Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,736

ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ ДОЛГОСРОЧНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ РАЙОНА ПАДЕНИЯ ОТДЕЛЯЮЩИХСЯ ЧАСТЕЙ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ НА ТЕРРИТОРИИ СЕВЕРНОГО УРАЛА

Кузнецова И.А. 1 Степанов Л.Н. 1 Черная Л.В. 1
1 ФГБУН Институт экологии растений и животных УрО РАН
Проведена оценка последствий долгосрочного воздействия ракетно-космической деятельности на природную среду района падения отделяющихся частей ракет-носителей на территории Северного Урала с использованием в качестве биоиндикаторов представителей донной фауны основных водотоков. Показано, что длительное, но эпизодическое использование участка территории в качестве района падения отделяющихся частей ракет-носителей «Союз» не привело к негативным изменениям в состоянии природной среды.
ракетно-космическая деятельность
бентосная фауна
нефтяное загрязнение
1. Баканов А.И. Использование зообентоса для мониторинга пресноводных водоемов (обзор) // Биология внутренних вод. – 2000. – № 1. – С. 68–82
2. Кузнецова И.А., Черная Л.В. Оценка загрязнения нефтепродуктами водных объектов в районе падения отделяющихся частей ракет–носителей «Союз» на территории Северного Урала // Водное хозяйства России. – 2011а. – № 2. – С. 83–91
3. Кузнецова И.А., Черная Л.В. Ракеты летят через Урал // Вестник Урал. отд. РАН: Наука, общество, человек. – 2011б. – № 1 (35). – С. 41–50.
4. Albers P.H. Petroleum and individuals Polycyclic Aromatic Hydrocarbons // Handbook of Ecotoxicology / Ed.D.J. Hoffman et al. N.Y.: Lewis Publ., 2005. – P. 341–371.
5. Shubina V.N. Caddis flies (Trichoptera) in the benthos and food of fish from streams of the Pechora-Ilych State Biosphere Reserve, the northern Urals // Rus. Jo. of Ecology. 2006. – V. 37. № 5. – P. 352–358.

Угроза нефтяным загрязнением водных объектов Северного Урала многие годы была не актуальна, 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 отделяющихся частей ракет-носителей, заключающееся контроле природной среды перед падением и после падения фрагментов. Космические аппараты «Союз» используют в качестве топлива авиационный керосин, что определило при разработке мониторинга основное внимание уделять именно исследованию загрязнения водной среды нефтепродуктами. Состав донного населения водоемов относительно постоянен, пока находится в условиях, в которых он сформирован. В загрязненных водоемах из его состава выпадают не только отдельные виды, но и целые группы беспозвоночных животных. Качественные и количественные характеристики зообентоса служат хорошими, а в ряде случаев единственными показателями загрязнения водоемов разного типа [1]. Учитывая, что в горных районах водосбор формирующихся рек охватывает значительную территорию, анализ состояния донного населения их может быть использован для контроля состояния природного комплекса в целом. Цель исследования – многолетний комплексный мониторинг состояния водной среды основных водотоков, расположенных в зоне района падения отделяющихся частей ракет-носителей типа «Союз» на Северном Урале.

Материалы и методы исследования

Основные исследования (отбор воды для анализа на содержание нефтепродуктов, количественный учет индикаторных видов – личинок ручейников) проводили с 2009 по 2014 годы, в летний период. Пробы воды отбирали согласно требованиям ГОСТ 17.1.3.07-82; ГОСТ 17.1.5.05-85; ГОСТ 17.4.3.04-85; ГОСТ 26204-84 – ГОСТ 26213-84; ГОСТ 28168-89; ГОСТ 17.4.01 – 83 (СТ СЭВ 3847-82); анализ на содержание нефтепродуктов произведен согласно стандартным методикам (МУК 4.1.1061-01, ПНД Ф 16.1:2.2.22-98; ПНД Ф 14.1:2.57-96; ПНД Ф 14.1:.2:4.168-00) методом инфракрасной спектрометрии с использованием концентратомера КН-2 в ФГУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по Уральскому Федеральному округу» (2009–2010 гг.), с 2011 года химический анализ содержания нефтепродуктов в воде водных объектов производится в КГУ «Аналитический центр» (г. Пермь). Количественный учет личинок ручейников проведен методом прямого подсчета числа особей, обнаруженных прикрепленными к обратной стороне камней на одном квадратном метре дна исследуемого водного объекта (ос./м2). Дополнительно, в июле 2013 г была проведена оценка видового разнообразия и состояния макрозообентоса как индикаторного показателя состояния природной среды территории РП ОЧ РН. Пробы макрозообентоса были взяты на трех реках: р. Улс, р. Жиголан и р. Крив-Вагранский, расположенных в зоне вероятного воздействия пусков ракет-носителей (падение фрагментов ОЧ РН).

Результаты исследования и их обсуждение

В составе донной фауны рек Улс, Жиголан и Крив-Вагранский установлено 62 широко распространенных в Палеарктике вида и таксона более высокого ранга. Отмечены организмы из 12 систематических групп: олигохеты, водяные клещи, пауки, поденки, веснянки, вислокрылки, водяные жуки, ручейники, лимонииды, мошки, эмпидиды и хирономиды (1). По числу видов преобладают личинки насекомых, доля которых в общем списке составляет 90,3 %. Наиболее разнообразно представлены хирономиды – 15 таксонов. В составе поденок отмечено 13 видов, ручейники и веснянки включали 10 и 6 видов соответственно. Наиболее часто встречались личинки хирономид C. gr. silvestris, Larsia sp., Tanytarsus excavatus и виды рода Boreoheptagia. Число первичноводных животных невелико – 4 таксона. Донная фауна р. Улс представлена большим числом таксонов.

Таблица 1

Видовой состав зообентоса рек

Группа, вид

Река

Улс

Жиголан

Крив-Вагранский

1

2

3

4

Тип ANNELIDES

     

Класс OLIGOCHAETA

     

Отряд Naidomorpha

     

сем. Tubificidae

     

Limnodrilus sp.

+

+

Tubifex tubifex (O.F. Müller, 1774)

+

Отряд Lumbricomorpha

     

сем. Lumbriculidae

     

Lumbriculus variegatus (O.F.Müller, 1774)

+

Тип ARTHROPODA

     

Класс ARANEINA (ARACHNIDA)

     

Отряд Aranei

     

сем. Cybaeidae

     

Argyroneta aquatica (Clerck, 1757)

+

Отряд Acariformes

     

сем. Sperchonidae

     

Sperchon sp.

+

+

сем. Hygrobatidae

     

Hygrobates sp.

+

Класс INSECTA

     

Отряд Ephemeroptera

     

сем. Ametropodidae

     

Metretopus borealis Eaton, 1871

+

сем. Ameletidae

     

Ameletus inopinatus Eaton, 1887

+

сем. Baetidae

     

Baetis feles Kluge 1980

+

Baetis fuscatus (Linnaeus, 1761)

+

Baetis (N.) maxillaris (Braasch et Soldan, 1983)

+

Baetis (N.) niger (Linnaeus, 1761)

+

Baetis vernus Curtis, 1830

+

+

сем. Ephemerellidae

     

Ephemerella aurivillii Bengtsson, 1908

+

Ephemerella sp.

+

сем. Heptageniidae

     

Cinygma lyriformis (McDunnough, 1924)

+

+

Heptagenia sp.

+

сем. Leptophlebiidae

     

Habrophlebia lauta McLachlan, 1884

+

Paraleptophlebia cincta Retzius, 1783

+

Отряд Plecoptera

     

сем. Nemouridae

     

Amphinemura sp.

+

Nemoura sp.

+

+

сем. Leuctridae

     

Leuctra sp.

+

+

сем. Perlodidae

     

Diura sp.

+

Isogenus nubecula Newman, 1833

+

Isoperla sp.

+

Отряд Megaloptera

     

сем. Sialidae

     

Sialis nigripes Pictet, 1865

+

Отряд Coleoptera

     

сем. Dytiscidae

     

Laccophilus sp.

+

Oreodytes sp.

+

сем. Hydraenidae

     

Hydraena sp.

+

+

сем. Elmidae

     

Elmis sp.

+

Elmidae n. det.

+

Отряд Trichoptera

     

сем. Rhyacophilidae

     

Rhyacophila nubila Zetterstedt, 1840

+

+

Rhyacophila fasciata Zetterstedt, 1840

+

сем. Polycentropodidae

     

Plectrocnemia conspersa (Curtis, 1834)

+

Polycentropus flavomaculatus Pictet, 1834

+

сем. Apataniidae

     

Apatania crymophila McLachlan, 1880

+

сем. Limnephilidae

     

Brachypsyche sibirica (Martynov, 1924)

+

+

Chaetopteryx villosa Fabricius, 1798

+

+

Grensia praeterita (Walker, 1852)

+

Halesus tessellatus Rambur, 1842

+

Limnephilus sp.

+

Отряд Diptera

     

сем. Limoniidae

     

Dicranota bimaculata (Schummel, 1829)

+

+

сем. Simuliidae

     

Knetha sp.

+

Prosimulium hirtipes (Fries, 1824)

+

Simulium sp.

+

сем. Empididae

     

Chelifera sp.

+

Clinocera sp.

+

сем. Chironomidae

     

подсем. Tanypodinae

     

Ablabesmyia gr. annulata

+

Clynotanypus nervosus (Meigen, 1818)

+

Larsia sp.

+

+

+

Tanypus sp.

+

подсем. Prodiamesinae

     

Prodiamesa olivacea Meigen, 1818

+

подсем. Diamesinae

     

Boreoheptagyia sp.

+

+

Boreoheptagyia dasyops Serra-Tosio, 1989

+

+

+

Potthastia longimana Kieffer, 1922

+

Pseudodiamesa gr. branickii

+

подсем. Orthocladiinae

     

Cricotopus gr. silvestris

+

+

+

Orthocladius sp.

+

Paracricotopus niger (Kieffer, 1913)

+

Thienemanniella gr. clavicornis

+

подсем. Chironominae

     

Polypedilum exectum Kieffer, 1915

+

Tanytarsus excavatus Edwards, 1929

+

+

+

Всего:

34

28

20

Таблица 2

Структура сообществ донных беспозвоночных животных рек

Группы

Река

Улс

Жиголан

Крив-Вагранский

N, %

B, %

N, %

B, %

N, %

B, %

Oligochaeta

1,4

0,4

0,8

0,4

0,2

0,9

Hydracarina

0,3

0,5

0,3

<0,1

0,6

0,1

Ephemeroptera

28,0

11,4

44,7

45,0

29,5

33,0

Plecoptera

12,6

5,5

10,9

20,2

7,5

6,5

Megaloptera

0,3

1,2

Coleoptera

20,9

8,8

0,3

<0,1

Trichoptera

7,4

65,2

3,5

20,3

0,4

6,7

Limoniidae

0,6

0,5

0,4

0,9

Simuliidae

1,6

1,0

41,1

45,4

Empedidae

1,1

0,4

Chironomidae

28,0

6,6

37,3

12,6

20,3

6,5

Примечание: N – численность, B – биомасса.

Количественные показатели зообентоса определяют амфибиотические насекомые (табл. 2).

Они создают 98,3–99,2 % общей численности и 99,0–99,6 % суммарной биомассы беспозвоночных. Основу численности составляли хирономиды, поденки, мошки, жуки и веснянки. Ведущую роль в создании биомассы играли поденки, ручейники, мошки. Роль веснянок, хирономид и водяных жуков ниже: в сумме они составляли 13,0–32,8 % суммарной биомассы. Соотношение основных групп, а также состав комплексов доминирующих видов в реках отличается.

На основе качественных и количественных показателей зообентоса рассчитаны индексы качества вод (табл. 3). Полученные значения свидетельствуют, что, не смотря на длительное использование территории для приема отделяющихся частей ракет-носителей «Союз», обследованные створы рек характеризуются как очень чистые – 1 класс качества вод (табл. 3): загрязнения не выявлено.

Таблица 3

Значения индексов для оценки качества вод

Река

No/Nb

D1

Индекс Вудивисса

BBI

Улс

1,4

1,4

10

10

Жиголан

0,8

0,8

10

10

Крив-Вагранский

0,2

0

9

10

Доминирующая группа донного населения личинки ручейника рода Stenophylax распространена по всем водоемам исследованной территории, заселяя чистые природные водоемы: ручьи, горные потоки, большие олиготрофные озера и равнинные реки [2, 3]. Следует отметить, что эти организмы относятся к олигосапробам, чувствительны к повышенному содержанию химических веществ в водной среде и при загрязнении естественных экосистем сигнализируют о начале их деградации уже на самых ранних стадиях процесса – сокращается видовой состав этой группы зообентоса и снижается уровень их биопродуктивности [4, 5]. Эта особенность позволила использовать группу в качестве биоиндикатора состояния текучих вод территории РП ОЧ РН и всего природного комплекса их водосбора на территории Северного Урала. Наблюдения проведены в течение 6 лет, начиная с 4 года эксплуатации территории для приема фрагментов ОЧ РН.

Численность личинок ручейника регистрировалась в конце июня – начале августа на трех экспериментальных участках среднего течения р. Улс. Одновременно произведен контроль химического загрязнения водотока нефтепродуктами как возможным загрязнителем при падении фрагментов ОЧ РН.

Во все годы исследований, на фоне невысоких концентраций нефтепродуктов (ниже ПДК), отмечена стабильно высокая численность личинок ручейников (табл. 4). Исключение представляют сборы в августе 2011 г., когда было зафиксировано снижение количества выбранных нами организмов-индикаторов на фоне стабильно низких концентраций нефтепродуктов в воде. Обнаруженное снижение численности личинок ручейников в августе 2011 г., вероятно, связано с онтогенетическими особенностями этих гидробионтов: личинки к этому времени перешли в стадию куколки, и частично произошел вылет имаго, о чем свидетельствовали пустые чехлики, обнаруженные на дне реки.

Таблица 4

Концентрации нефтепродуктов (мг/л) в воде р. Улс и численность населяющих ее личинок ручейников

Показатели

2009

июль

2010

июнь

2011

август

2012

июль

2013

июль

2014

июль

Концентрация нефтепродуктов, мг/л

0.026–0.048

0.03–

0.05

0.010–

0.011

0.008–

0.010

0.09–

0.12

0.09–

0.16

Численность личинок ручейников, ос/м2

380–420

350–400

150–300

340–400

370–410

250 – 350

Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии загрязнения водной экосистемы среднего течения р. Улс.

Заключение

В связи с организацией контроля состояния природных комплексов района падения ОЧ РН впервые исследована донная фауна рек горной части Северного Урала: Улс, Жиголан, Крив-Вагранский. Установлено присутствие 62 широко распространенных в Палеарктике видов и таксонов более высокого ранга. Отмечены организмы из 12 систематических групп: олигохеты, водяные клещи, пауки, поденки, веснянки, вислокрылки, водяные жуки, ручейники, лимонииды, мошки, эмпидиды и хирономиды Количественные показатели зообентоса определяют амфибиотические насекомые. Ведущую роль в создании биомассы играют поденки, ручейники и мошки. Согласно расчету значений стандартных индексов для оценки качества вод на обследованных створах рек вода относится к 1 классу, что свидетельствует об отсутствии загрязнения, в том числе и нефтепродуктами. Результаты комплексной оценки последствий долгосрочного воздействия ракетно-космической деятельности на природную среду района падения отделяющихся частей ракет-носителей на территории Северного Урала с использованием в качестве биоиндикаторов представителей донной фауны основных водотоков свидетельствуют, что длительное, но эпизодическое использование участка территории в качестве района падения отделяющихся частей ракет-носителей «Союз» не привело к негативным изменениям в состоянии водной среды. Стабильность численности индикаторного вида – личинок ручейника свидетельствует о высоком качестве состояния водотока на исследуемом участке, что также позволяет говорить об отсутствии загрязнения природного комплекса территории водосбора верхнего течения реки.

Работа выполнена в рамках проекта ориентированных фундаментальных исследований УрО РАН № 13-4-019-КА.


Библиографическая ссылка

Кузнецова И.А., Степанов Л.Н., Черная Л.В. ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ ДОЛГОСРОЧНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ РАЙОНА ПАДЕНИЯ ОТДЕЛЯЮЩИХСЯ ЧАСТЕЙ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ НА ТЕРРИТОРИИ СЕВЕРНОГО УРАЛА // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 12-1. – С. 131-136;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34499 (дата обращения: 16.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074