Главная | Контакты | Настройки

СМЕНИТЬ ПАЛИТРУ:

Природные пресные водоёмы

1. ИСТОЧНИКИ ПРЕСНОЙ ВОДЫ. ОПИСАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

Здесь представлена краткая характеристика источников пресных вод: рек, озер, болот, искусственных водоемов, подземных вод.

Реки

Реки обладают общей для них особенностью - водная масса в них перемещается от истока к устью за счет уклона русла в сторону моря. Реки текут за счет силы тяжести Земли.

Течение реки идет по руслу (углублению в суше). Русло может быть пойменное и коренное. Различаются они тем, что по пойменному руслу река течет при самом большом уровне воды, например во время паводка, в то время как по коренному руслу река течет даже в самое сухое время года с наименьшим уровнем воды.

В реке различают следующие части: прибрежную - рипаль, срединную - медиаль и участок с наибольшим течением - стержень. От истока к устью река делится на верхнее, нижнее в среднее течение. Верхнее течение наиболее бурное, среднее становится спокойным и многоводным за счет притоков, и нижнее течение самое медленное.

Вода постоянно размывает ложе, а за счет сил Кориолиса в северном полушарии правый берег рек подмывается и становится крутым, в то время как левый намывается и становится пологим. За счет боковой эрозии река часто меняет очертания берегов и образует излучины. В некоторых случаях русло снова выпрямляется, тогда отшнуровавшееся прежнее русло называется старицей, если же старицы сохраняют с новым связь, то получаются либо затоны, либо протоки. При впадении в море русло может несколько раз разойтись на рукава и образовать дельту. Иногда образуется обширный участок, напоминающий узкий морской залив - эстуария.

Движение воды в реке, подъем уровня во время дождей и таяния снегов, различные климатические условия и различные минеральные породы дна реки приводят к тому, что условия для жизни в реках далеко не стабильны. К тому же минерализация воды сильно меняется в течение года и заметно снижается во время паводков. Газовый режим рек тоже различен в зимнее и летнее время. Особенно ухудшается газовый режим подо льдом в зимнее время. Все перечисленные выше факторы ведут к тому, что население рек характеризуется значительным видовым разнообразием. Большинство организмов живет в толще воды и на дне. Численность бактерий в речной воде резко колеблется в зависимости от сезонных изменений. Наибольшее количество микроорганизмов в воде содержится во время паводка. По течению реки ниже населенных пунктов количество бактерий возрастает. Из водорослей в реках больше всего диатомовых, зеленых и синезеленых. Среди животных в реках преобладают коловратки, ветвистоусые и веслоногие рачки, личинки хирономид и моллюски. Среди плавающих животных можно встретить рыб, амфибий, пресмыкающихся и млекопитающих.

Озёра

Озера представляют собой углубления в форме котловин, заполненных водой. Существует множество процессов, которые могут привести к образованию озера. В зависимости от своего происхождения озера подразделяются на: тектонические, карстовые, эоловые, ледниковые и термокарстные. В некоторых случаях от моря отшнуровываются озеровидные водоемы - лиманы. Лиман может образоваться и другим способом, если реку, впадающую в море, запрудит песчаная коса, намытая прибоем.

Котловину озера делят на мелководную литораль (или прибрежное мелководье), сублитораль (или свал), и дно, идущее под большим уклоном. Сублитораль - эта та область, куда заходит растительность. Вся остальная часть дна называется профундалью. Профундаль можно найти только у очень глубоких озер. Из озер могут брать начало реки, в этом случае они называются сточными. Обычно сточные озера пресноводны, в то время как бессточные осолены.

Пресноводные озера по биологической населенности разделяются на эвтрофные, мезотрофные, олиготрофные и дистрофные (трофос - питание, пища). Эвтотрофные озера (высококормные) - неглубокие (до 15 метров), вода в них содержит много минеральных солей. В ней обильно развиваются зеленые, синезеленые водоросли. В илистых грунтах эвтрофных озер живет множество организмов. Однако зимой в таких озерах не хватает кислорода и получается замор. При попадании минеральных удобрений в другие типы озер водоем может стать эвтрофным, а затем перейти в болото. Мезотрофные озера часто расположены на кристаллических породах. Они глубже 25 метров. Вода в них редко цветет, и заморов нет. Олиготрофные озера обычно тектонического происхождения и расположены на кристаллических породах. Глубина их свыше 30 метров. В них самая чистая вода по сравнению с другими озерами. Примером может служить озеро Байкал. Дистрофные озера обычно неглубоки, заболочены и в них образуется торф, который изолирует воду от грунта и тем самым исключает попадание биогенов в воду. В таком озере много микроскопических животных и растений и чаще всего нет рыб.

Условия жизни в воде зависят от движения воды, света, температуры и растворенных веществ. Посмотрим, как же эти условия влияют на жизнь в озерах.

Температура воды в озерах испытывает резкие изменения на протяжении года. Весной, когда поверхностная вода нагревается до 4°С, она становится самой плотной и опускается в глубь, а на ее место приходит менее плотная вода, которая нагревшись, также опускается. В результате возникшей циркуляции температура в озере выравнивается и становится равной 4°С. Дальнейшее повышение температуры ведет к тому, что вода не погружается, а только нагревается. Осенью опять начинается охлаждение до 4°С и снова наступает перемешивание. В зимнее же время перемешивание опять прекращается и наиболее холодная вода оказывается наверху.

Свет проникает глубже всего в олиготрофные озера. В эвтрофных и мезотрофных вода прозрачна до 2-3 метров. Самая темная и непрозрачная вода в дистрофных озерах.

Грунты в озерах могут быть собственного отложения, когда они образуются за счет разрушения берегов и остатков отмирающих организмов, а могут приноситься реками или ветрами. Если в озере много органических веществ и в придонных слоях отсутствует кислород, то отмирающие организмы, упавшие на дно, подвергаются анаэробному сбраживанию и вся масса становится мягкой, жирообразной и серой на вид. Такую богатую азотистыми веществами массу называют сапропелем.

Количество бактерий в озерах колеблется от 1 до 3 млн. на 1 мл воды. Из водорослей больше всего одноклеточных: диатомовые, зеленые и синезеленые. Зимой, весной и осенью в озерах развиваются в основном диатомовые водоросли, зато летом наибольшего развития достигают зеленые водоросли. В толще воды озер можно встретить коловраток, ветвистоусых и веслоногих рачков. В теплое время года в озерах развиваются различные насекомые, появляется множество рыб. На берегах и мелководье в озерах расположены высшие растения: камыш, тростник, стрелолист, рогоз и многие другие земноводные растения, такие как: кувшинки, кубышки, рдесты и водяной лютик. На большой глубине, иногда достигающей 40-50 метров можно встретить многоклеточные водоросли и мхи. На дне озера живет много личинок насекомых: поденки, хирономиды, ручейники и веснянки. Также можно встретить моллюсков, гидр, губок, пиявок и других. В озерах обитает большое количество видов рыб, а в некоторых озерах (например, Байкал) встречается несколько видов тюленей.

Болота

Болота отличаются от озер тем, что они неглубокие, частично или полностью покрыты растительностью и в них образуется торф. Первыми признаками болота можно считать образование торфа. При заболачивании озер от берегов на свободную поверхность нарастает сплавина - растительный ковер. По этому ковру может, не проваливаясь в воду, пройти даже человек. Только прогибы ковра от ног могут указывать на то, что ковер лежит на воде.

Поступление воды в болото может идти за счет грунтовых вод. Такое болото называется низинным. Если же вода поступает только за счет атмосферных осадков, оно называется верховым. Вода в болоте не прогревается даже в самое жаркое время года, потому что растительный ковер выступает как тепловой изолятор. Если раздвинуть мох-сфагнум и торф и опустить руку в воду, то она быстро замерзнет в холодной воде. Вода в болоте иногда бывает даже очень прозрачной на вид, хотя и содержит много гуминовых кислот, в то же время в ней нет почти солей из-за изоляции торфом воды от грунта. Торф образуется в болоте за счет отмирания мха сфагнума и других гидрофильных растений. Из высших растений на болоте встречается багульник, клюква, голубика и пушица. Фауна и флора болота бедны. Среди водорослей можно встретить жгутиковые формы, зеленые и диатомовые. Из животных встречается коловратки, ветвистоусые и веслоногие рачки. В верховых болотах, где большое зеркало воды не занято растительностью, развивается много личинок комаров.

Искусственные водоёмы

К искусственным водоемам относятся водохранилища, пруды, судоходные и оросительные каналы, а также многочисленные бассейны, отстойники и различные ирригационные сооружения.

Водохранилища создаются для использования гидроэнергии, для судоходных систем и для мелиоративных целей. Обычно для создания водохранилища ставится плотина на реке и разлившиеся воды заливают часть суши. В водохранилищах часто размываются берега из-за мелководья и появления больших волн от ветра. Самые большие по площади - это равнинно-речные водохранилища, но они же и самые мелководные. Горно-речные водохранилища обладают меньшей площадью, но они зато глубоководны. Самая большая глубина водохранилища у плотины и самая меньшая у верхнего речного участка. Учитывая то, что водохранилище несет на себе признаки как речного, так и озерного типа, флора и фауна их тоже занимает промежуточное положение. Планктон состоит в основном из бактерий, диатомовых, зеленых и синезеленых водорослей. Поскольку берега у водохранилищ разрушаются больше, чем у озер, то за счет выщелачивания биогенов размножаются в большом количестве синезеленые водоросли и вода зацветает. Фауна водохранилищ представлена коловратками, ветвистоусыми и веслоногими рачками, а также моллюсками. На берегу растет много камышей, осок, рогоза, урути, кувшинок и кубышек. На дне водохранилища живут хирономиды, моллюски, рачки-бокоплавы. Встречаются черви: олигохеты и пиявки. В водохранилищах хорошо приживаются различные виды пресноводных рыб и особенно травоядные.

Пруды значительно меньше водохранилищ и служат для рыборазведения, полива и водоснабжения. Помимо этого есть биологические очистительные пруды, в которых идет очистка промышленных и бытовых сточных вод за счет существующей в этих прудах флоры и фауны. Пруды бывают плотинные, когда ставится плотина на реке или в овраге, или могут быть копанными. Питание прудов водой идет либо за счет атмосферных осадков, грунтовых вод, либо за счет ручьев, рек. Вода прудов содержит множество бактерий, до нескольких десятков миллионов в 1 мл. В толще прудовой воды живут одноклеточные зеленые и диатомовые водоросли. Из животных в воде можно встретить инфузорий, коловраток, низших рачков. Прибрежная зона прудов сходна с водохранилищами, но в ней больше червей, трубочников, жуков и брюхоногих моллюсков. В пруды из рек могут попадать карась, сазан, карп и линь. Но чаще всего в прудах разводят карпов, орфу, ряпушу и форель. Есть и специальные пруды для разведения молоди осетров, севрюги и других ценных рыб.

Подземные воды

Под землей находятся целые озера и реки, состоящие из грунтовых, артезианских и минеральных вод.

Грунтовые воды залегают ближе всего к поверхности земли, они расположены над первым водонепроницаемым горизонтом. В них отсутствует напор. Грунтовые воды можно встретить в пещерах, в трещинах и капиллярах глубоких слоев земли, а также между частицами поверхностных песчаных отложений.

Артезианские воды залегают глубже и обычно располагаются между двумя водонепроницаемыми горизонтами, поэтому они всегда находятся под давлением.

Минеральные воды залегают в глубоких тектонических трещинах, где они соприкасаются с породами, насыщающими их различными элементами.

Обитателями подземных вод является целая группа организмов, которая очень слабо изучена в настоящее время. При этом обитатели артезианских и минеральных вод почти не изучены. Лучше всего изучены животные пещер. Пещеры образуются за счет растворения известняков, гипсов, доломитов. Чаще всего в них бывает вода, и могут образовываться целые подземные озера. Иногда по пещере протекает подземная река или ручей. В пещерах отсутствует свет и сохраняется низкая постоянная температура. Только в самых глубоких пещерах, где температура повышается на 1°С при опускании на каждые 30 метров, можно встретить озера с теплой водой. Вода в пещерах жесткая, содержит относительно много солей кальция и магния. Вследствие отсутствия фотосинтеза, а иногда и полной неподвижности воды, газовый режим в пещерах характеризуется пониженным содержанием кислорода. Население пещер представлено только бактериями и животными. Окрашенных растительных организмов в пещерах из-за отсутствия света нет. Среди животных встречаются веслоногие рачки, бокоплавы, креветки, очень незначительны коловратки, пиявки и полихеты. Из-за отсутствия света все представители животного мира лишены яркой окраски и не имеют глаз. У них слабо развиты органы осязания, зато очень длинные конечности. Из крупных животных в пещерах встречаются рыбы и протей, удивительное земноводное животное, относящееся к хвостатым амфибиям. Протей представляет очень большую загадку для биологов, он годами может жить без пищи и не уменьшается в размерах.

Существует жизнь и в интерстициальной воде, которая заключена между песчинками. Капилляры пространства между частицами в этом случае могут быть заполнены как пресной, так и соленой водой. В поверхностных слоях песка вода обновляется за счет просачивания дождевой воды. В эти же поверхностные слои, рассеиваясь и отражаясь от отдельных песчинок, частично проникает свет. Это создает условия для существования в верхнем слое фотосинтезирующих растений. В глубинах интерстициальных вод условия жизни такие же, как и в пещерах. Однако кислородные условия в этой воде лучше из-за некоторой проточности. В верхнем слое между песчинками находятся животные и растения, которые проникают на глубину до 15 см. Здесь ползают коловратки, инфузории и различные мелкие черви. В этом же слое живут одноклеточные водоросли. Ниже 6-15 см водорослей нет, меньше бактерий, но животные продолжают встречаться. Обычно представители интерстициальной фауны мелкие, однако между крупными частицами, где объемы промежутков больше, размеры животных могут доходить до сантиметра. Все эти животные обладают червеобразным телом с короткими конечностями. Это им помогает быстрее перемещаться между частицами песка. Среди представителей этой фауны могут быть даже моллюски с сильно извитой раковиной.

2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДОЁМОВ

Важной составляющей здоровья человека является чистая, хорошая вода. Как получить ее в поместье? Скажем, Вы берете воду из своего пруда. Постепенно в озере происходит накопление ила, из пыли, листового опада, органики, формируется детрит - среда обитания и пища множества бактерий, простейших, червей. Это - не загрязнение в прямом смысле слова, а важная часть жизненной цепочки. Периодически избыток ила можно удалять - это прекрасное удобрение для растений. Или использовать для мытья (издавна замечено, что озерные грязи, помимо лечебных свойств, хорошо моют тело).

Нельзя допускать попадания в воду современных синтетических моющих средств, повсеместно содержащихся в стиральных порошках, мыле, шампунях - лаурет- и лаурил-сульфатов, хлоритов, антибиотиков, фунгицидов, отбеливателей, отдушек. Их нейтрализация природными механизмами ограничена. Зато экосистема справится с разумныи количеством простого (хозяйственного) мыла без добавок, так как соли кальция и магния делают его нерастворимым, а липофильные бактерии полностью их усваивают.

Очищать воду в своем пруду от загрязнений и бактерий можно с помощью ручья. Для этого обустраивают русло ручья камнями (частью большими) и делают на пути ручья отстойники, углубления с гравием и песком и с посаженной растительностью. Кроме механической очистки здесь вода очищается бактериями. Главное условие: ручей никогда не должен пересыхать.

Но как бы Вы старались не загрязнять, очищать воду у себя в поместье, вся Ваша вода - часть общей гидросферы, всей воды на Земле. Поэтому быть уверенным в чистоте <своей> воды можно будет только тогда, когда вся вода на Земле будет чистой.

Проблема загрязнения воды в настоящее время приобрела глобальное, мировое значение. Чистая питьевая вода стала дефицитом. Из-за загрязнения воды погибают наиболее чувствительные организмы, разрушаются сбалансированные сообщества. Выделена даже отдельная наука - водная токсикология, изучающая загрязнение водоемов.

Поступление токсикантов в водоёмы

Загрязнения водоёмов могут возникать как в результате человеческой деятельности, так и в результате природных процессов. Дождевые и паводковые стоки могут опреснять соленые водоёмы, увеличивать мутность, сносить в водоемы с суши органические и минеральные вещества. Солнечные лучи могут высушивать водоёмы, повышать в них концентрацию солей и других веществ. Продукты жизнедеятельностн некоторых водорослей являются сильными токсинами. В пресных водах токсикозы и заморы нередко возникают в результате "цветения" водоемов - сильного развития синезеленых водорослей. В некоторых водоемах разложение органических остатков приводит к накоплению сероводорода и других продуктов распада. Сероводородом заполнены глубины Черного и Каспийского морей, придонные воды некоторых северных фиордов, хотя в этом случае газ получается не из-за разложения органических остатков, а от деятельности автотрофных сероводородных бактерий, которые восстанавливают серу до сероводорода В ряде африканских озер на глубине скопились огромные количества токсических и удушливых газов. Естественное загрязнение возникает при вулканической деятельности, работе гейзеров, минеральных источников. Вредные и ядовитые вещества могут образовываться в водоемах при разложении обильного листопада. В ряде регионов природные воды обладают избытком тех или иных минералов, что может оказывать существенное влияние на жизнь водоёмов.

Антропогенные стоки поступают в водоёмы со сточными водами населенных пунктов и промышленных предприятий, а также с дождевыми водами. Немалый вред приносит водоемам спуск в них сточных вод с проходящих судов. Атмосферные воды попадают в водоемы после кратковременного контакта с поверхностными слоями почвы.

В результате человеческой деятельности в водоемы может поступать много загрязнителей разной степени токсичности. Вредное действие может вызываться поступлением и нетоксических веществ. Избыток удобрений может привести к изменению типа водоема, его флоры и фауны. Вредное действие может оказывать поступление в водоем большого количества неядовитых взвесей - глины, песка, слюды, целлюлозы, окиси железа. Взвеси увеличивают мутность вода, уменьшают глубину проникновения солнечных лучей, т.е. уменьшают "фотический слой", в котором происходит фотосинтез, что ведет к понижению первичной продукции водоема и дефициту кислорода. Увеличение донных осадков может привести к нежелательной смене фауны бентоса, заиливанию нерестилищ, гибели от удушья уже отложенной икры рыб. Частым явлением стало так называемое "тепловое загрязнение" водоемов. Стоки подогретых, пусть даже незагрязненных вод, могут совершенно изменить тип водоема, сделать его незамерзающим зимой, перегревающимся в летнюю жару, вызвать буйное развитие несвойственных данному водоёму организмов, сместить сроки и места нереста рыб.

Токсичные (ядовитые) вещества попадают в водоёмы при разных видах хозяйственной деятельности. Ряд веществ используется специально для борьбы с организмами как в воде так и на суше. Это ядохимикаты - прежде всего сельскохозяйственные: против сорняков (гербициды), против вредных насекомых (инсектициды), против грибков (фунгициды). Помимо этого используются дефолианты - вещества, используемые для ускорения опадания листвы, например, хлопчатника перед сбором урожая. Некоторые из этих веществ ядовиты не только для тех организмов, для которых они предназначены, но и против других. Загрязнение водоемов может возникать при борьбе с малярийными комарами и другими кровососущими насекомыми, с грызунами, с сорной рыбой. Эти вещества обнаружены даже во льдах полярных морей. С полей в водоемы уносится значительная часть минеральных и органических удобрений - фосфатов, нитратов, солей аммония, калия, гуминовых и альбуминоидных соединений. Эти вещества сами по себе мало токсичны, но они могут повышать трофность, нарушать экологическое равновесие в водоеме, стимулировать развитие одних организмов в ущерб другим. Иногда в водоёмы поступают отходы и навоз с животноводческих ферм. Загрязняют водоемы стоки промышленных предприятий. Современные системы очистки не предусматривают совершенно полного очищения. Кроме того, нередки аварии очистных сооружений, аварийные сбросы неочищенных сточных вод. Токсиканты могут поступать в водоемы также и с дождевыми каплями. Через заводские трубы с промышленными дымами в атмосферу уходит много продуктов горения и летучих загрязнителей, которые затем выпадают в виде кислых и загрязненных осадков.

Загрязнение водоемов обусловлено попаданием в них взвешенных частиц, растворенных соединений, механических загрязнений.

Загрязнение водной среды солями

Большинство стоков содержит в себе неорганические соли. Особенно много солей содержится в стоках промышленных предприятий. Соли образуются в стоках главным образом за счет нейтрализации кислот и щелочей, которые в очень больших количествах применяются в промышленных процессах. Вредность солей для гидробионтов проявляется прежде всего в нарушении осмотического равновесия. Большинство простейших выводит их из своих клеток за счет откачивания сократительными вакуолями. Вода постоянно насасывается осмосом в цитоплазму, а сократительные вакуоли выводят ее во внешнюю среду. Уже изменение концентрации соли в воде на 0,3% ведет к нарушению экскреции. В то время как рыбы мало реагируют на повышение солей в воде, беспозвоночные животные, которыми они питаются, очень чувствительны к повышению содержания солей. Среди сточных вод особо большим содержанием солей отличаются воды сбрасываемые кожевенными заводами. Солевое загрязнение пресных водоемов может происходить не только за счет промышленных стоков, но и за счет проникновения морской воды в пресные водоемы.

Нефтяное загрязнение

Загрязнение воды нефтью происходит в основном из-за халатного отношения к этому вопросу людей. Иногда воду после промывки нефтяных танкеров сливают в водоемы, иногда моют машины и выливают в реки даже отработанное машинное масло. Нефть попадает в воду с плавающих механизированных средств и с водного транспорта. Даже тончайшие слои ее уменьшают скорость проникновения в воду кислорода. Птицы, испачканные нефтью, обычно погибают. Загрязнение нефтью чревато еще и тем, что охватывает большие площади при незначительных попаданиях в воду. Один литр нефти покрывает поверхностной пленкой полгектара поверхности воды. Катастрофы, связанные с утечкой нефти, приносят невосполнимые потери. Для примера можно привести случай с гигантским танкером "Тори-Кэньон", из которого при аварии вылилось почти 120000 тонн нефти у поберекья Корнуэлла. Правительство Великобритании пыталось эмульгировать нефть на поверхности воды и вылило 12500 тонн детергентов. Но мероприятие окончилось только тем, что погибло 20000 кайр и 5000 гагарок. От детергентов погибли морские желуди и большая часть планктона в этом районе.

Мировой океан сейчас уже настолько загрязнен нефтью и нефтепродуктами, что далеко в открытом Атлантическом океане участники экспедиции на папирусной лодке "Ра" под руководством Тура Хейердала встречали постоянно сгустки нефтепродуктов.

Детергенты

За последнее время химическая промышленность выпустила целые серии поверхностно-активных веществ (ПАВ) и в таком разнообразии, что многие пресноводные и соленые водоемы уже заполнены ими, хотя до конца еще не известно, как действуют новые моющие средства на гидробиоценозы. Выяснено точно, что присутствие детергентов снижает количество растворенного кислорода в воде. Микробиологами установлено, что большие концентрации ПАВ убивают живые клетки организмов, частично растворяя жироподобные вещества - липиды, которые являются обязательным компонентом клеточных мембран. Низкие концентрации детергентов действуют подобно ядам. Они понижают способность гидробионтов противостоять низкому содержанию кислорода в воде. Исследования американского ученого Хейса показывают, что хлопья пены, образуемые детергентами, способствуют захвату яиц гельминтов в сточных водах и их расселению на большие участки. Помимо всего прочего, детергенты разрушают поверхностную пленку натяжения воды. Химическая промышленность пытается выпустить быстро разлагаемые бактериями моющие средства. Однако у них тоже есть неприятные для водоемов свойства, так как при разложении образуется большое количество фосфатов, которые приводят к эфтрофикации.

Загрязнение воды биологически активными веществами

В настоящее время усиленно развивается медицинская и биохимическая промышленность, изготавливающая биологически-активные вещества, гормоны, ферменты, витамины, лекарственные вещества, содержащие активнодействующие на микрофлору и микрофауну вещества. Действие большинства биологически-активных веществ на гидрофауну и гидрофлору не изучено, вот почему к выпуску сточных вод, содержащих биологически активные вещества (БАВ) в водоемы следует подходить с очень большой осторожностью. Иногда в воде появляются углеводороды, обладающие самыми неожиданными свойствами, они могут быть канцерогенами и не разлагаться в очистных сооружениях либо разлагаться частично.

Радиоактивные вещества

Совершенно избежать влияния радиоактивного излучения невозможно, т.к. все живое подвержено космическому излучению (около 0,1 миллирентгена в сутки), а также и облучению естественных радиоактивных веществ (прежде всего калия-40 и полония-210). Естественный радиоактивный фон даже необходим для нормальной жизнедеятельности живых существ и не является опасным фактором.

Опасность представляют добавочные, излишние дозы облучения, которые выделяются при самопроизвольном распаде ядер радиоактивных элементов. Эти излучения разрушают и изменяют химические соединения, составляющие организм (нуклеиновые кислоты, белки, жировые вещества и т.п.) и нарушают строение биологических структур (хромосом, мембран и других клеточных органелл). Радиоактивные вещества содержатся в больших количествах в руде и могут загрязнять водоемы при урановых разработках и переработке радиоактивного сырья. Отдельные этапы получения ядерного топлива предусматривают потребление больших количеств воды, которая оказывается радиоактивно загрязненной. Значительными источниками радиоактивного загрязнения являются взрывы ядерных устройств в атмосфере и гидросфере. Наиболее опасны долгоживущие и медленно выводимые из организма изотопы, такие как стронций-90, накапливающиеся в костях вместо кальция. Распространенными загрязнителями являются изотопы иттрия, цезия, йода, кобальта, марганца, цинка.

Конечным этапом миграции радиоактивных веществ, попавших в воду, является Мировой океан. На гидробионтов влияют как радионуклиды, находящиеся в воде и грунте (оказывая внешнее облучение), так и вещества, накапливающиеся в их теле (внутреннее облучение).

Тяжёлые металлы

Тяжелые металлы имеют атомную массу более 60 Д. В качестве токсикантов в водоемах обычно встречаются: ртуть, свинец, кадмий, олово, цинк, марганец, никель, хотя известна высокая токсичность других тяжелых металлов - кобальта, серебра, золота, урана и других. Высокой токсичностью для живых существ обладают именно соединения и ионы тяжелых металлов. В металлическом виде они нетоксичны. Тяжелые металлы поступают в водоемы в токсических концентрациях обычно со стоками горнодобывающих и металлургических предприятий, а также предприятий химической и легкой промышленности, где их соединения используют в различных технологических процессах. Например, много солей хрома сбрасывают предприятия по дублению кожи, соединения меди, цинка, кобальта, титана используются в качестве красителей и т.д. Многие из них необходимы в микроколичествах различным организмам (медь, марганец, хром, молибден, ванадий). Они легко образуют соединения и комплексы с органическими веществами в растворах и в организме, хорошо усваиваются организмами из воды и передаются по пищевой цепи. Опасность представляет лишь значительное превышение дозы тяжелых металлов над их естественными количествами.

3. ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ФАКТОРОВ НА ЖИЗНЬ В ВОДОЁМЕ (КИСЛОРОД, ДРУГИЕ РАСТВОРЁННЫЕ ГАЗЫ, рН, ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА)

Для жизни рыб и других водных животных особенно большое значение имеет растворенный в воде кислород.

Кислород частично проникает в воду из атмосферы, частично же выделяется в самом водоеме в результате жизнедеятельности растительных организмов. С помощью хлорофилла зеленые растения извлекают из углекислого газа необходимый для построения живого вещества углерод, выделяя в окружающее пространство кислород. Этот процесс, называемый фотосинтезом, протекает за счет энергии солнечных лучей только в светлое время суток. Проникновению кислорода в воду из атмосферы способствуют ветер, течения, атмосферные осадки, резкие перемены температуры и другие причины, усиливающие перемешивание слоев воды.

Часть растворенного в воде кислорода затрачивается на дыхание животных, но особенно много этого газа расходуется на окисление органических веществ, которые постепенно минерализуются, то есть превращаются в простые соединения: углекислый газ, воду, соли аммиака, соли азотной кислоты и некоторые другие. Окисление и минерализация органических веществ происходит при участии бактерий.

При значительном уменьшении количества растворенного в воде кислорода физиологическое состояние рыб ухудшается. Когда кислорода остается совсем мало, возникает замор, и рыбы погибают от удушья. Из числа наших прудовых рыб наиболее чувствительна к недостатку кислорода форель. Менее чувствителен карп (он иногда переносит даже полное, но кратковременное исчезновение растворенного кислорода). Легко переносит недостаток кислорода карась, выживающий даже в таких прудах, где содержание кислорода падает зимой почти до нуля. Еще менее требовательны к растворенному в воде кислороду дальневосточная рыба змееголов и некоторые другие.

Зимой, чтобы наполнить воду кислородом, в воде оставляют камни, которые торчат на поверхности. Камни нагреваются, вокруг них тает лед (тоненькой полосочкой), и под лёд заходит, засасывается воздух. Кислород в воду попадает также через торчащий камыш. Если он не растет в данном водоеме, можно на зиму просто поставить его охапку и дать ей вмерзнуть в лед, следя за тем, чтобы часть стебля камыша находилась надо льдом, часть - под водой.

В водоёмах, сильно загрязненных органическими веществами, вода которых к тому же богата солями серной кислоты (сульфатами), может появиться ядовитый для рыб и других водных животных газ - сероводород. Он возникает лишь в отсутствие кислорода при участии особых бактерий. Сероводород легко обнаружить по его характерному запаху, напоминающему запах испорченных яиц. Он вреден даже в небольшом количестве, так как очень легко окисляется, поглощая много растворенного в воде кислорода и ухудшая тем самым условия дыхания водных животных.

В воде естественных водоемов почти всегда растворено большее или меньшее количество углекислого газа, правильнее сказать, свободной углекислоты. Углекислый газ накапливается в результате дыхания водных организмов, а главное - в результате окисления органических веществ. Поэтому избыток углекислого газа свидетельствует о значительном загрязнении водоема органическими веществами. В большом количестве углекислый газ ядовит для рыб, так как он нарушает их дыхание.

Кислотность или активную реакцию воды обычно выражают в условных единицах (отрицательный логарифм концентрации ионов водорода), обозначая ее латинскими буквами рН. Когда реакция воды нейтральная, тогда величина рН равна 7; вода с щелочной реакцией имеет рН больше 7, а с кислой - меньше 7. Для рыбоводных целей лучше всего использовать воду с нейтральной или слабощелочной реакцией (рН 7-8), в крайнем случае - со слабокислой реакцией (рН 6-7).

Как уже говорилось, ухудшение кислородного режима происходит главным образом из-за накопления в воде и на дне водоема избытка органических веществ. Количество органических веществ обычно оценивается по так называемой окисляемости воды, которая показывает, сколько миллиграммов кислорода необходимо израсходовать в строго определенных условиях на разрушение органических веществ, заключенных в 1 л воды. Само по себе повышение окисляемости воды безопасно для рыбы, а до известных пределов даже полезно, так как при этом обычно увеличивается рыбопродуктивность прудов. Органические вещества, которые образуются в самом водоеме, или заносятся в него стоками с полей, усадеб, или выделяются птицами, животными, человеком, содержат некоторые элементы и соединения, необходимые для развития всех живых существ. К числу таких элементов, называемых биогенными, относятся в первую очередь азот и фосфор. Изобилие органических веществ, содержащих биогенные элементы, обеспечивает пышное развитие водных животных и растений. Но когда органических веществ накапливается слишком много, тогда резко ухудшается кислородный режим водоема вплоть до возникновения заморных условий.

4. БИОЦЕНОЗ ВОДОЁМА

Биоценоз - это совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих данный участок суши или водоема, и связанных между собой определенными отношениями с приспособленностью к условиям окружающей среды.

Для того чтобы достичь равновесия всех составляющих биоценоза, необходимо связать их пищевыми цепями для поглощения одного вида другим, с последующим разложением и переводом органических веществ, влияющих на усиленный рост водорослей, в неорганику. Таким образом, водный биоценоз есть целостная биологическая система, которая живет по своим законам. Биоценоз может существовать столетия и тысячелетия. Но в прудах и водоемах, где воду на зиму сливают, каждую весну начинается формирование нового биоценоза. Развитие биоценоза в течение сезона сопровождается появлением одних видов и исчезновением других, то есть каждому виду отводится свое место в очереди.

Рассмотрим подробнее, что и кто входит в состав водного биоценоза.

В зависимости от места обитания тех или других сообществ гидробионтов, они получают различные названия. В толще воды свободно парят организмы, которые называются планктоном. В отличие от него есть активно плавающие организмы, они называются нектоном. В грунте водоема жизненные формы представлены бентосом, а на неподвижно прикрепленных предметах, растениях и животных расположен перифитон. Поверхностная пленка воды тоже занята двумя жизненными формами: нейстоном и плейстоном.

Планктон

На суше невозможно найти жизненную форму похожую на планктон. В толще воды постоянно парят живые существа. Вода из-за своей плотности и сопротивления позволяет им это делать, в то время как на суше все летающие животные рано или поздно опускаются на землю. Планктонные организмы иногда могут достигать огромных размеров: одного метра и более. Например, гигантская медуза Арктическая Цианеа достигает длины 12 метров. Такие формы планктона называются мегалоплактоном, организмы от 1 до 100 сантиметров - макропланктоном, от 1 до 10 мм - мезопланктоном, от 0,05 до 1 мм - микропланктоном и мельче 0,05 мм - ноннопланктоном. От морской и пресной воды специальной планктонной сеткой можно отфильтровать макропланктонные организмы: рачков, эмбрионов различных беспозвоночных животных и других представителей. Мезопланктон состоит из маленьких медузок, мелких червей и других организмов, которых уже можно различить невооруженным глазом. Макропланктон - это уже большие сцифоидные медузы, гребневики и сифонофоры. Многие планктонные организмы проводят всю жизнь в толще воды, другие пребывают в планктонном состоянии только на личиночных стадиях. Чтобы парить в воде и как можно медленнее опускаться на дно, планктонные организмы увеличивают свою удельную поверхность по сравнению с удельным весом. Во-первых, большинство планктонных организмов имеют маленькие размеры и тем самым их поверхность относительно велика по отношению к весу, во-вторых, они уплощаются и сильно расчленяют свое тело за счет выступов, шипов и придатков. Есть у планктонных организмов и органы движения, но они помогают им только парить в толще воды, с помощью этих органов движения нельзя совершать миграции или противостоять более или менее значительным течениям воды. У крупных планктонных организмов вес тела снижается за счет редукции тяжелых образований. Например, крылоногие моллюски, плавающие в толще воды, лишены выростов раковины или она у них слабо развита. Планктонные жгутиковые организмы, радиолярии, веслоногие и ветвистоусые рачки, а также икра рыб, содержат жир в протоплазме и тем самым уменьшают свой вес. Многие гидробионты сильно обводнены, в них содержится до 99% воды, поэтому их способность парить в толще воды повышается настолько, что они практически не опускаются на дно. Иногда планктон для удобства делят на фито- и зоопланктон.

Нектон

Нектон отличается от планктона тем, что его представители совершают значительные передвижения, а не просто парят в воде. У планктонных организмов, например, у медуз, ветвистоусых и веслоногих рачков, есть органы передвижения, однако они не могут следовать по определенному курсу, и полностью подвластны течению воды Нектонные организмы в противоположность планктонным приобрели ряд приспособлений, позволяющих им двигаться, плыть, скользить по воде, а иногда даже летать по воздуху на десятки метров (летучие рыбы, кальмары). Чаще всего движение в воде осуществляется за счет изгибания тела. Три группы животных изгибают свое тело в вертикальной плоскости - китообразные, пиявки и немертины. Остальные изгибают свое тело в горизонтальной плоскости (личинки насекомых, змеи и рыбы). Представители нектона взяли на вооружение силу реактивной струи. Личинки насекомых, таких как стрекоза, втягивают и выбрасывают воду из задней кишки, а у головоногих моллюсков для этой цели есть специальное приспособление, застегивающееся на хрящевые кнопки. Это мешок, из которого вода силой мышц выбрасывается в специальную воронку. У многих нектонных организмов для уменьшения сопротивления воды выработалась обтекаемая форма, при которой наблюдается наименьшее сопротивление. Китообразные приспособились гасить вихревые потоки специальными структурами кожи, другие, как черви-немертины, покрывают свое тело слизью, которая играет роль смазки и уменьшает сопротивление воды.

Бентос

Бентос включает в себя все организмы, обитающие на поверхности грунта водоема и в его толще. Всякое озеро, болото, так же как любое море или океан, имеет жизненную форму в виде бентоса. Организмы, живущие на поверхности грунта представляют, эпибентос, а внутри грунта - эндобентос. Среди бентоса можно встретить бродячие формы, мало подвижные, а то и совсем прикрепленные. Так же как и планктонные организмы, бентос делится на макро-, мезо- и микробентос с соответствующими размерами, от 1 метра до 2 мм, от 2 мм до 0,1 мм мельче 0,1 мм. Организмы, живущие на дне, приобрели ряд приспособлений к удержанию на твердом грунте и выработали эффективные способы передвижения как по поверхности грунта, так и внутри грунта. Почти все гидробионты, входящие в бентос, приспособлены временно выходить в толщу воды, и переходить в нектонное состояние. Для удержания на грунте бентосные организмы увеличили свой удельный вес за счет тяжелого скелета и развили различные органы прикрепления к грунту. Другие частично или полностью заглубились в грунт. Некоторые моллюски приспособились всверливаться в известковые породы. Для этого в их слюнных железах вырабатывается серная кислота, иногда достигающая 10% крепости. Те бентосные организмы, которые живут на очень рыхлых грунтах, (например, иглокожие) приобрели большие выросты, не дающие им утонуть в иле.

Перифитон

Перифитон очень близок к бентосу, однако у него есть различия с ним. Перифитон часто поселяется на жестких предметах, вводимых человеком в воду и представляет собой ничто другое как "обрастание". Следует добавить, что перифитон можно найти не только на искусственных сооружениях, но и на животных и растениях. В морской воде перифитон может быть двойной и даже тройной, когда на одних организмах поселяются другие, а на них в свою очередь третьи и так далее. Если взять раковину морского гребешка, то на ней можно найти балянусов (морских желудей), на которых в свою очередь живут мшанки.

Нейстон и плейстон

Есть еще две жизненные формы гидробионтов. Для своего существования они избрали пленку воды или границу между водой и атмосферой. В чем же различие между нейстоном и плейстоном? Нейстонные организмы, используя пленку натяжения воды, бегают по ней или же под ней, не выходя в атмосферу, а плейстонные организмы крупнее нейстона. В эту форму входят организмы, которые частично живут в воде, а частично высовываются из воды. Рассмотрим подробнее те и другие организмы. На верхней стороне пленки бегают клопы-водомерки, вертячки, мухи эфидры и другие. Все эти организмы относят к эпинейстону. В океанах так же, как и в пресноводных водоемах бегают по поверхности водомерки, это, пожалуй, единственное насекомое приспособившееся жить далеко от берега в океане. Пленка натяжения прогибается под ногами насекомых, но не рвется, так как организмы эти очень легки, а конечности и тело у них гидрофобны, то есть не смачиваются водой. Для увеличения контакта с пленкой воды на конечностях у них есть специальные выросты хитина, напоминающие волоски. Если же в водоем попадают синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), то пленка под их воздействием начинает рваться и нейстонные организмы тонут. Со стороны воды к поверхностной плёнке примыкает много организмов, относящихся к гипонейстону: жуки-водолюбы, моллюски, клопы и личинки комаров. Плейстонные организмы двойственны по природе, так как частично они находятся в воздухе, а частично в воде. Большинство плейстонных организмов живет в море. Из них особенно выделяется физалия, у которой есть крупный пузырь, напоминающий парус. Благодаря парусу физалия может плыть даже против течения.

Пищевые цепочки в биоценозе

Для практического применения удобно разделение существ, составляющих биоценоз делить по звеньям пищевой цепочки.

К первому звену относят фитопланктон. Фитопланктон - это водоросли, которые микроскопически малы и парят в толще воды. Существует несколько видов одноклеточных водорослей. Самые известные из них - зеленые и сине-зеленые. При благоприятных температурных условиях вода в пруду мутнеет, <зацветает>, что вызывается большим скоплением зеленых водорослей. Но они несут большую пользу обитателям водоема. В первую очередь, принимая участие в фотосинтезе, они выделяют кислород, необходимый как животным, так и растениям. Во-вторых - они являются прекрасным кормом для микроскопических рачков и некоторых видов рыб.

Что касается сине-зеленых водорослей, то, по мнению ряда ученых, они выделяют в воду токсичные вещества. Как правило, эти водоросли образуют у берега водоема плавающую черную корку, иногда в воде попадаются слизистые комочки зеленовато-голубого цвета. Из-за выделяемых сине-зелеными водорослями веществ, вода пруда приобретает землянистый запах. Токсины этих водорослей опасны не только для рыб, но и для животных. При их массовом развитии вода из такого водоема может вызвать отравление.

Второй составляющей планктона является зоопланктон. Это множество микроскопических и едва видимых невооруженным взглядом животных. Они составляют следующее звено пищевой цепи биоценоза. Из одноклеточных организмов зоопланктона можно выделить инфузорий. Они являются излюбленным кормом личинок рыб. Дафнии, циклопы, коловратки, находящиеся в толще воды, являются уже многоклеточными организмами. Все они служат прекрасным кормом для мальков.

Дафнии - это низшие ракообразные. Их размеры не более 3 мм. Движутся они с помощью сильно разветвленных усов. У этих рачков есть один большой сложный глаз, способный различать поляризованные лучи. На ножках у них находятся перья и щетинки, служащие для фильтрации органических веществ и фитопланктона, которым они питаются. Дафнии осуществляют благоприятную фильтрующую деятельность в водоеме, тем самым, повышая прозрачность воды.

Еще одни существа, позволяющие поддерживать прозрачность воды - это коловратки. Они представляют самый мелкий класс из многоклеточных организмов, их размеры - от 10 микрометров до 2 мм. Жизнь коловраток коротка - от 10 дней до 2 месяцев.

Третьей составляющей биоценоза в пищевой цепочке водоема являются рыбы, которые питаются зоо- и фитопланктоном, высшими растениями или другими видами рыб.

И, наконец, четвертая составляющая биоценоза в пищевой цепочке - это сапрофитные бактерии и грибы, позволяющие органические вещества переводить в неорганические, тем самым сохраняя прозрачность воды и помогая развиваться первой группе биоценоза.

Биоценоз - это саморегулирующаяся система, она обычно очень устойчива и в любой момент может перестроиться и противостоять вредным воздействиям и загрязнению окружающей среды.

Как создать биоценоз в новом водоёме?

Новосозданный водоем с течением времени сам заселится всеми необходимыми существами, включая и рыб. Но, если вы хотите ускорить этот процесс, можете самостоятельно заселить его крупными организмами: водорослями и рыбами. Вот несколько советов:

Для переноса водорослей из одного водоёма в другой во избежание заноса болезней, паразитов и т.п. необходимо провести следующую операцию. Водоросли помещают в солевую ванну (5%-ный раствор кухонной соли) на 5 мин, после этого хорошо промывают (если чистота первоначального водоема вызывает сильные сомнения, то можно ещё положить их в слабый раствор марганцовки тоже на 5 мин). Зеленые водоросли в пруду играют большое значение - они привносят в воду кислород, являются пищей для рыб и их нерестовыми местами. Кроме того, на водорослях живут и развиваются разные личинки животных (личинки бабочек, жуков, стрекоз, личинки комаров) и прочая водная живность. Но, если в пруду нет рыб, которые могут держать в балансе водоросли, то пруд может начать быстро заиливаться.

Прудовые улитки - ценные и красивые обитатели пруда, поедающие водоросли и очищающие поверхности подводных предметов. Но привносить их в новый водоем следует с осторожностью, так как они являются переносчиками глистов-трематод и природными фильтрами для солей тяжелых металлов, радионуклидов и других загрязнителей. Так что либо берите их из точно чистых мест или подождите, когда они сами разведутся.

Пресноводные креветки являются очень ценным дополнением в пищевой цепи Вашего водоёма, к тому же они являются превосходными "фермерами" в Ваших зарослях водорослей. Те же функции выполняют и раки. Не забывайте при вносе любой живности сначала проводить операцию очистки в соляных ваннах (5 минут в 5%-ном растворе кухонной соли) - это довольно просто и в будущем у Вас не будут возникать серьезные проблемы.

Полезные виды рыб:

- карп (их несколько видов, можно просто обратится в ближайший от Вас рыбхоз и там Вам посоветуют, какой вид лучше для Вашего региона);

- белый толстолобик (хорошо фильтрует воду - питается фитопланктоном);

- пёстрый толстолобик (также хорошо фильтрует воду - питается зоопланктоном);

- белый амур - питается водорослями и другой растительностью.

Из хищных рыб лучше предпочесть озёрную форель - эта рыба в любом возрасте, а она достигает больших размеров (до 5 кг), питается только мелкой сорной рыбой и другими животными (мухами, стрекозами, всякими жуками, головастиками и т.д.).