11 марта 2022

Современный ихтиотоксикологический режим Волховской губы Ладожского озера

Ладожское озеро, расположенное в густонаселенном регионе с развитой промышленностью и сельским хозяйством, давно испытывает выраженное антропогенное воздействие и со второй половины ХХ века начало сказываться на его экологотоксикологическом состоянии. Комплексные исследования, проведенные сотрудниками лаборатории экологической токсикологии ГосНИОРХ в восьмидесятых годах прошлого столетия в системе водоемов: оз. Ильмень – р. Волхов – оз. Ладожское –р. Нева и Невская губа, показали четко выраженное воздействие загрязняющих веществ на водные организмы и прежде всего на рыб и их кормовую базу. Было показано, что нижний участок реки Волхов является наиболее загрязненным во всей системе водоемов, а Волховская губа озера, как приемник загрязненных вод реки и стоков Сяського ЦБК, оказалась наиболее загрязненной акваторией, где сложились неблагоприятные для рыбного хозяйства условия, связанные с влиянием антропогенных факторов, что отрицательно сказалось на всех звеньях экосистемы этой акватории. Поступление загрязняющих веществ и биогенов привело к тому, что она перешла в мезотрофный статус и сопровождалось изменениями биоты, включая ихтиофауну. Произошла перестройка ихтиофауны – стали доминировать виды с коротким жизненным циклом и инкубационным периодом и устойчивые к абиотическому воздействию. Существенно отодвинулась граница обитания сига и лосося, резко изменились их запасы.

Наряду с воздействием на ихтиофауну, влияние загрязняющих веществ привело к снижению активности процессов самоочищения, развитию процессов эвтрофикации, изменению качественного и количественного состава всех групп водных организмов, особенно представителей зоопланктона и зообентоса, составляющих кормовую базу рыб. Эти последствия четко сказались на завершающем звене трофических цепей в водоеме — рыбах, которые аккумулируют в себе изменения в среде обитания на всех этапах своего развития. У рыб отмечено массовое проявление клинических, патологоанатомических, патоморфологических признаков токсикоза и нарушение процесса воспроизводства рыб.

Спад в промышленности и сельском хозяйстве, произошедший в 90-е годы прошлого столетия, положительно сказался на эколого-токсикологическом состоянии многих водоемов и в том числе Ладожского озера. Однако, это по-разному сказалось на некоторых акваториях озера. Так, состояние Волховской губы не претерпело существенных улучшений, в связи с тем, что ряд промышленных предприятий бассейна р. Волхов — городов Великого Новгорода, Волхова, Сясьстроя продолжали работать, а гиганты нефтехимии в Киришах (Киришинефтесиснтезгаз и Киришская ГРЭС) нарастили свои мощности. Это показали комплексные исследования на реке, проведенные в 2011-2014 гг. с использованием биологических и химико- аналитических методов контроля качества вод.

Результаты проведенных исследований выявили массовое поражение рыб токсикозом, особенно в нижнем течении реки и нарушение естественного воспроизводства рыб, наличие металлов в воде, донных отложениях и атмосферных осадках. Было показано, что река Волхов является важным источником выноса загрязняющих веществ в Ладожское озеро.

Дальнейшие исследования в Волховской губе были проведены уже в новом столетии и были связаны с оценкой состояния рыб и среды их обитания, которые показали, что Волховская губа остается загрязняемой акваторией и это прослеживается во все сезоны года по биологическим и химико-аналитическим критериям качества вод.

Биоиндикация на рыбах с использованием метода патологоанатомического исследования показала их массовое поражение токсикозом, протекающим хронически. Исследование личинок рыб также показало их массовое поражение токсикозом с последующей гибелью — нарушение естественного воспроизводства рыб. Загрязнение акватории отмечено и по такому показателю как биотестирование проб воды и донных отложений. Наиболее неблагоприятные периоды отмечены весенние месяцы.

Исследование воды, донных отложений и мышечной ткани рыб на содержание металлов выявило их наличие, иногда с превышением допустимых нормативов по отдельным из них. В мышечной ткани рыб было отмечено содержание ртути, иногда незначительно превышающее ДОК (допустимое остаточное количество). Источником загрязнения Волховской губы являются загрязненные воды р. Волхов и сточные воды Сяського ЦБК, а также поступление токсических веществ аэрогенным путем.

Последнее патологоанатомическое исследование рыб на р. Волхов, как индикаторных организмов качества вод, показало их массовое поражение токсикозом, что указывает на довольно высокий уровень загрязнения водоема, особенно на нижнем участке реки. Содержание металлов в воде оказалось довольно высоким по ряду из них (медь, аммоний, марганец, свинец), чего ранее не наблюдалось. Результаты исследования показали, что улучшения эколого-токсикологического состояния реки за последние годы не произошло, и она по-прежнему является источником выноса загрязняющих веществ в Ладожское озеро.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Биологические и химико-аналитические исследования в Волховской губе Ладожского озера проведены летом 2021 года. Исследовались рыбы как индикаторы качества вод и среды их обитания с пятибалльной оценкой их состояния:

1 балл – не выявляется патологоанатомических изменений, реакции рыб этой группы на загрязнение, в основном этологические;

2 балла – наблюдаются легкие, обратимые повреждения, не угрожающие им гибелью;

3 балла – наблюдаются повреждения средней степени тяжести, гибель возможна при нарушении гидрохимического режима (О2, pH и др.);

4 балла – серьезные повреждения рыб, угрожающие им гибелью, особенно в зимний период и при действии стресс- факторов;

5 баллов – наблюдаются признаки предсмертного состояния рыб с последующей гибелью рыб. Нарушена координация движений и гидростатическое равновесие.

Биотестирование проб воды и элютриатов донных отложений проводили по общепринятой методике в остром и хроническом экспериментах (ФР.1.39.2007.03222). Химико-аналитическое исследование, проб воды, донных отложений, атмосферных осадков и рыб проводили в исследовательской лаборатории продуктов питания и объектов окружающей среды «АНАЛЭКТ» (аттестат аккредитации Poce.Ru.001.MH.38) института токсикологии Минздрава Российской Федерации.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты патологоанатомического исследования рыб разных видов на акватории Волховской губы Ладожского озера и за ее пределами представленные в таблице, показывают их массовое поражение токсикозом, протекающим хронически в основном с повреждениями, носящими легкий и средний характер. Проявление патологического процесса отмечено в жаберной ткани, паренхиматозных органах, кишечнике и головном мозге. Из таблицы видно, что на контрольной акватории процент поражения рыб несколько ниже, а выраженность патологоанатомического процесса слабее (акватория 5). В то же время на акваториях, тяготеющих к источникам загрязнения (акватория №1 и 3), процент поражения рыб несколько выше и преобладают особи с повреждениями средней степени тяжести и имеющие более высокий уровень поражения. Патологические процессы проявления токсикоза у рыб в основном связаны с нарушением гемодинамики, реже с процессами перерождения, и более четко выражены у рыб старших возрастных групп. Внешне у рыб отмечалось изменение окраски наружных покровов тела и нарушение целостности мягких тканей плавников. В жабрах наблюдалось значительное ослизнение, изменение окраски, особенно её неравномерность, отечность, локальные очаги поверхностного некроза, слабовыраженная дискомплексация.

Для печени были характерны гиперемия, общая или локальная, реже анемия, кровоизлияния, очаги перерождения с вовлечением в процесс желчного пузыря. Отмечено перенаполнение кровью селезенки, а также отечность. Почка увеличена, полнокровна, слизистая кишечника локально отечна, локально гиперемирована. У рыб с тяжелыми повреждениями отмечали общую анемию, выраженность процесса в жаберной ткани, перерождение печени, снижение упитанности. Сопоставляя результаты полученных данных с результатами аналогичных исследований прошлых лет, следует отметить их идентичность и несколько меньшую их выраженность. Биотестирование проб воды и донных отложений, отобранных в Волховской губе, показало низкий уровень их токсичности и только на некоторых станциях их отбора. Это выявлено на акваториях №1,3,4 и было связано со слабо выраженным воздействием на процесс воспроизводства дафний — плодовитости.

Исследование проб воды на содержание металлов показало их наличие и незначительное превышение рыбохозяйственных ПДК по меди, марганцу и железу, хотя весной этого года содержание металлов в нижнем течении р. Волхов было довольно высоким и превышало ПДК по меди до 44, аммонию до 25, железу до 16, марганцу до 12, цинку до 9 и свинцу до 6 раз.

Низкое содержание металлов в воде и донных отложениях Волховской губы объясняется гидрологической особенностью данной акватории (наличием течений, характером донных отложений и мелководностью) — выносом загрязняющих веществ за пределы губы и низкой способностью песка накапливать загрязняющие вещества. Анализируя полученные результаты, можно отметить, что наиболее надежным показателем оценки эколого-токсикологического состояния Волховской губы оказались рыбы, организмы, постоянно обитающие на исследованной акватории. Это отмечено специалистами и в настоящее время — рыбы являются общепринятыми индикаторами качества вод при их загрязнении. Показано что рыбы выступают как показатели интегральной информации об экологотоксикологическом состоянии водной среды и в этом отношении имеют преимущество по сравнению с другими группами водных организмов. Рыбы обладают длительным жизненным циклом и благодаря этому способны накапливать патологическую информацию об антропогенном влиянии на водные экосистемы, которые проявляются на уровне особи (организма) популяции и ихтиоценоза, а также в период раннего онтогенеза, что было отмечено на этой акватории. Влияние загрязняющих веществ особенно отрицательно сказалось на численности сига, как наиболее чувствительного вида к различным типам загрязняющих веществ. Если в довоенный период его улов достигал 800т. в год и по мере загрязнения озера снизился до 15 т. в 2020 году.

ВЫВОДЫ

Обобщая результаты проведенных исследований, следует отметить, что Волховская губа Ладожского озера и в настоящее время является загрязняемой акваторией с разным уровнем загрязнения ее участков, которые тяготеют к источникам загрязнения — устью р. Волхов и стокам Сяського ЦБК. Воздействие загрязняющих веществ наиболее выражено сказалось на патологоанатомическом состоянии рыб — общепринятых в настоящее время интегральных информаторах эколого-токсикологического состояния водной среды, и резком снижении запасов и уловов ценных видов рыб, особенно сига. Другие методы контроля качества воды (биотестирование и анализ воды на металлы) оказались менее информативны, что связанно с гидрологической особенностью Волховской губы.

Авторы статьи: 

Заведующий Региональным центром эпизоотического и экологического мониторинга Ладожского озера и ветеринарный специалист станции по борьбе с болезнями животных Всеволожского района, аспирант Алексей Романовроссийский учёный, ихтиолог, эколог, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Николай Аршаница и Михаил Гребцов Санкт-Петербургский филиал федерального государственного бюджетного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» ("ГосНИОРХ" им. Л.С. Берга), а также кандидат биологических наук Анатолий Стекольников ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский гос-ударственный университет ветеринарной медицины».

Почитать научную стаью вы можете здесь.