах также заносились в протоколы, которые затем отправлялись в управление природопользования Рязанской области и Центр гигиены и эпидемиологии в Рязанской области в Старожиловском районе.

Результаты реализации проекта

В период с 10 по 30 августа 2008 года мной были обследованы 11 створов на реке Проня в черте города Михайлова.

№ и расположение створа, класс качества воды

Описание створа Индикаторные таксоны, обнаруженные на створе.

Суммарная классовая значимость с 1 по 5 класс.

1. Улица Береговая, ниже железнодорожного моста. 3 класс качества

Вода прозрачная. Скорость течения 0,2 м/с. Дно песчаное и каменистое с отложениями ила у берега. Плоские пиявки, червеобразные пиявки, перловицы,

Растительность: рдест по всей ширине реки, у берега тростник. Левый берег пологий, правый высокий. беззубки, шаровки, затворки, риакофила, роющие

Оба берега покрыты луговой и древесной растительностью, травяной покров нарушен. личинки подёнок, афелохирус.

Источники загрязнения: по правому берегу проходит грунтовая дорога (влияние автотранспорта), жилые 20 – 36 – 40 – 35 - 20

дома на правом берегу в 10 – 15 метрах от воды.

2. Улица Береговая, напротив 2 – го Пролетарского переулка. 3 класс качества

Вода прозрачная. Скорость течения 0,2 м/с. Дно песчаное и каменистое с отложениями ила у берега. Плоские пиявки, червеобразные пиявки, перловицы,

Растительность: рдест по всей ширине реки, у берега тростник. Левый берег пологий, правый высокий. беззубки, шаровки, затворки, риакофила, роющие

Оба берега покрыты луговой и древесной растительностью, травяной покров нарушен. личинки подёнок, афелохирус.

Источники загрязнения: по правому берегу проходит грунтовая дорога (влияние автотранспорта), жилые 20 – 36 – 40 – 35 - 20

дома на правом берегу в 10 – 15 метрах от воды.

3. Пляж на улице Карла Маркса. 3 – 4 класс качества.

Вода прозрачная, зелёная. Скорость течения 0,2 м/с. Дно песчаное, с отложениями ила у берега. Левый Плоские пиявки, червеобразные пиявки, горошинки, берег высокий, покрыт древесной растительностью; травяной покров не нарушен. Правый берег пологий, шаровки, брахицентрус, плоские личинки подёнок, травяной покров нарушен. беззубка, перловица, личинки мошки.

Источники загрязнения: кафе на правом берегу реки. 20 – 36 – 45 – 42 - 20

4. Грузовой мост на улице имени Ю. Зарубина. 3 – 4 класс качества.

Вода прозрачная. Скорость течения 0,3 м /с. Дно каменистое, около моста есть перекат. Водная Плоские пиявки, червеобразные пиявки, шаровки, растительность: заросли рогоза и тростника. Левый берег пологий, правый крутой. Н левом берегу брахицентрус, плоские личинки подёнок, беззубка, древесная растительность, на правом травянистая. На обоих берегах травяной покров нарушен. перловица, личинки мошки.

Источники загрязнения: асфальтовая дорога (автотранспорт), на левом берегу жилые дома распложены 0 - 30 – 40 – 42 - 20

близко к воде.

5. 3-я Набережная улица, напротив Михайловской МСОШ №3. 3 класс качества.

Вода прозрачная, зелёная. Скорость течения 0,2 м/с. На дне отложения ила. У берегов рдест, Плоские пиявки, беззубка, перловица, красотка, тростник. Левый берег высокий, правый пологий. Оба берега покрыты луговой растительностью, травяной шаровки, затворки, риакофила, дедки, личинки покров нарушен. вислокрылки, роющие личинки подёнок.

Жилые дома, школа и дорога распложены близко к реке (15 – 20 метров). 20 – 36 – 45 – 35 - 0

Источники загрязнения: школа, дорога (автотранспорт), жилые дома.

6. Улица Бережок, выше переката. 3 класс качества.

Вода прозрачная, зелёная. Скорость течения 0,2 м/с. Дно глинистое и каменистое, встречаются Плоские пиявки, червеобразные пиявки, шаровки, отложения илов. Водная растительность: элодея, рдест, осока, тростник, чистуха. Левый берег высокий,беззубка, перловица, затворки, горошинки, покрыт травянистой растительностью. Правый пологий, покрыт сплошными зарослями ивняка. На обоих афелохирус, красотка, дедки, личинки вислокрылки, берегах травяной покров не нарушен. на левом берегу садовые участки на расстоянии 60 метров от воды,плосконожка.

на правом - 25 метров. 20 – 42 – 60 – 49 - 20

Источники загрязнения: садовые участки, свалки бытового мусора.

7. Улица Голикова, ниже перекат. 3 класс качества.

Вода мутная, зелёная, русло захламлено бытовым мусором. Скорость течения 0,3 м/с. Дно илистое. Плоские пиявки, червеобразные пиявки, шаровки,

Водная растительность: осоки, рогоз, камыш, рдест, ряска, тростник. Левый берег высокий, покрыт беззубка, перловица, затворки, горошинки, травянистой растительностью. Правый пологий, покрыт сплошными зарослями ивняка. На обоих берегах красотка, дедки, личинки мошки.

травяной покров не нарушен. Жилые дома на правом берегу в 150 метрах от воды. 20 – 36 – 50 – 42 - 20

Источники загрязнения: жилые дома, садовые участки, свалки бытового мусора.

8. Улица Фабричная, напротив бывшей Фабрики нетканых материалов. 3 класс качества.

Вода мутная, зелёная. Скорость течения 0,2 м/с. Дно глинистое и каменистое. Водная растительность: Плоские пиявки, червеобразные пиявки, шаровки, рогоз, элодея. Левый берег высокий, правый пологий. Оба берега покрыты ивняком, травяной покров не беззубка, трубочник, затворки, риакофила, нарушен. На левом берегу жилые дома и садовые участки в 200 метрах от воды, на правом в 50 метрах. брахицентрус, роющие личинки подёнок, дедки,

Источники загрязнения: жилые дома, садовые участки, свалки бытовых отходов. личинки вислокрылки.

20 – 42– 50 – 42 - 20

9. Пересечение улицы Уголок и переулка Кооперативный. 3 класс качества.

Вода прозрачная, зелёная. Скорость течения 0,2 м/с. На дне отложения ила. По левому берегу заросли Плоские пиявки, шаровки, беззубка, перловица, тростника и рогоза. Левый берег пологий, правый высокий. Левый берег покрыт редким ивняком, по плосконожка, дедки, затворки, личинки мошки, правому травянистая растительность. Травяной покров на обоих берегах не нарушен. Жилые дома на левомафелохирус, роющие личинки подёнок.

берегу на расстоянии около 200 метров, на правом около 100 метров от воды. 0 – 42 – 50 – 42 - 0

Источники загрязнения: жилые дома, асфальтовые дороги, свалки бытового мусора.

10. Улиц Мерзлова, поворот на улицу Зелёная. 3 класс качества.

Вода прозрачная, зелёная. Скорость течения 0,2 м/с. Дно каменистое. Водная растительность: осоки, Плоские пиявки, червеобразные пиявки, беззубка, ряска, стрелолист, улотрикс. Левый берег высокий, покрыт редкими зарослями ивняка, правый пологий, горошинки, шаровки, плоские личинки подёнок, сплошные заросли ивняка. Травяной покров на обоих берегах не нарушен. Расстояние от дороги до реки красотка, дедки, личинки вислокрылки, личинки около 5 метров (левый берег), расстояние от домов около 200 метров (оба берега). мошки, затворки.

Источники загрязнения: асфальтовая дорога (автотранспорт), жилые дома. 20 – 36 – 50 – 42 - 20

11. Улица Мерзлова, напротив церкви. 3 класс качества.

Вода прозрачная, зелёная. Скорость течения 0,2 м/с. Дно каменистое, отложения илов у правого берега. Плоские пиявки, червеобразные пиявки, беззубка,

Водная растительность: ряска, осока, тростник, стрелолист, сусак и улотрикс. Левый берег высокий, шаровки, афелохирус, риакофила, роющие личинки растительность отсутствует, правый пологий, покрыт травянистой растительностью и ивняком. Травяной подёнок, красотка, личинки вислокрылки, личинки покров не нарушен. Жилые дома на расстоянии 15 – 20 метров (левый берег), 250 метров (правый берег). мошки, затворки.

Огороды распложены по кромке левого берега. 20 – 48 – 55 – 49 - 20

Источники загрязнения: жилые дома, огороды.

Качество воды на 11 створах на реке Проня в черте г. Михайлова.

Эти результаты отражены в протоколах обследования реки.

Протокол

Обследования реки Проня Дата 9 сентября год 2009 створ № 8

1. Расположение створа: улица Фабричная, напротив бывшей Фабрики нетканых материалов (указать административный район, расстояние в км выше или ниже населённого пункта или другого постоянного ориентира)

2. Ориентировочно: ширина водотока: 26 м, скорость течения 0,2 м/сек; глубина на середине: менее 1 м, более 1 м, более 2 м

3. Внешний вид водотока: (русло закоряжено, захламлено бытовым мусором, металлоломом, строительным ломом, следы нефтепродуктов, пена, вода мутная, прозрачная, цвета чая, зелёная, с неприятным запахом, цвета) русло не захламлено, вода мутная.

4. Замеченные источники загрязнения: (свалка, животноводческие фермы, загоны, водопой и летняя стоянка скота, силосные ямы, склад удобрений; промышленные, бытовые, животноводческие стоки) по берегам бытовые свалки.

5. Состояние правого берега: (высокий, пологий, эрозия, тонкий, заболоченный, вытоптан скотом; травяной покров не нарушен, нарушен; заросли ольхи, ивняка, сплошные, редкие, отсутствуют) берег высокий, травяной покров не нарушен, заросли ивняка.

Пойма: (залесенная, залуженная; выпас скота: интенсивный, умеренный, не ведётся; ближайшая распашка в _ м от берега; садовые участки, строительство, животноводческие сооружения) имеются садовые участки в 50 метрах от реки.

6. Состояние левого берега: (высокий, пологий, эрозия, тонкий, заболоченный, вытоптан скотом; травяной покров не нарушен, нарушен; заросли ольхи, ивняка, сплошные, редкие, отсутствуют) берег пологий, травяной покров не нарушен, заросли ивняка.

Пойма: (залесенная, залуженная; выпас скота: интенсивный, умеренный, не ведётся; ближайшая распашка в 200 м от берега; садовые участки, строительство, животноводческие сооружения) жилые дома и садовые участки.

7. Зарастание водной растительностью воздушно-водные растения (типа тростника, осоки) только у берегов, на значительном удалении от берегов, по всей ширине водотока; погруженная растительность (типа элодеи, рдестов) у берегов, близко к середине, по всей ширине реки. У берега небольшой участок зарос рогозом. Погруженная растительность – элодея (у берегов).

8. Грунт на середине реки: каменистый, плотный глинистый, песчаный чистый, песчаный заиленный, отложения чёрного ила, светлые илы, наносы эрозионного материала. Грунт плотный, глинистый, местами каменистый.

9. Обследованы биотопы: топняк, камни переката, прибрежные камни и растения, середина реки,прибрежныеучастки: песчаные отмели, отложения илов. Прибрежные участки, отложения илов.

10. Сведения, полученные от населения: рыба не водится, рыба есть, отравления рыбы не было, было, в связи с водится рыба: плотва, окунь, ёрш, пескарь, щука, карась.

Речные раки: есть, нет, водились_ лет тому назад. Речных раков нет.

Изменение реки, на памяти местных жителей: обмелела, стала уже, заилилась, заросла древесной или водной растительностью водной растительностью, стала чище, грязнее. Стала уже, грязнее, местами заросла водной растительностью.

В ближайших населённых пунктах стало проживать людей: меньше, больше. Численность населения не изменилась.