Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологическая оценка впливу техногенных вод на вищi рослини в умовах Донбасса

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка впливу техногенных вод на вищi рослини в умовах Донбасса"

ДНШРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УН1ВЕРСИТЕТ

?ГБ ОД

На правах рукопису

ТОРОХОВА Ольга МиколаГвна

ЕКОЛОГ1ЧНА ОЦ1НКА ВПЛИВУ ТЕХНОГЕННИХ ВОД НА ВИЩ1 РОСЛИНИ В УМОВАХ ДОНБАСУ

03.00.16 — «Еколопя»

Автореферат дисертацп на здобуття наукового ступени кандидата бюлоНчних наук

ДШПРОПЕТРОВСЬК - 1994

, 'Дисертац1еи е рукопис. Робота виконана в Донецькому ботан1чноиу саду АН Украхни в лай оратор! екологП та ф! тонелЮрацЦ

Науков! кер|вники:

член-коресповдент АН Укра1'н доктор 61 олог1чних нау професор [ В.П.ТараЗри доктор бЮлоПчних нау С.П.Шв1ндлериа

Оф1ц1йн| опоненти:

доктор б ЮлоПчних нау професор Н.К .Цветков кандидат б1олог1чних нау АД) .Пазу

Пров1дна установа:' • Донецький державний ун1верситет

Вахист в1д1удеться Ч^Ц 1994 р. о 4о год,

на зас!данн1 СпеШал1зовано! вченоХ ради Д 053.24.02 по присудке не ндукового ступеня доктора 61 олоПчних наук у Дн1пропетровськс державному ун1Берситет! за адресов: 320625,ДСП-10, пр.Гагар1на, 1 у 1г1верс йтет, <5Юлого-еколог1чний факультет, корп .17, ауд.611.

8 диоертац!св цожна ознайоыитися у науков!й б1бл1отеШ Дн|пгропетровського державного ун1верситету.

Автореферат роз 1сланий " АмСНи>\\ЛС'Х 1994 р.

Вчений оекретар Спеи1ал1зовано* вчено! ради -^ХГо.Дуб1на

ЗАГЛЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РС60ТИ

Актуальна ть. Збереження та раШональне використання природних >есурс1в е одн1ео з найактуальн1ших еколог!чнкх проблем наиого часу, арактернот) особлив1стс сучасно'1 ситуаШ в галуз). природовпкорпс- , ання е першорядке значения водних ресур:)в, особливо якост1 вод, 1д яко'1 безпосередньо зачекить ек^лог^чне б лаг'ополуччя природного ередовища.

У зв'язку з високим р{внем освоеност) територ)! актропо-тахно-■енний вгслив на водн) екосистеми у Дойас) досяг значЕШ величини^ ' ¡аводними ресурсами Донецький басейн е одним з наиб1днгпих район!в гкра1 ни.

Для пол)пиення водопоетачання Допасу збудовано понад 4 тисяч! лучтх водой),(ии - сгавкгв, призначених для утри;,(ання, накопичення га перероспод)лу прогягом року вод поверхневого стоку. Серед цих зодоймищ велике мгече поОдають сгазк1-накопичувач) ша.чтних вод та ;ток)в !нших промислових п!дприемств.

Поряд з цим при дотриманн! пеаних умов Щ ставки-накоплчувач! .(ояуть бути викориотан! як додатков! джерела зрошування декоративних культур. Все Це ви'кликае неоЗх}дн(сть вивчення динамЖи ПдрохЬпч-них та ) ригац!йних показгаШв води ставк!в-накопичувач1в та IX рос--ли иное т1 - одного з наЖИлыв важливих компоненту г1дроб1оценоз1в.

йета роботи. Встановити законом!рност!, зумовлссч) динам)ку зкладу техногенних вод, IX впливу на виц1 рослини та ролГ в систем! "грунт-рос ли на" при зрошуванн). В)дпов)дно до поставлено!' мети пе-редбачалось вир)шити наступи) завдання:

- виявити особливост! забруднення води ставк)в-накопичувач)в шахт-них та-металург) Яних. сток)в;

- вивчити добову, сезонну та р^чну динам)ки г)дрох)м)Чних показ-ник)в води ставк)в-накопичувач}в;

- виявити залежнЮть видового складу вищих рос ляп в)д ступеня затруднения води;

- визначити здатн)ств акумулпцИ' водними рослинаии заЗрудшшчих речовин;

- визначити )-рига1!1йн) показники та иомив)сть використання техногенних вод для зрошування декоративних культур.

_ ц -

Наукова новизна. 8'ясовано вплив г1Дрох!и!чних 1 г!дроф!зичних показниШв техногенних вод на росповссдження вищих водних та прибе-режно-водних. рослин, Установлено заяежн!оть ступеня акумуляК!!' э#5-рудшочих речовин в!д 1х концентрац{1 у вод! та в!д виду рослин. Внявлено сезонну !.р!чну динам!ку г}дрох:и1чних показник!в шахтних вод. Визначен1 категор!* заЗруднення ставк!в-накопичувач1в п!дпри~ емстваш вугледобувной та иетаяург!йно1 промисловост!. Вивчено впли шахтних вод прг зропуванн! декоративних культур на грунт та рослини

П рак та ч не значения'. На основ! досл!джень здатност! водних рослин акуиулювати «¡неральн! елементц пропонуеться використовувати ¡£> для аменшеиня забрудненност! техногенних вод. Виходячи з сезонно* д ,нам!ки г!дрох1м!чних показник!в, визначен1 пер!ади сприятлив! для застосування техногенних вод при зрошуванн! декоративних культур. Виявлена мошлив1оть зиешення негативного впливу м!нерал1зованих во на грунт при эрошуванн1 внесениям мел1орант!в.

.АпробаЩя робота. Матер!али досл!джекь Сули представлен! на УН з'хзд! Зсесочзного ботанИного товариства (Донецьк, 1983), на наукових конферетНях "Влияние гидрологического режима на структуру л и фуркционирование биоценозов" (Сыктывкар, 1987), "Экологические проблемы охраны живой природы" (Москва, 1990), на ы1инародн!й науко во-практичн!й конференцП "Экология промышленного региона" (До-, нецьк, 1993), на зас!даннях Науково! ради ДонеДького ботан1чного са дг АН УкраШ. (1979-1983 рр.' та 1986-1993 рр.) .

■ Публ!ка1М. Основний зм!ст дисертад!1 в!дображено в 8 опубл!-кованих роЗотаху

'• ОЗсяг та структура робота. Дисерта«!йна робота складаеться з! вс^упу, семи глав, висновк!в та списку л!тератури. Бона викладена я 148 стор!нках машинописного тексту, м!стить 22 таблиц! та 17 иалсн-к!'в." Список'л! тератури вютчае 278 найменувань, в тону числ! 38 на ! ноземних мовах.

ЗЫ1СТ- РСБОТИ

Глава I. СССБЛИВ0СТ1 Ф1ЗИК0-ГЕ0ГРАФ1ЧНИХ УМОВ ДОШДЗУ • Наводиться короткий опис географ!чного положения, кл!мату, рельефу, едаф!чних та г:дролог!чних умов, рослинност! рег!ону. Дон-бас в!др1зняеться ц!лим рядом оссбливостей, що склалися в прочее! вторичного розвктку й обумовлен! широким та активнимвпливом лсди-ни на природу; Для нього характерн!: складна геолог1чна структура, сильна розчленован!сть рельефу, континентальний кл!мат з несталиц

емпературним режимом та частими засуй лизо-сухов!йними явищами, либинне эалягання грунтових вод та слабкий розвиток г1дрограф1чнох ереж!, неоднор1дний грунтовий покрив, значний розвиток ерозШтх роцес!в. Шдкреслпеться високий р1вень промислового освоения, вели-а р$энонаМтн1сть техногенних ландшафт1в, як! обумовлювт^,ф1зико-еограф!чте обличчя рег'юну. 0

Глава 2. Ов'еКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛШЕНЬ

Стад1онарн1 досл!дження проводидися у чотирьох ставках-накопи-увачах ст!чних вод шахт виробничого об'еднання (ВО) "Доиецьхвуг}л-п", чотирьох - ВО "йактхввуг!лля", чотирьох,- 30 "АртемвугЧлля";

техногенних водах МакИвсысого та Енак! евського цеталургШних за-од1в, а такок у 7 ставках, розташованих у Богодух1Вськ1й балц! на ериторУ Донецького ботан1Чного саду АН Украпт. Як контрольне ви-ористовувалося Каря1воьке вбдоймище.

Х11пчн! та ф1зичн1 показ ни ки води визначалися за загаль"ноприй-ятими методиками (Алекин, 1973; Лурье, Рыбникова, .Г974? •

При геоботан^чному вивчекн! рослинност! застосовували м'етодич-! розробки В.Н.Катансько! (1956, 1981) , I .М.Распопова (1Р65) .

Заздалег5дь висушений матер1ал золили в муфель н!й печ1 при тем-ератур! 450-500^ до посТ1йно! маси (Починок, 1976).

Визначення «¡лькост! (пнералъних елемент!в проводили методами томно-адсорбд}йного анал1зу на прилад1 ¿С-Ч (Иванов,'Лернер, 1974).

Х1м1чний та .гранулометричний склад донних в!дкладень визнача-и зг1дно метод!в, викладених у роботах В.Д.Коншина, С.Б.Каден'а 1956).

Вплив зрошування м1нерал!зованими водами на систему "грунт-ослина" вивчаяи за допомога> др!бнод1лянкового досаду.' Як медианта застосовували гIпс, титт;у та м!неральн1 дойрива. Норми ппсу ■ а тирси складали I кг/м . Як м1неральн1 дойрива використовували 1трофоску з розрахунку 20 г/мг. Досл1днГ рослини - 2. сорта др!бно-в1ткових хризантем ("Доброе утро" и -"Осеннее изобилие"). 3 досл1д-их д1лянок для анал1зу в{дбирали грунтов1 зразки з горизонт{в 00, 10-20, 20-40, 40-60 см. Визначення рН, водорозчинних сойей, гу-усу, К20 проводили зНдно з эагальноприйнятишг методиками'

Аринушкина, 1970; Агрохимические методы анализа почв, 1975).

1ригаЦ1йн! коеф{д!снти визначали методами М.Ф.Буданова (1982), •Я.Сойфера (1902). и

Результата досл!дяень обробляли методами матеиатичнсц статно-, ики на 95^-ному р1вн! достов)рност! (Удольская,- 1976). ,

Глава 3. GTI4HI ВОДИ ПРОМЙЗЛОВИХ П1 ДПРИЁМата

Загальне спожияання води прошслов1стс Допасу перевищуе 6,4 илрд.и на piK. Це б1льше половини загального спокивання води в periOHi ( Певзнер, Костовецкий, 1990). До наМПльш водоемких в1д-носяться п1дприемства riрничодобувнох, иеталург1йно!, х!и!чно1 га-лузей промисловост!. Характер забруднень техногенних вод г1рничодо-б'увного та uеталуpriИного виробнидтв с схожим i виявляеться у п!д-вищеи!й Miнерал!зацП ; присутност! суспендованих часток.

У глав! викладаиться в!домост1 иодо проиес!в утворення та сил; ду аахтних i иеталург!йних ст!чних вод.' Х!и!чний склад цих техногенних вод, як i природних, являе г!дрокарбонатн!, хлоридн1, суль-фaтнi ан!они i кат!они кальЩи, uaraiD, HarpiD та кал!о. За класи-ф1каШа) О.А.Алек!на (1970) вони належать, голов нии чиной, до суль. фатного класу групи Haipio другого типу. Суспендован! речовини с'клададться з п!щаних та глинистих часток, часток вуг1лля й породи (не.ртного пилу.

Показникиводи досл!джених нами ставк!в вар!ювали у сл1дуючих иежах: сухий залишок - 1940. ..4734 ur/л (контроль - 959 иг/л); БПК5- 0,6...6,3 иг02/л (контроль - 1,4 иг/л); розчинений кисень -3,0...10,2.ur/л (контроль - 9,7 иг/л); суспендован1 речовини - 6.. 67 к г/л (контроль - 5 ur/л); прозор!сть - 2,5...20,3 си (контроль-18,6 см). Суиарний коефШенг затруднения чистик, забруднених та брудних водойиищ зи!иоеться в!дпов1дно у следуючих ыеаах: 1-2; 2,1 3; 3,1-4. Для б¡лыа точного анал!зу рёзультат!в дослгджень категория II "забруднен1" наии була розд1лена на слабозабруднен! (На -коефШент 2,1-2,5}' i середньозабруднен! (116 - коеф!ц!ент - 2,6-'3,0). Коеф1ц!енти забруднення ставк]в-накопичувач1в техногенних вод зи!нввалися у широких межах: вгд 1,8 до 3,7. Ставки шахтних вод иокуть бути В1днесен!, головнии чином, до категор!1 "слабозабруднен!" (2,2-2,5) та" "середньозаЗруднен!" (2,6-2,8) i лише незнЁ на час тина з них номе бути уиовно в!днесена до категорП "чист!" (1,8). Найб]лыл забруднен! ставки 3i стокаии иеталург!йних завод!в (До 3,7)-.

Глава 4. ДИНАШЙА Х1ШЧН0Г0 СКЛАДУ ВОД Ш1УЧНИХ CTABKIB-

НАК0ПИЧУВАЧ1В

Велике значения для вир1шення ряду питань взаемовпливу та взасиозалеаност! riflp0Xiui4H0r0 i г!дроб1олог!чного режш/Лв водойиищ мае вивчення динам!ки xiul4Horo складу води цих водоиыищ. В

эв'язку з дии нами були вибран1 7 ставк1в-нак0пичувач1в шахтних вод, де визначен1 добова, сезонна та р1Чна динак!ка KUbKOOTi водорозчин-них i б1огенних речовин. 1Пнерал1заЩя води ставюв i к1льк1сть r5iо-генвих елемент1в протягон року значно зьинювалися (нал.!).

2,В

1-2Л 2.0

А.

супа -солей.

/

V

/

<12,00 6,00

0,30

I 0,20 0,10

----К20

rJ-MHi,

ХУ У У1 УН УШ EX X (Шсяць)

Цал.1. Сезонна динам:ка бioreifflux елеиен^в i эагальнох" м!нерал1-3auiï води ставк1в-нак0пичувач1в

К1н1мальн1 величини м)нерал1захШ' (1900 мг./л) спосте'р!галися, як правило, п!д час noBeHi, наксимальн! (2700-2900 иг/л) - у липш-cepnHi, ксшм ставки в значнЫ Mi pi постачаються за рахунок шахтних CTOKiB i грунтових вод, а випаровування з. nonepxHi водного дзеркдла е великим. Загальна короткость зм1нювалася В1д 12,0 до 1Ь,5 мекв/л. Активна реакд1я води протягом сезону - слаболуяна, показ ник ïï рН вар!овав в менах 7,9-6,2. Величину загальнох М1нерал1заип эумовлв--пали, головним чином, сульфати натр1Э та кал^в. К1льк1сть сульфат1В. ; клад ал а 32,2-36,вц загально'х KiJibKOCTi iOHiB, натр1п та калго-16,2-34,

Результат« досл1днень показали, цо riдрохп.мчн1 показники води :тавк!в-накопичувач1в-зч: нпвалися ¡з року в pi к (нал.2).

Роки д0сл1дкекь були неоднаковики щодо метеоролог 1чних умов,' л о позначилося на с клад i води ставив. !Пд час дощових nepiofliB зпостер!галося зменшекня Mi нера.гл заШ на boîx ставках. Концентра-д!я ioHiB варивала в таких межах: jfJO-, - 2,24-,б мекг./л, G^ -3,6-7,С ыекв/л, 50", - 1Г ,2-29, 3 иет/.ч", Са" - б.С-7,5, "д- 7.5-[1,5, oy.ua Na та К - 17,0-26,1 ыекв/л. У роки з мениск кк:ыМс~д)

Мал.2. Р1чна амплитуда коливання к!лькост1 фосфору, ам1ачнс ■ та н!тратного азоту, кал1ю та загально* и1нерал}зац} ставках-накопичувачах

опадав концентращя окремих íohíb, míHepa-iisaniH ¡i загальна иортс-KiCTb води п1двищувалиоя. Наприклад,'у вод! ставк1в спостер!галося значне зб!лыиення кондентрацй' íohíb сульфат!в - до 32,3-53,9 мекв/л, та HaTpiD з калием - до 29,0-47,5 ыекв/л.

Глава 5. ВПЛИВ ДОННИХ ВШЛАДЕНЬ СТАВКТВ-НАК01ШУЗЙ' -- МХТ-НИХ ВПД НА РОЗВИТСК НИЩИХ ВОДНИХ РОСЛИН

Розвиток та роспод!л вищих водних рослин у природних умогах за-пежить в)д глибини водойми, рельефу дна, характеру донних в!дкладРнь Озеров, 1949; Потульницкий и др., 1973; Корелякова, 1963, 1977) . Як юказувть досл1дження, у донних в1дкладеннях м!лководних сполучних каналов К1льК1Сть aHÍOHÍB НС Од склада 9...15 кг/[00 г, СС! - 59...230, •

1684...3576 мг/ГСО г. Юлыисть icaTÍOHÍB С а"- 95...170, Мд"-34...243, Na з К' - 730...1250 иг/100 г. У донних в!дкладеннях сла5о-¡роточних л!торальних д!лянок к i ль к i с ть HCOj с клала. 9.. .12, Cl -570. ..1859, Са"- 160...230, Ид - 33. ..121, Na з>К'- 177. ..430 мг/ЮОг . Гобто, Д0НН1 В1дкладення слабопроточних л1Торальних.д1лянок йена за-:олен1 пор!вняно з м! лксводниии сполучтши каналами: сульфатов вони ш.'щуютъ в 1,8-2,6-раз! в менш, a naTpia з кал i ем - в 2,9-4,1 раза.

У визначенн! ' рослинного покриву водойиищ ваиливу роль Biflirpac i гранулометричний склад донних В!дклаяень. Сума фракций 0,01 мм i мяче на bcíx досл1 дяуваних екотопах змповалась в менах 25-28,'о.

■ Зважапчи на гранулоиетричнил, xímí4hhh склад, сту.гпнь проточнос-'! д!лянок, донн! в!дкладення ставк!в-иакопичувач!в ыахтних вод иож-ia в!днести до бурих, чорних грубодетритних та чорних в'яьких мул!в. [аЖНлыз числення група acoui aui й на чорних груб одетритних та чорних •язких мулах. Це aooyiauiï очерету звичайного ( Phragraitea о ustraliB (Cav.V (Trin.ex Steuù) ) p0r03iB вуз ь ко лис того, и:роколис-'ОГО та Лаксмана (Typha angustlfolla L. , T.latlfolia L., T.lax-anii Lepech.) , комишу озер .oro (Schoenoplsctus lacustrls (L.) alia) , бульб.ОКОМИшу морського ( Bulboachoenua Earitimu3 (L.) Palla) a íh. На чорних в'язких мулах у лгторальн!»! зон! э нарос тан ням гли-ини в!дм1чен! зарос« рдесник!в пронйзанолистого та греб i нч ас того Potamogetón perfollatus L., p.peotlnatua Ь.) , водопериц] кКчьчар-Oï с Kyriophyllurá verticillatum L.).

Глава б.ВЗАаЮЗВ'ЯЗОК ВИЩИХ ВОДНИХ РОСЛИН I ТЕХНОГЕННИХ ВОД

Вина води! рослини являють собою один з найванлишашх компонен-!в г!дроб ioueHosiB, справляпчих най!стот1Пший вплив на bcí оформи иття i б!олог!чний режим водних екосистем. В ycix обе теменях ставках

в!дэначено самозаростання. У Формуванн1 рослинних угруповань ставк!в-накопичувач!в техногенних вод з III вид!в вищих водних та прибережно-водних роолин ш туч них бодоймищ ДонЗасу приймапть участь 40 вид1в мак-роi»iт 1 в. Вони належать до 29 род1в 18 родин; з них 63,3^ припадае на однодольна, 36,7 - на дводольн!. Наиб1льиии числом вид1в представлеН i роди ни Oyperaceae Juso., Роасвае Banhart. -по 5; Potamogetona-ceae Dumcrt., Asteraceae Dumort. - по 4; родина -Typhacaae Juae. пае 3 представника. Рейта родин мае по одному-два представ ни ка, до них належить 47,5$ в!д загально* к!лькост! вид!в. Ус 1 Щ макро.^ти належать до трав'яних рослин, як! являить собою досить неоднор1дну групу в еколог1чному та б!олг!чному в1дношеннях (мал.З.) . Серед них 60$ вид!в пол!карп!к!в, 15$ - однор!чник!в, Ъ% - двор1чник!В. Пере-важпов життевоп формой с кореневищн! багатор!чники - 63,4$ в!д за-гальнох к1лькост1 вид!в. Флора Них водоймищ складаеться з 4 еколого-б10Л0г!чних груп. Власне водн! рос ли ни представлен! трьоыа трупами: 1/'г1Дроф1ти - рос лини,-занурен! у воду, як1 укор1нш)ться або не укоротиться; 2/ Идатоф! ти - рослини з плавадчими на поверхн! води вегетативними органами, як! укор!иоються або не укор!ншться; 3/ ге-лоф!ти - пов1тряно-водн1 рослини. Прибережн! рослини об'еднан! у групу -'4/ г!гроф!ти - рослини переважно дуже зволожених луг!в. Сане вод н! рослини складами. 62,5% ви загально* :к!лькост! 'вид!в.

Досл!дчуван1 види рослин за А;1 .Кузьмичевим (1992), належать до с'л!дуочкх груп росповсодження: иайже космопол!thoi. - 20$, голаркти-ко-оапеотроп!чно1 - 1%, голарктико-древньосередзёмноыорсько1 - 35$, бвропейсько-древньосередземноморськох - 15$, европейсько1 - 10$, древньссередзвиноморськох - 2,4%, адвентивно! - 2,5$.

. РослиннЮть в ставках-накопичувачах не утворое замкнутого травостои з суцЬчьним покривоц, за винятксм прибережних смуг. На глиЗине 0,8-1,5 и спостер)гах>ться невелик! зароет! занурених рослин. Пояс роолин з плавапчими на поверхн! води вегетативними органами, харак-■^ерний для природнкх водоймищ, у ставках-накопичувач1в в!дсутн!й.

Пор!вняльний aHa.ii3 _ трапляння макроф1т1в у техногенних водах з р!зник ступеней забруднення св!дчить про наявн!сть певно'х тенденцй' до;зиеншенкя видового складу рослин при збхлыаенн! заЗрудненост! водного середовища.

В умовах значного забруднення створюються одноыан!тн! угрупо-вання з дом!нуванням ценоз!в, у формуванн! яких прийиадть участь т!ль ки види, найб!льш ст!йк1 до п!дви«енох ы!нерал!заци води: очерет звичаиний, бульбокомиа морський, pori3 вузьколистий та ¡ней, якг склздаать ¿3, В1Д загальнох KhibKocTi _вид1в. Занурен! водн! рослини у ста.;ках з! стока..«' иетадург!йних завод!в практично в!дсутнТ.

tap

чо%

йзл.З. Спектр життевих форм (по PayHKjepy)

еколого-ói ологЧчн! ' групи рослин

роспод1л вид! в в залежяост! в!д категорП' затруднения

птптп

г!дроф!ти гем!криптоф5- гелоф1Ти г!дроф!ти ти

На

m

геоф!тя

ш ш - m . шт

тероф1ти Г1датоф1ти rirpo$iTK 116

III

У Цих водоймах рослннШсть вШ[¡ачаеться моэа1Чн!стю.

Як показують досл!дження, рослини значно в!др!зняються величинами накопичення х1ьпчних елементчв р залежност! в!д виду. Найме ншу зольн!сть цали пов!тряно-водн! рослини, що узгоддуеться i з Л1терату-рними даними (Распопов, 1968; Бурдыко, 1976; Голубева и др., 1990). В!дм5чена тепденШя зб1лылення золи у досл!джуваних рослинах в за-лежност1 в(д забрудненост! водойыищ (мал.4).

20 16 12

контроль

Нал.ЗалежШсть к!лькост1 золи в рослинах в!д забруднення водойыи-ща: I'- очерет звичайний, 2 - рог)з вузьколистий, 3 - комиш озерний, ч - рдесник греб1нчастий, 5 - кушир занурений.

Ця тёнденШя просл1джуеться вке в .червнь ,а б!льш виразно ~ у kïhuî вегетаШйного пер!оду. Так, у ikobthî в рослинах водойыищ категор1й "середньозабруднеш" та "зфруднен!" К1лы<1сть золи зростала в 1,21,8 раз!в, a категорГх "слайозабруднек! " - в 1,1-1,4 рази пор1вняно з контролем. У зол} водних рослин знаадено велику К1ЛЬК1СТЬ макро- i м1кроелемент1в. Ми зупинилася на вивченш ыакроелемент1в - fja, К, Са, âig, fe, тобто елементгв, як! в значний к^лькост! знах'одяться у вод! ставк!в-накопичувач1в.

Pi3Hi види м ак роф i т i в мавть р1зну виб!рну здат'шсть до акумулп-вання ioiiiB. Нами встановлено, що занурен! рослини рдесник греб^нчас-тий, кушир занурений (Ceratophyllum demersum L.) погйинають 3 води б]лыяу KUbKicTb кальц{с та itarwiD, але меншу - натр1ю та зал1за, н!ж пов!тряно-водн1 .-Pori3 вузьколистий накопичуе б1ЛьшеСа та fia, His очерет'звичайний. Комиш озерний быыие hîk Iншî рослини mïcthtb yi свохх тканинах зализа. 0кр1м Цих законом!рностей нами встановлено, що рослини.можуть накопичувати ui елементи в залежност! в!д забруднення водного середовища, наприклад; очерет звичайний (мал.5). Дей вид у ставках-накопичувачах акумулсе fia у 2,8; Mg i Fe - в"1,5; Са i К'- в 1,1 разаб!льше пор]вняно з контролем. Porià вузьколистий аку-иулве Из - в 1,9; Na - [,3; Fe - в 1,2; К i Са - 1,1 разаб1льше. Копии озерний зб1льшуе к!льк1сть Up - в С,9; fia - в [,2; Fe i-Ca - в [,1 раза; рдесник г pert f нч ас тий - N'a - в 1,3, iig - э 1,2, Са, К i Fe-

%

-

в 1,1 рази; кушир заву ре ни а - На - в 1,4; Са 1 Нд - 1,1 рази пороняно з контролем.

(категор!* забруднення) Нал.5. АкумуляШя м!неральних елеиент!в в очерет! звичайнону, %.

Таким чином, здатн!сть вищих водних рослин виб!рково акумулвва-ти окрем! х!м!чн! елементи дае п!дставу для 1х використання в б!отех-нолог!чних Шлях.

Глава 7. ВИК0Р1ЕТАНШ ТЕХНОГЕННИХ ВОД ДЛЯ 3 ТОШЕН НЯ

Погляди досл!дник!в в!дносно використання техногенких вод для зрошування суперечлзЬк Частина автор!в вважае, що зрошування м!нера-л!зованоп водоо призводить до глибинно! солончаковост!, збагачення грунтового розчину натр!ем, зм1ни водно-ф!зичних властивостей й т,1н. (Подымов и др., 1987; ТЬзов, Кречетов, 1988; Бойко, 1988; Дерожинс-кая, Николаева, 1991 и др.). Разом з цим у практиц! зрошуваного зеы-леробства в!дм!чаються випадки, коли нав!ть тривале эастосування вод п!двищено'1 м! нерал1эаШ'1 для зрошування дае позитивн! насл!дки (Баб-каченко, 1975; ссо, 1978). У ДокЗас! так! досл!дження виконувалися багатьма авторами (Давыдов, 1976; 1^сько, 1976; Пельтихин, Соболева, 1976; Николенко, Глубовских, 1983; Балакирева, Липницкая, 1990 и др.). Але це стосувалося, головним чином, зрошення техногенними водами с!льскогосподарських культур.

Як показали наш! досл!дження, у вод! ставк!в-накопичувач1в моститься значка к!льк!сть токсичних !он!в (ЮО^, СС.', 50^, .Ид' Г^а). Класс засоления - сульфатний групи натр1и другого типу. Зропуваль-на вода в1др!зняеться пост!йноо п!длуговувчою д!ео на грунт. За найб!льш поширенними'!ригад!йними показникаыи вода ставк1в-накопичу-вач!в небезпечна для грунт1в та.рослин (за р!дким винятком, наприк-лад, - у кв!тн1). Цоб п родов жита пер!од и эастосування для зрошу-

вания, послабити несприятливий вплив на систему "грунт-рослина", нами вивчено д1о р!зних мел10рант!в на грунт та рослини в уиовах Доне-цького ботан!чного саду АН Украхни на приклад! 2 сортов др!бнокв1т-кових хризантем (табл.1.)-

I. Пет 1 розвиток др1бнокв!ткових хризантем шд впливом мел1орант1в (И+щ).

Bapi-ант .

I I

j PiK ■ [опосте-¡рекення

I

сорт хризантем

"Доброе утро"

"Осеннее изобилие"

Висота !ДiаметрШ аметр 5Висота Шаметр Шаыетр

1 j куща, см ! куща, ! см !суцв1 ття' ! см ! Щ ща, см ! куща, ! см 'CyiiBi ття ! см

Конт- I 33+2 30+2 3,4+0,6 • 26+3 26+2 3,5+1,3

роль 2 4I+I 51+2 3,5+0,8 39^3 42+2 4,0+1,1

3 46+3 66+6 3,6+0,8 41+5 44^5 4,5+1,4

I . I ■ 32+2 34+4 3,7+0,7 26+1 27+3 3,6+1,5

rirfc 2 '. 47+4 60+3 4,0+1,0 45+2 50+4 5,0+1,1

3 50+5 78+6 4,1+1,1 46+1 51+3 5,0+1,2

2- I 36+3 40+3 3,7+0,9 34+6 34+2 3,5+1,0 "

г1пс + 2 43+3 58 3,5+1,2 42+3 44+3 4,5+1,3

тирса 3 49+4 76+5 3,7+0,6 44+2 46+1 4,6+1,4

3 г!пс + 1 2 37+2 46+3 39+2 ' 60+*4 4,0+1,1 4,5+1,2 зз+з 44+3 32+4 49+5. 3,0+1,3 4,5+1,2

NPK 3 58+5 Е6+5 5,0+1,0 48 + 3 51+2 4,6+1,4

4 ■■ I 33+4 37+3 3,6+0,5 31+2 36+1 3,0+1,0

тирса 2 45+3 52+5 3,6+0,4 40+4 42+2 4,5+0,9

3 50 + 5 72+4 3,6+0,6 42+2 46+3 4, 4+1, а

5 I • 38+2 42+2 3,5+0,5 31+2 36+4 3,6+0,9

та рс а+ 2 43+4 49+3 з,б+о,е 44+5 50+5 4,0+1,2

НРК 3 51+5 60+5 3,9+0,7 45-2 51+5 4,2+1,1

•б I 40+2 46+2 3,9+0,9 34+3 35+3 3,7+0,6

NPK 2 47+3 72+4 ",0+1,0 55+1 49+4 4,5+0,9

3 52+2' 82+6 4,6+1,1 55+2 54+3 4,9+1,0

Анал1зусч( отри;. ан} дан1 «одо вплкв^ води на грунт, мокливо

•зробити висновок, що найкращики ыел1орантами вкявилкся М1неральн1 добрива 1 г1пс. Значно'1 р1зшш; в Н1Лькост1 водорозчинних солей у контрольному вар!ант1 1 в вар1антах досл-!ду не гпявлено.

ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕЦДАЦ11:

1. Рослинн! угруповання ставк!в-накопичувач!в техногенних вод нараховують 40 вид!в макроф!т!в, як1 належать до 29 род!в 18 родин. Переважной життевоо формою с кореневищн! багаторНники - 63,4$ в!д загально1 Юлькост! вид!в. Власне водн! рослини складають 62,5% в1д загально* к!лькост1 - вид!в 1 представлен! трьома трупами: I/рослини занурен! у воду, як! укор!шпться аЗо не укоротиться; 2/ рослини с плавапчими на поверхн! води вегетативними органами, як! не укор!до- 1 ються; 3/ пов!тряно-водн! рослини.

2. Видовой склад вищих водних рослин залежить в!д умов техногенних водоймищ. При зб^ьшенн! забрудненост1 в1дбуваеться зм!на еколо-г!чних ниы !|як'насл!док,зиеншення числа вид!в иакроф!т{в.

3. К!льк!сть м!неральних речовин у вищих'водних рослинах знахо-диться в прям!й залезшост! ~в!д ступеня и!нерал!заЦ!1 води у ставках. ЗольнЮть макроф!т!в слабозабруднених водоймищ в 1,1-1,4 рази, а се-редньозабруднених та брудних - в 1,2-1,8 рази вище, Шж у контроль-них рослин. Р!зн! види рослин виб!рково акуиулЕоть и!неральн1 елеиен-ти. Так, рог!з вузьколистий в 1,9-2,1 рази накопичуе б!льше капьц!п, н!ж очерет звичайний; комиш озерний у дек!лька раз1в б!льше, н!я !н-ш! рослини, акумулю^ зад!зо.

4. Вода ставк!в-накопичувач!в промислових сток!в м!стить значку к!льк!сть м!неральних речовин - в!д 1,9 до 4,7 г/л, мае велику юрстк!сть - в!д 9 до 36 иекв/л. За сп!вв!дношенням 1он!в вона налетать до сульфатного класу групи натр1ю другого типу. За х!и!чниии та механ1чнши властивостями води належать до категор!й: "умовно -чист!" "слабозабруднен1", "середньозабруднен!" та "брудн!".

5. Пдрох!м1чнии показникам техногенних вод притаианна сезонна ! р1чна динаы!ка. Спостер!гаеться IX залежн!сть в^д метеоролог!чних умов. Так, в дощов1 пер!оди загальна и!нерал1зац!я знижуеться на 14-16$, и!н!иальн1 П величини /1900 иг/л/ в!ди1ча1)ться, як правило, п!д час повен!, максимальн! /до 2900 иг/л/ - в липн1-червн!.

6. Донн! в!дкладення ставк1в-накопичувач!в дуже и!нерал!зован!, що сприяе роэповсидженш галоф!льних та свр!гаяинних вид!в. Серед Юн!в переважасть ан!они сульфат!в та кат!они натр!с. За х!м1чним та иехан!чнии складом вони належать до бурих, чорних грубодетритних та чорних в'язких мул!в.

7. 1ригаи!йн! показники води ставк!в-накопичувач!в шахтних сто-к!в характеризують П, головнии 'чиной, як иебезпечну для грунту й рослин. Найб!лыи сприятлив! показники спостерггалися в 1ш1 тн!-травн! та вересН1.

8. При зрошуванн! техногенними водами найменш небезпечний йплив на грунт спостер1гався при використанн! мел!орант1в - гипса

та Шнеральних добрив. При цьому загальна к!льк1сть солей у горизон-тГ0-20 сц знизиласяна 28$, зм!нилося сп!вв1дношення кат!он!в в сприятливу для грунту сторону - зб!льшилася к!льк1сть кальЩю, а нат-plD значне зменшилася.,

9. При зрошуванн! декоративних культур сл1д використовувати тех- -ногенн! води з ставк1в-накопичувач1в, в яких зростдать рослини, як! акуыулсвть в 6iOMacl значну к1льк1сть ы!нёральних речовин /очерет звичайний, рог!з вузьколистий, комиш озерний та Iн./-

10. Техногенн! води сл!д використовувати при зрошенн! з застосу-занняи мел10рант1в"/пгасу та м{нералышх добрив/ при пост1йному конт-рол! 1ригаЦ(йшх показник!в. Норми мел!орант1в необх!дно встановлю-вати зг}дно з як}сго води.

ПЕРЕЛ1К НА5ГУК0ВАШХ. ПРАДЬ: . .

I. 1уков Б .М. Дорохова О.М. Засолення грунт!в п!д впливом зрошу-вання д}лянок-кв!тково-декоративних культур у Донецькому ботан1чноку саду 'АН УРСР //IнтродукШя та акл!матизад1я рослин на Укра!н1 .-1980.-Вип.17.-С .86-90.

' -. 2; М1шина Г.0.,Торохова О.М. Флора ставк1в Донецького ботан5чно~ го саду АН УГСР //Iнтродукп 1я та акл1матизац1я рослин на УкраЛн!.-1582.-Вил .21.-С .37-40.

3. Торохова О.Н. ПркЗреяно-водная растительность водоемов со стс каыи иахт и металлургически^ заводов //Тез.докл.УН съезда Всесосз. бот. об-ва /Донецк, II-Í4 мая 1983 г./.-Л.: Наука, I983.-C.32I.

4. Торохова-О.Н. Влияние'сточних вод предприятий угольной промышленности и черной металлургии на прибрежно-водние- растения //Интродукция и акклиматизация растений.-1984.-Вып.-I.-С.65-69.

5. Повх В.Н.,Торохова О.Н. Донные отложения в основных расти- .. тельных группировках водоемов-накопителей шахтных;вод-//Интродукция и аклиматизация растений.-Т986.-Вып.5.-С.26-28.

. 6. ТараЗрин В.П.,ГОвиндлерман С.П.Дорохова О.Н. Влияние сточных воц на систему "почва-раотение" в степной зоне Украины //Влияние' гидрологического режима на структуру и функционирование биоценозов.,-Тез.докл.-Сыктывкар: Б.и.Д987.-С .17,7. Повх В.Н.,Швиндлериан С.П. Дорохова О.Н. Мониторинг-состояни!] искусственных водоемов //Экологические проблемы охраны живой природц

Тез.Всесоюз.конференции.-П.: Б.и., 1990.-С.160-161. - *

8. ^Горохова О.Н.,Чепи^о Н.В..Швиндлерман С.П..Пархоменко К.Э. Мониторинг химического состава шахтных сточных вод //Интродукция и акклиматизация растений,-1993.-Вып.Г7.-С.90-92.

. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РЖОЭД

Донбасс, отличаясь исключительно высоким уровнем концентрации промышленного производства, характеризуется сложными условиями водо-снаЗяения. Территории Донецкой и Луганской областей являются на Украине одними из наименее обводненных. • Напряженность водного баланса региона усугубляется отрицательными последствиями влияния антропогенных факторов, вызывающими нарушения гидрологического режима рек, водоемов и подземных вод, их загрязнение." , 1

Из всех категорий сточных вод данного региона, поступающих в гидрографическую сеть, наиЗолее значительное несто занимают стоки угольных шахт и предприятий черной металлургии,, количество которых в Донбассе составляет ¡40-7При этом претерпевает'существенную трансформацию химический состав природных вод, являющихся наиболее динамичный компонентой природных коиплексов.

В существующих системах очистки данных вод последний этапом являются пруды-накопители, которые располагаются, в основном, вблизи шахт и заводов на непригодных участках, в отрицательных формах рельефа (овраги, балки и та.). В некоторых случаях эти пруды могут рассматриваться как дополнительные источники водоснабжения.

Установлено, что вода в них в той или иной степени минерализована, большей частью относится к сульфатному классу группы натрия второго типа. По совокупности химических и физических показателей вода прудов-накопителей отнесена нами к категориям: "условно-чистые", г> "слабозагрязненные", "среднезагряэненные" и "грязные".

Показано, что химический состав воды прудов подвержен колебаниям в зависимости от метеорологических условий. Нами была изучена суточная, сезонная и годичная динамика гидрохимических показателей воды, что позволило выявить наиболее благоприятные периоды их использования.

Учитывая гранулометрический, химический состав, степень проточ-ности участков, донные отложения прудов-накопителей шахтных вод можно отнести к бурым, черным грубодетритным и черный вязкий илаы. Наи- . более многочисленна группа ассоциаций на черных грубодётритных и черных вязких илах. Это ассоциации тростника обыкновенного, рогозов узколистного, широколистного и Лаксмана, камыша озерного, клуб некамыша морского и др. -На черных вязких илах в литоральной зоне с нарастани-

ем глубины отмечены заросли рдестов пронзеннолистного и гребенчатого, у рута мутовчатой.

генных вод из III видов высших водных и прибрелшо-водных растений искусственных водоемов Донбасса принимает участие 40 видов макрофи-тов. Они принадлежат к 29 родам 18 семействам; из них 63,3$ приходится на однодольные, 36,7$ - на двудольные. Преобладавшей жизненной формой является многолетник корневищный - 6.3,4% от общего числа видов. Собственно водные растения представлены тремя группами( гидрофиты, гидатофиты и гелофиты) и составляют 62,5$ от общего количества видов.

Изучены состав и структура растительных сообществ в условиях техногенных вод с различной степенью загрязнения. Выявлена тенденция уменьшения видового состава растений по мере увеличения загрязненности водной среды. ■

В оздоровлении водной среды значительное место принадлежит акку-иулируищей способности растений, Установлено, что она зависит от биологических особенностей вида и концентрации минеральных веществ в воде. -Растения, произрастающие в водоемах с разной степенью загрязненности., содержат в I,IrI,8 раза больше золы, чем контрольные.

Для разных видов высших водных растений характерна избирательная способность к преимущественному накоплению отдельных химических элементов; Так, например, рбгоз узколистный накапливает больше кальция и натрия; камыи озерный болыле, чем другие растения, ердержит в

своих тканях железа. СпосоЗность высших водных растений поглощать и

)

накапливать значительное количество минеральных элементов играет важную роль в самоочищении водоемов от загрязняющих веществ.

•Как выяснилось, содержание минеральных солей в шахтных водах значительное. Сбростаких вод в реки повышает минерализацию их воды, что является одной из основных причин низкого качества речных вод. Донйасса. Повышение минерализации и изменение соотношения основных ионов в поверхностных водоемах приводит к деградации пресноводных экосистем и ухудшению их санитарного состояния. Кроме того, содержание растворенных солей ухудшает ирригационные качества воды. Как показано нами, ирр1гацконные показатели, в основном, неблагоприятны для почвы и растений. Донбасс же регион с недостаточным и неустойчивый увлажнением и орошение здесь играет важнув роль. Нами из-учена возиозшость предотвращения неблагоприятного влияния минерализованных вод на почву и растения при орошении с применением мелиорантов. Выявлено, что наиболее положительное действие оказывает использование

В формировании растительных сообществ прудов-накопителей техно-

гипса и минеральных удобрений.