Данные для сравнения

На основе таблицы можно сказать, что степень загрязнения р. Оредеж (возле деревни Выра) средняя, т. к. Итог показал 5 баллов.

Генетические исследования

В лаборатории генетики ЭУКАРИОТ ОМРБ ПИЯФ РАН нами был произведен генетический анализ реки Оредеж для выяснения степени загрязненности воды в реке мутагенными веществами. Вода исследовалась неслучайно: несколько лет назад в воде реки Оредеж в районе пос. Сиверский были обнаружены мутагены.

Для проведения генотоксикологического анализа нами была взята проба воды в верховьях реки Оредеж (пос. Сиверский). И для сравнения была взята проба из скважины базы Нарова близ Чудского озера.

Сущность опыта заключается в том, что при наличии мутагенов в воде у клеток колоний тестерного штамма Т2 дрожжей Sacchanonyes sererisae в гене ADE2 возникает рекомбинация, в результате чего цвет колоний дрожжей изменяется на красный, а также различные оттенки красного: розовый, красно-белый, красно-розовый, бело-розовый. По этому эффекту и можно судить о наличии в воде мутагенов.

В 5 мл автоклавированной воды была приготовлена суспензия густотой 1?107 кл/мл. Ее мы пипеткой растворили в 2000 раз, из расчета 500 клеток на чашку Петри. Полученную суспензию мы поместили в термостат на 3 – 5 суток (to в термостате равна 30o). Но перед этим мы 2 чашки подвергли пятисекундному ультрафиолетовому излучению.

Аналогичным путем мы приготовили и опытную суспензию, только вместо автоклавированной воды использовали воду из р. Оредеж (В1) и воду из скважины базы Нарова (В2). Суспензию из контрольной и опытных пробирок мы, с помощью шпателя и пипетки, посеяли на чашке Петри, после чего также поставили в термостат.

В итоге получили следующие результаты: в воде р. Оредеж не были обнаружены мутагенные загрязнители и частота генетической эффективности составила 0,12 % (таблица 7).

Однако же в воде со скважины были обнаружены мутагенные колонии, в том числе и красно-белые, которые обладают большой мутагенной активностью (таблица 7).

А частота генетической эффективности колоний, подвергнутых облучению ультрафиолетовых лучей, составила 11,2 % и 9,4 % (таблица 8).

Таблица 7

Таблица 8

Выводы.

1. Река Оредеж является более чистой, чем река Ижора.
2. Степень загрязнения зависит от природного местоположения.
3. Деятельность человека сильно влияет на состав флоры и фауны рек, изменяя, ухудшая ее.

Описание почв

Прибрежные почвы влияют на хозяйственную деятельность человека и имеют тесную связь с гидрологическими особенностями рек. В верховьях р. Ижоры на правобережье преобладают дерново-карбонатные почвы, сформировавшиеся на известняках. Затем их сменяют аллювиальные, чередующиеся в некоторых местах с торфяно-болотными. Почвы достаточно плодородные, т. к. обладают достаточной гумусностью и значениями рН, близкими к нейтральным. По левому берегу преобладают аллювиальные, на их формирование и загрязнение большое влияние оказывает река, которая во время половодья выходит из берегов и оставляет на берегу различные вещества, в т. ч. и вредные. Степень антропогенной нагрузки высокая, по берегам расположено много поселков, промышленных и с/х предприятий, реку пересекают автомобильные трассы.

На левом берегу р. Оредеж преобладают слабо- и среднеподзолистые почвы, на правобережье – дерново-подзолистые, сформировавшиеся на суглинистых породах. Почвы относительно плодородны и издавна используются местными жителями для выращивания с/х культур.

Почвы являются основной депонирующей средой, куда вещества-загрязнители поступают с выпадением из атмосферы, лиственным опадом, отмершими частями растений, отходами промышленных и с/х предприятий и т. д. Загрязненные почвы сами могут являться источником вторичного загрязнения приземного слоя воздуха. При смыве верхнего, наиболее загрязненного, слоя почв, происходит загрязнение поверхностных грунтовых вод.

Существует определенная зависимость между степенью загрязнения почв и показателями здоровья населения: по мере роста загрязнения увеличивается общая заболеваемость, число детей, болеющих хроническими заболеваниями, обнаруживаются нарушения функционального состояния сердечно-сосудистой системы.

Особое место среди химических загрязнителей почв занимают тяжелые металлы. По данным ВОЗ, тяжелые металлы по токсичности сейчас занимают II место. В прогнозе они должны стать самыми опасными, более опасными, чем отходы АЭС и твердые отходы. Токсичность их определяется тем, что они способны инактивировать физиологически важные органические вещества и могут медленно накапливаться в живых организмах, вызывая нежелательные для здоровья человека последствия.

Наиболее опасными считаются свинец, кадмий, ртуть, а также цинк, хром, кобальт, никель, медь, сурьма и др. Обычно почвы загрязняются не одним, а несколькими химическими элементами, их объединенное токсикологическое действие в несколько раз выше, чем наиболее высокое индивидуальное.

Свинец. Неорганические соединения Pb²⁺ нарушают обмен веществ, являются ингибиторами ферментативных реакций в живых организмах, у детей могут вызвать заболевания мозга, умственную отсталость. Свинец может заменять кальций в костях, становясь постоянным источником отравлений.

Кадмий чрезвычайно опасен для человека. Он может накапливаться в живых организмах, вызывая поражения ЦНС, гипертонию, костные боли. Может стать причиной образования камней в почках, где накапливается особенно интенсивно. Уже сейчас в Балтийском море со стоками ежегодно попадает более 100 тонн этого металла.

Медь в виде ионов Cu²⁺ может вызвать нарушение деятельности печени.

Кроме тяжелых металлов, почва сильно загрязняется органическими веществами: нефтепродуктами, ПХПС (полихлорполициклические соединения), ПАУ (полиароматическими углеводородами) и др. Многие из них являются сильнейшими канцерогенами, некоторые обладают мутагенностью.

В почвах на территории бассейна р. Ижоры обнаружено значительное превышение ПДК по кадмию, меди, цинку и свинцу. Особенно сильно загрязнены почвы возле автомобильных мостов через реку. Источником загрязнения, по-видимому, является автотранспорт.

В бассейне р. Оредеж загрязнение почвы не столь значительно. Отмечено повышенное содержание свинца в придорожных участках, а также присутствуют загрязнения органическими веществами и серой.

Уровень антропогенной нагрузки на реки

Основными источниками загрязнения рек являются сточные воды с территорий населённых пунктов, садоводств, предприятий и животноводческих объектов. Постоянно нарушается режим хозяйственной деятельности в пределах водоохранных зон.

Территория Гатчинского района, по которой протекают реки Ижора и Оредеж, издавна имела сельскохозяйственную ориентацию, которая сохранилась и до сегодняшнего дня. Сельскохозяйственные угодья, прилегающие к реке, это прежде всего пойменные луга. Естественная растительность носит вторичный характер, кроме того, продолжается её изменение в результате снижения сельскохозяйственного производства. Сельскохозяйственные угодья имеют животноводческий профиль: разводят крупный рогатый скот и птицу.

Специализированные садоводческие участки отделены от водотоков полосой, занятой древесно-кустарниковой растительностью, и поэтому, как и сохранившиеся места отдыха, которые находятся под контролем ГРЦСЭН, не являются источником загрязнения. Но по берегам рек тянутся частные огороды жителей деревень, которые несут на себе некоторую нагрузку, при этом сведена естественная растительность.

Кроме того, шоссе, проходящие по центру многих населённых пунктов, расположенных на берегах исследованных рек, также являются источником загрязнения. Продукты сгорания топлива в местах, приближённых к рекам, попадают в воду с талой водой и дорожной пылью.

Антропогенная нагрузка на реку Ижору более интенсивна, т. к. она протекает по пригородной зоне города Гатчины, которая является главным источником загрязнения реки, и по территории города Коммунар, где также находятся промышленные предприятия, стоки с которых значительно снижают качество воды в реке.

Следствия использования рек человеком.

Ижора — один из главных притоков Невы, ее устье оказывается наиболее загрязненным участком акватории Невы. Уже в период с 1991 по 1992 г. Качество воды в реке из категории «загрязненная» перешло в «грязная».

Вода же в реке Оредеж считается относительно чистой, ее качество определяется как «умеренно загрязненная», но только в среднем и нижнем течении, а у истока вода чистая, тогда как вода в Ижоре грязная от самого истока.

Выводы.

1. Антропогенная нагрузка на реку Ижору от истока к среднему течению возрастает, ее можно охарактеризовать в верхнем течении как слабую, и повышается далее, что определяет качество воды, а нагрузку же на реку Оредеж можно считать относительно равномерной на всем протяжении.
2. Очистные сооружения на реке Ижоре проводят главным образом биологическую очистку, поэтому в воду, ниже г. Гатчины, попадает множество вредных веществ и соединений, усугубляющих экологическое состояние как воды в реке, так и почв, находящихся вдоль берегов. А концентрация промышленных предприятий по берегам р. Оредеж меньше, и их очистные сооружения работают лучше, поэтому загрязнение — меньше.
3. Загрязнение проникает в исследованные водные зоны следующими путями:
   • с прямым или рассеянным сбросом сточных вод (и тв. отходов) промышленности, сельского хозяйства и коммунально-бытовых систем;
   • из атмосферы.
4. Антропогенная нагрузка за последние годы снизилась, но это связано не с работой экологических служб, а с падением промышленного и сельскохозяйственного производства.

Анализ экологического состояния рек.

Влияние качества речной воды на здоровье населения

Мы решили найти причины сильного загрязнения реки Ижоры и обратились в первую очередь в ГРЦСЭН. Нам сообщили, что на протяжении длительного времени практически не работают очистные сооружения в пос. Лукаши, т. к. полностью разрушен биофильтр, стоки подаются на первичные отстойники, затем, минуя биофильтр, они поступают на КОС ОПХ «Красная Славянка», которые находятся в аварийном состоянии, на грани полного разрушения. В результате, сточные воды сбрасываются в реку Ижору практически без очистки и обеззараживания. Другие КОС тоже практически не производят обеззараживания, т.к. коммунальные органы на протяжении нескольких лет не получают хлора. Согласно лабораторным данным, р. Ижора несет высокое бактериальное загрязнение, титр кишечной палочки очень низок (показатель фекального загрязнения).

Кроме того, из ижорской воды выделен микроб рода Vibro, что указывает на возможность выживания в наших условиях холерного вибриона и на недопустимость выпуска сточных вод в открытые водоемы без очистки и обеззараживания.

Таким образом, создается реальная угроза вспышки массовых острых кишечных инфекций и вирусного гепатита, наносится колоссальный ущерб реке. Основными источниками загрязнений реки Ижоры являются также птицефабрики «Русско-Высоцкое», ЗАО «Красногвардейский», АО «Скворицы». Содержание нитратов достигает 95 мг/л, при норме 45 мг/л. Вследствие перенасыщения почвы органическими веществами происходит загрязнение как поверхностных, так и грунтовых вод. Поскольку для Ижорской возвышенности присущ карст, загрязненные воды проникают на большие глубины.

Вода в реке Оредеж более чистая, но и она загрязняется из-за плохой работы КОС в поселках Рождествено, Сиверском и Вырице.

В качестве подтверждения можно привести данные ГРЦСЭН о том, что заболеваемость вирусным гепатитом А в последние годы является очень актуальной для района и носит эпидемический характер. На протяжении многих лет заболеваемость вирусным гепатитом А в районе превышает среднеобластные показатели.

Общая заболеваемость по району имеет стойкую тенденцию к росту. Значительно выше среднерайонных общая заболеваемость взрослых, подростков и детей в поселках Вырица, Войсковицы, Терволово, Большие Колпаны, Пудость, Рождествено, что в большой мере объясняется неудовлетворительным качеством питьевой воды. Загрязнение водоносного горизонта происходит в результате грубых нарушений природоохранных требований.

В городе Гатчине неблагоприятная экологическая обстановка отрицательно сказывается на состоянии здоровья населения. Отмечается также снижение рождаемости, увеличение смертности.

В структуре заболеваний у детей, как наиболее чувствительной группы населения, превалируют заболевания органов дыхания, пищеварения, кожи, нервной системы, т. е. систем, которые первыми реагируют на ухудшение состояния окружающей среды. Эти показатели имеют тенденцию к росту. Вызывают тревогу также высокие показатели онкозаболеваний и врожденных аномалий у детей. Таким образом, на территории города и района складывается напряженная обстановка. Способность человеческого организма противостоять неблагоприятному воздействию окружающей среды исчерпана, что подтверждается динамикой роста заболеваемости населения.

Выводы и предложения

Анализируя полученные результаты, мы пришли к выводу:

• Воду в реке Ижоре можно оценить, как грязную, а в реке Оредеж, как умеренно загрязненную. Ухудшение качества воды привело к изменению видового разнообразия растительности и животного мира, а также к снижению качества питьевой воды и, следовательно, к ухудшению здоровья населения, проживающего на прилегающих территориях.
• Нарушаются требования законодательства, регламентирующего хозяйственную деятельность в водоохранных зонах и на прибрежных полосах рек.
• Для улучшения экологического состояния водной системы необходимо усилить контроль за поступлением стоков и строго следить за исполнением водного законодательства.
• Изменить существующий порядок отбора проб для химического анализа сточных вод в лабораториях ГРЦСЭН.
• Провести реконструкцию очистных сооружений, где применяются устаревшие технологии очистки воды.
• Улучшить санитарную очистку территории, запретить вырубку леса на берегах водоема.
• Ограничить использование удобрений и ядохимикатов на полях.
• В водоохранной зоне и в пределах прибрежной полосы осуществлять комплекс водоохранных мероприятий: лесопосадки, залужение, мероприятия по закреплению берегов и другие.

Используемая литература

1. Комиссарова Т.С., Макарский А.М. «Полевые уроки по геоэкологии», Санкт- Петербург, 1995.
2. Муравьев А.Г. «Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами, «Крисмас +», Санкт-Петербург, 1998.
3. Муравьев А.Г. Методико-дидактический комплект для экологических исследований «Пчелка - У». Рекомендации по применению, Санкт- Петербург, «Крисмас+», 1996.
4. Алексеев С.В. «Экология», Санкт-Петербург, СМИОПРЕС, 1997.
5. Алексеев С.В. « Практикум по экологии», СПб, «Крисмас+», 1997.
6. Алексеев С.В., Груздева Н.В., Муравьев А.Г., Гущина Э.В. «Практикум по экологии», М., АО МДС, 1996.
7. Мирошкина С.М., Королев В.Г., Ветютнев А.И., Искандеров М.Д. «Экология. Безопасность. Жизнь.», выпуск № 2, Гатчина, ПИЯФ РАН,1995.
8. Мирошкина С.М., Королев В.Г., Ветютнев А.И., Искандеров М.Д. «Экология. Безопасность. Жизнь.», выпуск № 3, Гатчина, ПИЯФ РАН, 1996.
9. Мирошкина С.М., Королев В.Г., Ветютнев А.И., Искандеров М.Д. «Экология. Безопасность. Жизнь.», выпуск № 4, Гатчина, ПИЯФ РАН, 1996.
10. Мирошкина С.М., Королев В.Г., Ветютнев А.И., Искандеров М.Д. «Экология. Безопасность. Жизнь.», выпуск № 5, Гатчина, ПИЯФ РАН, 1997.
11. Мирошкина С.М., Королев В.Г., Ветютнев А.И., Искандеров М.Д. «Экология. Безопасность. Жизнь.», выпуск № 6, Гатчина, ПИЯФ РАН, 1998.
12. Шустов С.Б., Шустова Л.В. « Химические основы экологии», М. «Просвещение», 1995.
13. Ревелль П., Ревелль Ч. « Среда нашего обитания» кн.2, 4, М. «Мир», 1995.
14. Цветкова О., Калинина О.. Антипова О., Левых Е., Веселова Е. «Комплексное экологическое исследование верховьев р. Ижоры», работа учащихся школы № 476 Колпинского района, СПб, 1997.
15. Алимов А.Ф., Фролова А.К. «Экологическое состояние водоемов и водотоков бассейна реки Невы», СПб, 1996.
16. Атлас Ленинградской области , М., 1967.
17. Кондратьев К.Я., Фролова А.К.» Экодинамика и зкологический мониторинг Санкт-Петербургского региона в контексте глобальных изменений» СПб, Наука, 1996.