Проблема загрязнения водной среды нефтепродуктами остается одной из важнейшей для экологических и токсикологических исследований. Одной из актуальных задач является создание системы оперативного контроля, разработка и применение экспрессных методов оценки качества воды.
Значительные количества нефтепродуктов поступают в поверхностные водные объекты со сточными водами предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, металлургической и других отраслей промышленности. Особенностью промышленных сбросов является их локальный характер, приводящий иногда к созданию высоких концентраций нефти и нефтепродуктов на ограниченном участке акватории.
Нефтепродукты, являясь высокотоксичными соединениями, при попадании в водные экосистемы вызывают глубокие перестройки в организме гидробионтов. Наиболее опасна нефть для организмов, находящихся на ранних стадиях развития: личиночные формы многих донных беспозвоночных в десятки и сотни раз более чувствительны к нефти, чем взрослые особи. Попадание большого количества нефтепродуктов в водоем грозит нарушением баланса и функционирования экосистемы за счет снижения численности, или исчезновения ключевых групп гидробионтов (чувствительные виды поденок, ручейников, веснянок, ракообразных), являющихся биомаркерами нефтяного загрязнения пресноводных водоемов [1, 4]. Следует отметить, что водные беспозвоночные реагируют не только на длительное, но и на кратковременное загрязнение среды нефтепродуктами. Это позволяет использовать их при оценке уровня загрязнения водной среды нефтепродуктами, контролируя количественный и качественный состав индикаторных видов гидробионтов.
Для Северного Урала проблема нефтяного загрязнения водных объектов до недавнего времени была не столь острой, однако с открытием в 2006 году района падения отделяющихся частей ракет-носителей (ОЧ РН) типа «Союз» при запусках с космодрома Байконур на данной территории возникла необходимость экологического сопровождения приема фрагментов ОЧ РН, заключающееся контроле природной среды перед падением и после падения фрагментов. Ракеты-носители «Союз» используют в качестве топлива авиационный керосин, и это позволило при разработке экспресс-методики основное внимание уделять именно исследованию загрязнения водной среды нефтепродуктами.
Ранее было показано, что доминирующими и постоянными группами донного населения текучих вод Северного Урала являются личинки ручейника рода Stenophylax, широко заселяя чистые природные водоемы: ручьи, горные потоки, большие олиготрофные озера и равнинные реки [2, 3]. Эти организмы, будучи высоко оксифильными, весьма чувствительны к повышенному содержанию химических веществ в водной среде. Личинки ручейников требовательны к чистоте воды и при загрязнении естественных экосистем сигнализируют о начале уже самых ранних стадий процесса их деградации – сокращается видовой состав этой группы зообентоса и снижается уровень их биопродуктивности [5, 6].
Цель данного исследования – оценить влияние нефтепродуктов в широком диапазоне концентраций на выживаемость личинок ручейника рода Stenophylax.
Материал и методы исследования
Для постановки модельного эксперимента отбор личинок ручейников Stenophylax проводили в первую декаду июля 2012 года в реке Улс (среднее течение), протекающей на территории района падения ОЧ РН.
Опытных гидробионтов помещали по 60 особей в 3-литровые банки с чистой речной водой (контроль) и с примесью дизельного топлива (ДТ), концентрации которого составили 5; 1; 0,5 и 0,05 мл/л. Экспозиция проходила 48 часов. В течение двух суток учитывалось количество (в %) погибших животных. В эксперименте использовано 300 особей личинок ручейника рода Stenophylax.
Результаты исследования и их обсуждение
В ходе эксперимента было обнаружено, что высокие концентрации ДТ оказались летальными для 100 % особей личинок ручейника рода Stenophylax: при концентрации 5 мл/л гибель личинок наступала через 4 часа, при 1 мл/л – через 24 часа, при 0,5 мл/л – через 48 часов (рисунок). В банке с раствором ДТ, содержание которого соответствует предельно допустимым концентрациям для рыбохозяйственных водоемов (0,05 мл/л), по завершению эксперимента, через 48 часов, гибель опытных особей личинок оказалась 25 %. Потери контрольных особей, содержащихся в банках с чистой водой, составили 5 %.
Гибель опытных особей личинок ручейников (в %) в зависимости от концентрации дизельного топлива
Заключение
Результаты проведенного модельного эксперимента показали, что личинки ручейника рода Stenophylax являются высокочувствительными организмами к воздействию нефтепродуктов в широком диапазоне концентраций и могут быть использованы при биоиндикации загрязнения водной среды этими органическими соединениями.
Работа выполнена по Программе ориентированных фундаментальных исследований УрО РАН, проект № 12-4-006-КА.