Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Бактериопланктон водоемов-охладителей Курской и Калининской АЭС

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Бактериопланктон водоемов-охладителей Курской и Калининской АЭС"

Р Г Б ОД

На правах рукописи

1 3 вд 1336

СУЗДАЛЕВА Антонина Львовна

УДК 574.63:504.05:574.5.28

БАКТЕРИОЛЛАНКТОН ВОДОЕМОВ-ОХЛАДИТЕЛЕЙ КУРСКОЙ И КАЛИНИНСКОЙ АЭС

11.00.11 - Охрана окружающей среда и рациональное использование природных ресурсов (по биологическим наукам)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1995

Работа выполнена на кафедре гидробиологии Биологического факультета Московского Государственного Университета имени М.В.Ломоносова.

НАУ-НЫЙ РУКОВСМИГЕЛэ: к.б.н., доцент Н.А.Побединский

ОФИЦИАЛЬНОЕ ОППОЕКТЫ: д.б.н., профессор В.А.Абакумов

к.о.н. Н.С.Жмур

ИДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Московский государственный университет природооОустройства

Защита состоится Ср УОгОУ^Э. 1996 г. в часов на

заседании диссертационного совета Д 053.05.91 в Московском Государственном университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119899 Воробьевы горы, МГУ, Биологический факультет МГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ.

Автореферат разослан СХ.Уиг\а_л^. 1996 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета ' - Л.И.Степанова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Регионы размещения АЭС практически во всех случаях представляют из себя зоны, в которых влияние человеческой деятельности на природную среду весьма значительно. Особенно сильному воздействию со стороны АЭС подвергаются водные экосистемы. Воды расположенных поблизости от АЭС озер, рек, водохранилищ или морских водоемов в той или иной степени используются для охлаждения агрегатов станций, вследствие чего происходит их термофикация. Кроме того, большинство видов загрязнителей (радионуклиды, тяжелые металлы, нефтепродукты и т.п.), поступающих в окружающую среду при работе АЭС со сточными водами или в результате поверхностного смыва с окружающей территории, в конечном счете попадают в водоемы. Одним из важнейших компонентов водных экосистем являются планктонные микроорганизмы. Бактериопланктон играет существенную роль во всех процессах, происходящих в водоемах, и чутко реагирует на любые изменения в среде. Несмотря на это, бактериальная микрофлора водоемов, использующихся для охлаждения АЭС, исследована в настоящее время недостаточно. В бывшем СССР наиболее полно микробиологические исследования водоемов-охладителей ТЭС и АЭС проводились на территории Украины, Литвы и Молдавии. По водоемам-охладителям АЭС, расположенным в пределах России, аналогичные данные либо отсутствуют, либо носят фрагментарный характер.

Цель и задачи исследования. Цель работы - исследование бак-териопланктона водоемов-охладителей Курской и Калининской АЭС, расположенных в средней полосе России. Эти водоемы-охладители относятся к двум различным типам, наиболее часто встречающимся среди водных объектов данной категории. Водоем-охладитель Курской АЭС - наливной искусственный водоем, а для охлаждения Кали-

нинской АЭС используется система из двух несколько видоизмененных естественных водоемов - оз.Песьво и оз.Удомля.

В соответствии с намеченной целью в задачи исследования входило:

1 .Исследование основных гидролого-гидрохимических параметра: водной среды и распределения Сактериопланктона по акватории водоемов-охладителей.

2.Исследование распределения численности сапрофитных микроорганизмов.

3.Исследование распределения условно-патогенных микроорганизмов, относящихся к груше бактерий кишечной палочки (БГКП).

4.Определение продукционных характеристик Сактериопланктона в различных частях водоемов-охладителей.

Б.Исследование влияния функционирования АЭС, а также связанных с ней различных бытовых и промышленных объектов на бактерио-планктон этих водоемов.

Научная новизна. В процессе работы впервые исследовано распределение бактериопланктона в целом и его отдельных групп (сапрофита, БГКП) по акватории водоемов-охладителей Курской и Калининской АЭС и на основании сравнительного анализа полученных результатов выявлены закономерности, характерные для обоих типов водоемов-охладителей. Получены новые данные о влиянии АЭС и связанных с ней бытовых и промышленных объектов на бактериопланкто; водоемов-охладителей для средней полосы России.

Практическое значение. Полученные результаты являются сос тавной частью документации, необходимой для разработки природоохранных мероприятий при проектировании энергетических объектов Кроме того результаты исследования могут быть использованы в сл дующих областях практической деятельности:

-3- разработка критериев оценки качества водной среды для водоемов, подверженных термальному загрязнению;

- промышленное рыбоводство и аквакультура в термальных водах;

- санитарно-противоэпидемические мероприятия при комплексном использовании водных, ресурсов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на семинаре научно-исследовательского отдела экологии АЭС института "Атом-энергопроект" (Москва, 1996), на заседании кафедры гидробиологии Биологического факультета МГУ (Москва, 1996).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы.

Объем и структура работы.Работа изложена на \?>Ч страницах машинописного текста, иллюстрирована ^ рисунками и таблицами. Она состоит из введения, шести глав, выводов и списка литературы, включающего названий, в том числе иностранных авторов.

ГЛАВА 1. Водоемы-охладители электростанций и их бактериопланктон

Изучению водоемов-охладителей тепловых и атомных электростанций в настоящее время уделяется значительное внимание. Анализ имеющихся в литературе сведений по микробиологии водоемов-охладителей, а также подогреваемых зон крупных водоемов, свидетельствует о специфичности их бактериального населения. Однако, полученных данных недостаточно для понимания закономерностей развития бактериопланктона, особенностей его формирования в отдельных во-доемах-аладителях, существенно отличающихся по своей топографии и гидролого-гидрохимическому режиму.

Микробиологические исследования, проводившиеся на водоемах

средней полосы России, использующихся для охлаждения ТЭС и АЭС, немногочисленны и часто носят прикладной характер (Романова,1972; Булашев и др.,1974;СтолСунов,1974; 1979;1985;Лаптева,Косолапов, 1990). Для получения более полных данных по этому вопросу необходимо изучить качественный и количественный состав бактерио-планктона, выявить особенности его формирования на нескольких водоемах-охладителях различного типа. На территории России такими водоемами в частности являются искусственный наливной водоем-охладитель Курской АЭС и водоем-охладитель Калининской АЭС, образованный из двух природных озер Песьво и Удомля.

Глава 2. Матералы и методы исследования

Материалом для работы послужили результаты исследований гидрохимических и микробиологических параметров, проведенных на водоемах-охладителях Курской и Калининской АЭС в различные сезоны 1989-1995 г.г.. Кроме того, с целью определения характера и степени воздействия АЭС на данные водные объекты, было проведено исследование водоемов, расположенных в относительной близости от АЭС, но не использующихся для их охлаждения и не подвергающихся другим видам непосредственного воздействия атомных электростанций. В районе Курской АЭС исследовалось оз.Льговское, а в районе Калининской АЭС - оз.Наволок и оз.Кезадра.

Определение гидрохимических параметров проводилось по стандартным методикам (Строганов,Бузинова,1969¡Новиков и др.,1990).

Общая численность бактериопланктона определялась путем прямого счета на мембранных фильтрах, окрашенных карболовым эритро-зином, методом Разумова (Романенко,Кузнецов,1974). Биомасса бактериопланктона вычислялась, исходя из объема клеток, размеры которых определялись с помощью окулярного микрометра (Родина,1965; Троицкий,Сорокин,1967). При вычислении клеточного объема вводи-

лась поправка на изменение размеров клеток вследствие фиксации. Численность сапрофитов определяли по стандартной методике высевом на мясо-пептонный агар (МПА 1:10), а численность БГКП определялась высевом на среду Эндо (Пименова и др.,1971; Романенко, Кузнецов, 1974). Определение бактериальной продукции и времени генерации проводилось методом Иванова (Романенко,Кузнецов, 1974; Вербина, 1980).

Статистическая обработка материала проводилась на ЭВМ с ис-юльзоваением программы "Б1^£гар1п.сБ".

ГЛАВА 3. Бактериопланктон водоема-охладителя Курской АЭС.

Водоем-охладитель Курской АЭС представляет собой искусствен-юе наливное водохранилище, в долине реки Сейм.

Наполнять водоем-охладитель начали в 1976г. В настоящий мо-гент его площадь составляет около 22 км^, максимальные размеры 5,7x3,2 км, объем более 30 млн. м3, средняя глубина водоема сос-■авляет 4 м. Схема водоема-охладителя Курской АЭС представлена [а рис.1.

Водоем-охладитель Курской АЭС является водоемом многоцелево-'0 использования. Помимо охлаждения агрегатов АЭС, его воды ис-ользуются в блоках, так называемого, энергобиологического комп-екса (ЭБК), предназначенного для утилизации теплых сбросных вод ЭС для различных хозяйственных целей (рыбоводства, тепличного озяйства и др.). На берегу водоема-охладителя расположен г.Кур-атов, поверхностный сток с территории которого через систему ромливневой канализации или в результате непосредственного смыва опадает в водоем. Кроме того, следует отметить, что в летнее ремя водоем-охладитель интенсивно используется местным населе-лем в рекреационных целях.

РИС.1. СХЕМА ВОДОЕМА-ОХЛАДИТЕЛЯ КУРСКОЙ АЭС.

Д.МШИЕВО

РИС.2 СХЕМА ВОДОЕМА-ОХЛАДИТЕЛЯ КАЛИНИНСКОЙ АЭС.

ОтОор проб проводился на 16 станциях. Некоторые из них, а именно, станции №-N6 были расположены по ходу циркуляции воды от сброса из системы охлаждения АЭС до водозабора. Главными особенностями этих участков водоема-охладителя являлось значительное удаление от береговой линии (несколько сот метров), постоянная проточность и постепенное снижение температуры, обусловленное охлаждением вода в ходе циркуляции. Отбор проб осуществлялся также на участке водоема, не затронутом циркуляционным течением (N16). Ряд станций (N7-1113) располагался в местах наиболее интенсивного воздействия различных хозяйственно-бытовых объектов, расположенных на берегах водоема-охладителя. Кроме того, пробы отбирались в районне насосной станции (N15) и из р.Сейм (N14), являющейся источником водоснабжения водоема-охладителя.

Общая численность бактериопланктона (ОЧБ) на станциях, расположенных по линии основной циркуляции №-N6), колебалась от 0,3-2,5 млн.кл./мл зимой до 10-20 млн.кл./мл в летний период. Как правило, наибольшая численность и биомасса бактерий наблюдались в районе сброса подогретых вод. Причем, во время некоторых съемок максимум численности отмечен непосредственно на выходе сбросного канала (ст. N1), тогда как в другие периоды наибольшая численность бактериопланктона наблюдалась на ст. N2, расположенной на некотором удалении от сброса. По ходу основного циркуляционного течения численность и биомасса, как правило, закономерно понижались.

На участках водоема-охладителя, испытывающих влияние хозяйственно-бытовых объектов, значения ОЧБ только в отдельных случаях достоверно превышали количество микроорганизмов на прилегающих участках акватории. Например, в заливе Голубой Лог (ст. N13) в холодное время года ОЧБ, как правило, не отличалась от таковой на

прилегающих участках водоема-охладителя. В летний период и в начале осени количество микроорганизмов на этой станции значительно возрастало, достигая 10-20 млн.кл./мл и более. На участке водоема-охладителя, наименее затронутом циркуляционным течением вода (ст.N16), в целом значение ОЧБ и биомассы бактериопланктона были близки к характерным для водохранилищ умеренной зоны.

Численность сапрофитных микроорганизмов (ЧС) в водах основного циркуляционного течения (ст.ш-иб) в период проведения съемок была подвержена значительным колебаниям - от нескольких сотен до миллионов кл./мл. Наибольшие значения ЧС на участках водоема-охладителя, расположенных по линии основной циркуляции, были также приурочены к зоне максимального подогрева (ct.N1 и N2). Аналогично распределению общей численности бактериопланктона, численность сапрофитов в ряде случаев имела максимальные значения на выходе сбросного канала (ст.И1), тогда как в другое время пик численности сапрофитов наблюдался на некотором расстоянии от сброса (ст.И2). На этих же станциях как правило наблюдалось и увеличение доли сапрофитов в общей численности бактериопланктона. По мере удаления от района сброса подогретых вод АЭС количество сапрофитов в большинстве случаев закономерно убывало. Однако во время некоторых съемок наблюдалась несколько иная картина распределения ЧС. Так же, как и в других случаях, максимальная численность сапрофитных микроорганизмов была отмечена в районе сбросного канала и смежном участке циркуляционного течения (ct.N1 и ст.Ж). Далее по ходу тока воды наблюдалось снижение численности сапрофитных микроорганизмов. Затем, после прохождения циркуляционных вод вдоль берега водоема-охладителя, где располагается г.Курчатов, значения численности сапрофитов снова резко возрастали (ст.N5 и ст.N6). По-видимому, подобный характер распределения ЧС

Оыл обусловлен поступлением в водоем-охладитель аллохтонной органики в результате бытового загрязнения и поверхностного стока с городской территории. Возрастание ЧС и увеличение доли сапрофитов в бактериопланктоне иногда наблюдалось также на участках, подверженных воздействию различных хозяйственных объектов, например, в районах рыбоводных садков.

Численность бактерий группы кишечной палочки (БГКП) в водоеме-охладителе во время большинства съемок была довольно высокой (до 273,5 тыс.кл./мл). Как правило, наибольшие значения численности БГКП наблюдались в зоне максимального подогрева (ct.N1 и N2). В некоторых случаях по линии основной циркуляции (ст.Ш-Ш) наблюдалось закономерное убывание численности БГКП от сброса к водозабору. В период остальных съемок характер распределения бактерий этой группы был несколько иным. В районе сброса численность БГКП была относительно высока. Далее по ходу циркуляционного течения наблюдалось значительное снижение количества этих микроорганизмов. Затем при прохождении течения вдоль берега, где располагается г.Курчатов, численность БГКП снова резко возрастала. Причем, в некоторых случаях количество БГКП в районе водозабора (ст.N6) либо существенно не отличалось от такового в зоне максимального подогрева (ct.N1), либо было несколько выше. Вероятно, такой характер распределения численности БГКП был обусловлен загрязнением водоема-охладителя с территории г.Курчатов. Локальное увеличение численности БГКП неоднократно отмечалось также в рай-эне выхода промливневой канализации (стлл2). Влияние других хозяйственных объектов на численность БГКП не установлено.

Во все сезоны года максимальное значение бактериальной про-1укции (59,6 - 1455,9 мкг С/л сутки) отмечено в районе сброса 1ЭС. На этом же участке наблюдалось минимальное время генерации

бактериопланктона (10,2 - 30,2 ч). Далее по ходу циркуляционного течения уровень продукции постепенно понижался, а продолжительность времени генерации возрастала.

С целью получения сравнительных данных в сентябре 1995г. исследовалось оз.Льговское, являющееся наиболее крупным водоемом лимнического типа в данном районе. Озеро имеет овальную форму, максимальная длина составляет около 2 км. Территория, окружающая озеро, по своему характеру во многом сходна с окрестностями водоема-охладителя Курской АЭС. Общая численность бактериопланктона оз.Льговское в среднем находилась на том же уровне, что и в водоеме-охладителе на участках, расположенных на некотором отдалении от сброса теплых вод с АЭС. В отличие от этого, количество сапрофитной микрофлоры в целом было существенно ниже: относительная численность микроорганизмов этой группы в оз.Льговское не превышала десятых долей процента от общей численности бактериопланктона. Несмотря на явное загрязнение озера стоками с сельскохозяйственных территорий и животноводческого комплекса, количество БГКП было значительно ниже, чем на большинстве участков циркуляционного течения, но существенно не отличалось от численности этих микроорганизмов на участках водоема-охладителя, не затронутых течением.

ГЛАВА 4. Бактериопланктон водоема-охладителя Калининской

АЭС

В качестве водоема-охладителя Калининской АЭС в настоящее время используются соединенные протокой два довольно крупных водоема - оз.Песьво и оз.Удомля (рис. 2). Оз.Песьво имеет котловин: круглой формы. В естественных условиях, в межень, площадь зеркал! равняется 6,6 км2, максимальная глубина - 5,5 м, средняя - 2,7 м,

объем воды в озере составляет 17,8 млн.м3. Оз.Удомля имеет хорошо

выраженную котловину неправильной формы. В естественных условиях

р

площадь зеркала озера равна 10 км , длина его 7,4 км, максимальная ширина его 3,2 км, средняя - 1,4 км. Средняя глубина составляет 10 м, максимальная - 30 м. Дно озера имеет сложный рельеф с несколькими глубокими впадинами. Объем воды в оз.Удомля составляет более 100 млн.м . В отличие от водоема-охладителя Курской АЭС, циркуляционное течение охватывает только часть акватории озер. Для постоянного отбора проб было выделено 14 станций. Часть из них располагалась по ходу основного циркуляционного течения (CT.N1-N6). Другая часть находилась в районах,затронутых течением незначительно (CT.N7-N9). Поскольку исследование всех многочисленных водотоков, впадающих в систему озер Песьво-Удомля, было бы весьма затруднительно, постоянный отбор проб осуществлялся только на трех из них: р.Съюча, впадающей в оз.Песьво, и реках Тихоманд-рица и Хомутовка, впадающих в оз.Удомля (соответственно, ст.N10, N11 и N12). Кроме этого, в оз. Песьво постоянно пробы отбирались в районе рыбоводных садков, расположенных поблизости от выхода сбросного канала АЭС (ct.N13), и в районе сброса городских очистных сооружений (ст.N14).

ОЧБ в циркуляционных водах АЭС (ct.N1-N6) колебалось от 0,5 до 10,2 млн.кл./мл, биомасса - от 0,3 до 6,7 мг/л. В большинстве случаев средние значения численности и биомассы постепенно снижались по направлению от района сброса АЭС к ее водозабору. При этом, так же как и в водоеме-охладителе Курской АЭС, максимальное количество микроорганизмов ео время одних съемок отмечено в сбросном канале (ct.N1 ), а в других случаях на некотором расстоянии от сброса (ст. N2). На участках оз.Песьво и оз.Удомля, не затронутых циркуляционным течением (ct.N7-N9), ОЧБ практически не за-

висела от режима функционирования АЭС. Влияние других объектов на распределение ОЧБ было незначительным и носило сугубо локальный характер.

Средние значения ЧС на станциях, расположенных по ходу циркуляционного течения (ct.N1-N6), в период исследования колебались от 3,0 до 162,0 тыс.кл./мл. При этом максимальная численность сапрофитных микроорганизмов во всех случаях отмечена либо в сбросном канале (ct.N1), либо в оз.Песьво поблизости от его выхода (ст.ыг). Далее, по ходу течения, количество микроорганизмов этой группы, как правило, снижалось. В ряде случаев, например в августе 1994 г., наблюдалось некоторое увеличение численности сапрофитов в районе водозабора (ст.N6). Возможно, это было обусловлено загрязнением данного участка поверхностным стоком с территории строительной площадки АЭС и бытовыми стоками, поступающими с водами р.Хомутовка. Доля сапрофитов . " в общей численности бактериопланктона была наибольшей в районе сброса АЭС (ct.N1-N2). На участках озер, не подверженных непосредственному воздействию АЭС, уровень ЧС в основном определялся теми же факторами, что и в водоемах с естественным температурным режимом. Существенного влияния других хозяйственных объектов на распределение ЧС не обнаружено.

Максимальные значения численности БГКП (до 31,0 тыс.кл./мл) также отмечены в районе сброса АЭС. Далее по ходу циркуляционного течения численность этих микроорганизмов постепенно снижалась. Во время некоторых съемок на ряде участков водоема-охладителя отмечено увеличение численности БГКП, обусловленное влиянием сельскохозяйственных и бытовых объектов.

Так же, как и в водоеме-охладителе Курской АЭС, максимальная скорость размножения планктонных бактерий (время генерации 8,8-

-1314,5 ч.) и наибольшая величина бактериальной продукции (173,9299,3 мкг С/л сутки) наблюдались в районе сбросного канала и ближайшем к нему участке оз.Песьво (ct.N1 и N2). По ходу циркуляционного течения (ст.М-иб) уровень продукции снижался, а продолжительность времени генерации возрастала. Эта закономерность была выражена только на участках циркуляции в акватории оз.Песьво, а в оз.Удомля существенных различий в величинах продукции и времени генерации по ходу течения уже не наблюдалось.

С целью получения сравнительных данных, были исследованы два озера, расположенные в радиусе 20 км от АЭС, но негодверженнне ее непосредственному влиянию. Причем, один из этих водоемов - оз.Наволок имеет ряд сходных черт с оз.Песьво, а другой, оз.Кезадра, -с оз.Удомля. Полученные данные показали, что несмотря на сходство этих водоемов, их бактериопланктон существенно отличен. В особенности это касается такой группы микроорганизмов, как БГКП, численность которых в водоеме-охладителе Калининской АЭС была значительно выше. Кроме того, в оз.Кезадра средние значения ОЧБ и ЧС были существенно ниже, чем в оз.Удомля, являющемся частью водоема-охладителя .

ГЛАВА 5. Экспериментальное исследование влияния нагрева воды на природное сообщество бактериопланктона в водоемах-охладителях Курской и Калининской АЭС

В период исследования на водоемах-охладителях Курской и Калининской АЭС был проведен ряд экспериментов целью, которых являлась оценка изменений, происходящих в бактериопланктоне данных водоемов вследствие нагрева вод при прохождении через агрегаты систем охлаждения АЭС. Схема эксперимента была следующей: пробы воды, взятые из водозаборного и сбросного каналов, были помещены

-14в стерильше конические колбы и подвергнуты в течение 10 минут нагреву на водяной бане. После этого, когда температура воды снизилась до комнатной, был произведен высев микроорганизмов на МПА. Этим же методом определялось и количество микроорганизмов в исходных пробах воды до нагревания. Нагрев проб в эксперименте осуществлялся до 40, 50, 60, 70 и 80°С. Результаты экспериментов, проведенных на обоих водоемах-охладителях, показали, что в пробах воды, взятых из водозабора, нагрев до 50°С уже вызывал снижение численности сапрофитных бактерий. При нагреве до 70°С и более численность микроорганизмов составляла менее 1% от их исходного количества до нагрева. Бактериопланктон в районе сбросного канала, судя по полученным результатам, в среднем обладает более высокой степенью термотолерантности. Достоверное снижение численности микроорганизмов наблюдалось только при нагреве до 60°С и более. Следует отметить, что даже при нагреве до 70 и 80°С относительная численность бактерий в пробах, отобранных в районе сбросного канала, была существенно выше, чем в пробах взятых в районе водозабора.

Кроме этого, на водоеме-охладителе Калининской АЭС в октябре 1995 г. был проведен еще один эксперимент, целью которого являлось сравнительное исследование влияния температурного шока на бактериопланктон циркуляционных вод и участков водоема, практически не подвергающихся термальному воздействию со стороны АЭС. В этом же эксперименте исследовалось также и влияние нагрева воды на бактериопланктон источников водоснабжения водоема-охладителя (табл.1). Методика проведения данного эксперимента была в целом такой же, как и предыдущего.

Несмотря на довольно существенную разницу в температуре воды, отмеченную в момент отбора проб, на различных участках цирку-

Таблица 1. Влияше нагрева воды на численность сапрофитных микроорганизмов в пробах из водоема-охладителя Калининской АЭС и впадающих него рек

Станция Исходная численность тыс.кл./мл (М±Ш) Температура воды в момент отбора пробы Л Нагрев t°c Численность после нагрева тыс.кл./мл (М±т) Соотношение численности до и после нагрева %

Сбросной канал 84,0±8,5 19,5 30 77,5±9,4 92,3

40 84,5-8,2 100,6

Центр оз.Песьво 62,2±4,4 15,0 30 71,5-9,1 111,4

40 65,7±7,2 102,3

Центр оз.Удомля 9,7±1,1 11,5 30 7.9-0,8 81 ,4

40 9,0±1,3 92.8

Водозабор 2,4±0,3 11,0 30 1,6±0,2 66.7

40 1,4-0,2 70,8

оз.Песьво район д.Митрошино 65,4±7,3 9,0 30 72,1±9,5 110,2

40 67,3±8,0 103,0

оз.Удомля район д.Гарусо-во 156,5±21,8 9,0 30 71,7-9,3 45,8

40 б4,5±4,1 41,2

р.Съюча 11,4±1,7 5,0 30 4,1±0,2 36,0

40 3,2±0,2 28,1

р.Тихо-мандрица 8,0±0,8 4,5 30 2,8±0,4 35,0

40 2,6±0,2 32.5

ляционного течения (от 19,5°С в сбросном канале до 11,0°С в районе водозабора), влияние нагрева воды, взятой в этих точках, на численность сапрофитных микроорганизмов практически не обнаруживалось . Только в районе водозабора наблюдалась некоторая тенденция к уменьшению количества бактерий. На участке оз.Песьво, расположенном поблизости от д.Митрошино, каких-либо различий в численности микроорганизмов до и после нагрева также не зафиксирована , хотя температура воды на этом участке во время проведения

эксперимента составляла всего 9,5°С. Напротив, в оз.Удомля, на участке, расположенном вне циркуляционного течения (район д.Гару-сово), кратковременный нагрев воды до 30-40°С вызывал заметное снижение численности бактерий (41,2-45,8% от исходной численности). Существенное уменьшение количества микроорганизмов наблюдалось также в пробах, взятых из р.Съюча и р.Тихомандрица.

Таким образом, результаты, полученные в ходе экспериментов, проведенных на Курской и Калининской АЭС, показали, что какая-то часть клеток бактериопланктона, при прохождении через агрегаты системы охлаждения, погибает в результате резкого увеличения температуры воды.

При анализе данных, полученных в ходе последнего эксперимента, обращает на себя внимание тот факт, что степень термотолерантности микроорганизмов в целом довольно мало зависит от температуры воды, отмеченной в этот период на данной станции. Так, на большинстве участков циркуляционного течения, несмотря на существенные различия в температуре воды (от 19,5 до 11,5 °С), нагрев воды до 30-40 °С не вызывает каких-либо существенных изменений в численности бактерий. Основываясь на этих данных, можно сделать предположение, что степень устойчивости микроорганизмов к температурному шоку в период исследования в значительной мере определялась условиями формирования сообщества бактериопланктона на том или ином участке водоема-охладителя, иначе говоря, "историей" этого сообщества. С этой точки зрения, в водах циркуляционного течения, многократно проходящих через систему охлаздения АЭС, бактериопланктон в значительной мере должен быть представлен микроорганизмами, хорошо переносящими разкое кратковременное увеличение температуры.

ГЛАВА 6. Общие закономерности распределения бактериопланктона по акватории водоемов-охладителей АЭС

Несмотря на то, что водоемы-охладители Курской и Калининской АЭС существенно различаются по своему происхождению, гидрологическому и гидрохимическому режиму, сравнительный анализ полученных данных все же позволяет выявить ряд общих закономерностей в распределении бактериопланктона по акватории этих водоемов, обусловленных спецификой антропогенной нагрузки.

По нашим данным максимальные значения общей численности бактериопланктона, численности сапрофитов и бактерий группы кишечной палочки (БГКП), как правило, наблюдались в районах сброса подогретых вод обоих водоемов. Причем, доля сапрофитных микроорганизмов и БГКП здесь всегда были значительно выше, чем в других участках акватории водоемов-охладителей. Это явление было отмечено рядом исследователей при изучении водоемов-охладителей ТЭС и АЭС (Кривенцова,1973;Ленчина,19Э1). Следует также отметить, что численность бактериопланктона в водоемах-охладителях в начале циркуляционных течений (районы сбросов АЭС) была существенно выше, чем в других водоемах, находящихся в том же районе (оз.Льговское, оз.Наволок, оз.Кездра). Аналогичные данные получены и в отношении сапрофитных микрорганизмов и БГКП.

Существует мнение (Ленчина,1991), что увеличение ОЧБ в районах сброса АЭС обусловлено высоким темпом размножения бактерий яри повышенной температуре воды. Однако по нашим данным время прохождения воды через агрегаты станций при нормальном режиме ра-Зоты не превышает 20-30 мин. Исходя из этого и судя по значениям времени генерации бактериопланктона, невозможно предположить, что оезкое увеличение численности микрорганизмов в сбросных водах происходит за счет их размножения при прохождении через систему

охлакдения АЭС. Кроме того, вероятно,какая-то часть бактерий погибает в агрегатах системы охлаждения АЭС от температурного шока (глава 5). В связи с этим резкое увеличение численности бактерио-планктона в сбросных водах скорее всего можно объяснить тем, что на внутренней поверхности агрегатов системы охлаждения в ходе эксплуатации АЭС развивается сообщество микроперифитона, которое и является источником поступления бактериальных клеток в сбросные воды АЭС. Такое предположение подтверждается данными различных специалистов, исследовавших биологические помехи, возникающие при эксплуатации ТЭС и АЭС (Костюченко, 1971; Кучеренко, 1984; Афанасьев, 1991). Результаты этих работ свидетельствуют о том, что в системах охлаждения, как правило, развивается достаточно мощное биообрастание, основным компонентом которого являются именно бактерии. Причем, наибольшего развития достигают сапрофитные формы. По-видимому, последним обстоятельством и обусловлено резкое увеличение доли сапрофитной микрофлоры в общей численности бактерио-планктона, отмеченное в ходе данного исследования в районах сбросов Курской и Калининской АЭС, по сравнению с другими участками водоемов-охладителей. Следует отметить, что в пробах из естественных водоемов, расположенных в районах размещения АЭС, но не подверженных их непосредственному воздействию (оз.Льговское, оз.Кезадра,оз.Наволок), относительная численность сапрофитов былг также значительно ниже, чем в сбросных водах АЭС. Исходя из выше изложенного,можно заключить, что развитие сообщества бактериального перифитона в системах охлаждения является одним из основных факторов, определяющих качественный и количественный состав бак-териопланктона водоема-охладителя.

Наиболее высокий уровень бактериальной продукции также отмечен в районах сброса подогретых вод АЭС. По-видимому, следствием

'ого является то, что во время некоторых съемок максимум числен->сти сапрофитных микроорганизмов и бактериопланктона в целом .'мечен не в сбросных водах АЭС, а на некотором удалении от выхо-а сбросного канала. Таким образом, увеличение общей численности актериопланктона в районах сброса исследованных АЭС обусловлено ж поступлением бактерий из сообщества микроперифнтона в резуль-5те смыва бактериальных клеток с внутренней поверхности агрега-зв системы охлаждения, так и их интенсивным размножением в ре-лльтате повышения температуры воды.

Наблюдающееся в большинстве случаев увеличение численности зловно-патогенных бактерий (БГКП) и их доли в общей численности актериоплактона в районах сброса подогретых вод, вероятно обус-эвлено тем, что представители этой группы способны успешно разеваться в зонах водоемов с повышенной температурой воды (Рома-знко,Кузнецов,1974;Шандала,Станкевич,1985;Баранаускене и др., 994). Следует отметить, что в расположенных поблизости от иссле-ованных АЭС озерах (оз.Льговское, оз.Кезадра,оз.Наволок) абсо-ютная и относительная численность БГКП была значительно ниже, ем в районах сброса подогретых вод. Во время ряда съемок отме-ено резкое увеличение численности БГКП на участках водоемов-хладителей, расположенных поблизости от жилых и производственных ассивов. Это обусловлено поступлением в эти участки водоемов бы-овых стоков и поверхностного смыва с окружающей территории. В олыпинстве случаев наиболее сильно этот вид антропогенного воз-.ействия проявляется на участках водоемов-охладителей, располо-:енных в непосредственной близости от АЭС, т.е. в районах водоза-ора и сбросного канала. Возможно, что именно этим обстоятельст-юм отчасти объясняется высокая численность БГКП в сбросных водах ,ЭС. Можно предположить, что микроорганизмы этой группы, попадая

-20в зону максимальных температур, находят оптимальные условия для своего развития - так называемого "вторичного роста" (Ленчина, 1991 ).

В водоемах с естественным температурным режимом уровень развития бактериопланктона в основном определяется содержанием в воде органического вещества. Исследования (Кривенцова,1973¡Ленчина ,1978), проведенные в водоемах-охладителях ТЭС и АЭС свидетельствуют, что качественный и количественный состав их бактериопланктона главным образом зависит от температуры воды. Наши данные лишь отчасти подтверждают это предположение. Действительно, в водах циркуляционного течения на обеих АЭС в большинстве случаев достоверные значения коэффициентов корреляции между общей численностью бактериопланктона и температурой воды были выше 0,8. Между численностью сапрофитных микроорганизмов и температурой аналогичная корреляция наблюдалась еще чаще. Однако в некоторых случаях указанная корреляция не наблюдалась. Как правило, это происходило тогда, когда максимум численности микроорганизмов находился не непосредственно в районе сброса АЭС, а на некотором удалении от него, т.е. когда максимум численности пространственно не совпадал с зоной максимальных температур.

Показатель рН в водоемах-охладителях Курской и Калининской АЭС в исследуемый период изменялся на большинстве участков акватории незначительно. Достоверной корреляции между значениями этого параметра и численностью как бактериопланктона в целом, так и его отдельных групп (сапрофиты, БГКП), не установлено.

Содержание растворенного кислорода в воде исследованных водоемов-охладителей в большинстве случаев имело значения достаточно близкие к насыщению при данной температуре. Влияние этого фактора на развитие бактериопланктона также не прослеживалось.

Функвдонирование систем охлаждения исследованных АЭС существенно влияет на содержание органического вещества в воде и его состав. Однако характер этого влияния весьма непостоянен и определяется взаимодействием различных факторов. Поэтому, устойчивой корреляции между численностью бактериопланктона в целом и его отдельных групп (сапрофиты, БГКП) со значениями перманганатной и бихроматной окисляемости не наблюдалось, как не наблюдалось какой-либо закономерности в распределении органического вещества по акватории исследованных водоемов.

Анализ полученных данных показывает, что влияние работы АЭС на процессы формирования сообщества бактериопланктона превалирует над другими факторами только в водах циркуляционных течений. На ряде участков исследованных водоемов состав бактериопланктона в значительной мере определяется характером стоков и поверхностного смыва с прибрежной территории, а также поступлением вод из источников подпитки. Причем, в некоторых случаях влияние поступающих в водоем стоков и работы агрегатов системы охлаждения АЭС носит комплексный характер, например, локальное увеличение численности запрофитов или БГКП вследствие циркуляционного движения воды мо-кет изменить состав бактериопланктона на значительных участках акватории.

ВЫВОДЫ

1. Максимальная численность и биомасса бактериопланктона в зодоемах-охладителях Курской и Калининской АЭС наблюдаются в рай-шах сброса подогретых вод. В этих же точках численность сапрофи-'ов так же достигает наибольших значений.

2. Увеличение численности бактериопланктона на участках :броса АЭС обусловлено как его интенсивным размножением при повы-

шенной температуре воды, так и, в значительной мере, поступлением в сбросные воды бактериальных клеток из сообщества микроперифито-на, в результате их смыва с внутренней поверхности агрегатов системы охлаждения АЭС.

3. Повышение температуры воды и стоки с территории, окружающей АЭС, способствуют увеличению численности условно-патогенной микрофлоры в районах сброса подогретых вод.

4. В водах циркуляционных течений водоемов-охладителей Курской и Калининской АЭС основным фактором, определяющим качественный и количественный состав бактериопланктона является режим функционирования АЭС. В значительной мере сообщество бактериопланктона формируется в районах сброса подогретых вод, после чего циркуляционным движением воды микроорганизмы разносятся по акватории водоема-охладителя.

5. Существенными факторами, влияющими на развитие бактериопланктона в водоемах-охладителях являются также бытовые стоки и поверхностный смыв с территории населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий, а также поступление вод из источников водоснабжения (подпитки). Причем, в водах циркуляционных течений влияние этих факторов проявляется в комплексе с воздействием АЭС.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Васенко А.Г..Егоров Ю.А.,Леонов C.B.,Лунгу Н.Л., Румянцева Е.А.,Старко Н.В..Суздалева А.Л.,Чекалин Б.С. Ретроспективный анализ и оценка современного состояния среды обитания гидробионтов водоема-охладителя Курской АЭС. Экология регионов атомных станций, 1995, N4, с.104-141.

2.Безносов В.Н..Васенко А.Г.,Егоров Ю.А..Леонов C.B., Лунгу Н.Л..Побединский H.A..Румянцева Е.А.,Старко Н.В., Суздалева А.Л.,Чекалин Б.С. Ретроспективный анализ и характеристика современного состояния гидробиоценозов водоема-охладителя Курской АЭС. Экология регионов атомных станций, 1995, N4, с.142-196.

3.Суздалева А.Л..Побединский H.A. Основные результаты исследования распределения бактериопланктона в водоеме-охладителе Курской АЭС. Экология регионов атомных станций, 1996, N5, с. 8092.

За*. 599. Тяр. 100. ВНИК.ГГ