Бщее описание водоёма- охладителя Курской АЭС

 Значительными источниками  радиоактивного загрязнения являются  взрывы ядерных устройств в  атмосфере и гидросфере. Однако  сейчас такие взрывы могут  проводить Франция и Китай,  не присоединившиеся к Московскому  договору о проведении испытательных  ядерных взрывов под землей. Наиболее  опасны долгоживущие и медленно  выводимые из организма изотопы,  такие как стронций-90, накапливающиеся  в костях. Распространенными загрязнителями  являются изотопы иттрия, цезия,  йода, кобальта, марганца, цинка. 

Тяжелые 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. Высокая токсичность для живых существ - это характерное свойство соединений и ионов 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, хром и никель используются  для гальванического покрытия  поверхностей металлических изделий.  Соединения меди, цинка, кобальта, титана используются в качестве  красителей и т.д. Тяжелые металлы  имеют много общего в биологическом  действии и судьбе в водоемах. Как уже было сказано, они  очень токсичны, хотя 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.

1.2  Виды эвтрофирования  водоёмов.

Деградацию водоёмов и  нарушение всех видов водопользования  ставят в ряд глобальных проблем.

Эвтрофирование водоёмов является одним из воздействий на окружающую природную среду. Термин трофность водных объектов был введён в экологию немецкими гидробиологами А. Тинеманом и Э. Наумовым в 1921 г. для обозначения способности водоёмов фотосинтезировать органическое вещество как основу кормовой базы для водной ихтиофауны.

Выделяют три вида трофности водоёмов:

Дистрофные (отсутствие) водоёмы  характеризуются превышением скорости разложения (Р) органических веществ над фотосинтезом (Ф):

VФ : VP < 1.

Олиготрофные (бедные) водоёмы – это такие водоёмы, которые имеют равновесное (климаксное) состояние, когда фотосинтез органического вещества и его разложение находятся в равновесном состоянии:

VФ :VР = 1.

В эвтрофных водоёмах отмечается цветение водорослей и происходит накопление органического вещества, где скорость роста продукции превышает её разложение:

    VФ : VP  > 1.

  Между этими градациями  выделяют промежуточные виды  эвтрофирования: ультраолиготрофные, занимающие промежуточное положение между дистрофными и олиготрофными и мезотрофные , которые находятся между эвтрофными и олиготрофными процессами.

Постепенный переход из дистрофного или олиготрофного состояния в эвтрофное называется эвтрофированием.

Эвтрофирование может происходить как естественным путём, так и вследствие антропогенного воздействия, его называют антропогенным эвтрофированием. Процесс естественного эвтрофирования водоёмов протекает обычно сотни, а то и тысячи лет.

Скорость фотосинтеза  водорослей при антропогенном эвтрофировании повышается очень резко из-за поступления в водоёмы питательных веществ со сточными водами и поверхностным стоком воды.

Очевидным проявлением антропогенного эвтрофирования является массовое развитие микроскопических планктонных водорослей, обитающих в толще воды – фитопланктона и высшей водной растительности. Хозяйственное эвтрофирование ведёт к вторичному загрязнению воды и нарушению всех видов водопользования. Повышение уровня трофности сопровождается изменением состава фитопланктона: начинают преобладать сине-зелёные водоросли (90 – 95 % от общего их количества).

Некоторые виды водорослей придают воде очень неприятный запах  и вкус и выделяют токсичные вещества. При массовом отмирании водорослей в местах их скопления интенсивно поглощается кислород и тем самым  возникают заморы водных обитателей, особенно мелких и слабоорганизованных. Серьёзные нарушения вызывает зарастание высшей водной растительностью прибрежных мелководий. Зарастания затрудняют рыбный промысел и водопользование, влияет на динамику вод; снижают скорость береговых течений, гасят движение волн и нарушают водообмен.

Органические остатки  на мелководьях вызывают процессы гниения  и брожения: при этом в воде увеличивается  концентрация свободного диоксида углерода, аммиака, восстановленных соединений железа, сероводорода, марганца и других веществ. Это приводит значительному  ухудшению качества питьевой воды, а иногда она становится даже токсичной. Гидрооксид железа в водопроводной сети выпадает в осадок и тем самым ухудшает водоснабжение по трубам, разрушает бетонные и другие изделия в гидросооружениях.

Причина антропогенного эвтрофирования – это избыточное поступление биогенных веществ в водоёмы. Основными элементами для водорослей являются минеральные формы углерода, азота, фосфора и калия и др., которые необходимы для формирования органического вещества.

Основные источники поступления  биогенных веществ в воду –  бытовые и промышленные сточные  воды, поверхностный сток с городских  территорий, смыв с полей минеральных  удобрений. Другими источниками  эвтрофирования являются атмосферные осадки, судоходство и донные отложения. Принято считать, что цветение воды становится вероятным, когда содержание минерального азота превышает 0,3–0,5 мг·л-1,  а минерального  фосфора – 0,01–0,03 мг·л-1. Эвтрофирование водоёма зависит не только от нагрузки на водоём биогенных веществ, но и от условий развития автотрофных гидробионтов, то есть климатических, гидродинамических и морфологических особенностей водоёма. Наиболее сильно эвтрофирование происходит в хорошо прогреваемых и освещаемых прибрежных мелководьях, в прудах и озёрах.

Основными мероприятиями  по предотвращению эвтрофирования можно считать следующие:

1) ограничение поступления  в водоёмы биогенных веществ,  которые способствуют увеличению фотосинтеза;

2) воздействие на комплекс  условий в самом водоёме в  целях снижения скорости развития  водорослей.

1.3 Общее описание водоёма- охладителя  Курской АЭС.

 Водоём- охладитель первой и второй очередей филиала концерна  «Росэнергоатом» « Курская атомная станция» принят в эксплуатацию 12 декабря 1977 г. и решениями Курчатовского районного Совета народных депутатов от 11.02.82 г. № 59 и Курского облисполкома от 16.06.83 г. № 275 передан атомной станции в обособленное водопользование. Суммарная установленная мощность первой и второй очередей Курская АЭС составляет 4 млн. кВт. Водоём – охладитель КуАЭС, наливного типа, расположен на левобережной пойме р. Сейм – левого притока р. Десна, между ограждающей дамбой и надпойменной террасой, на участке от х. Александровский до д. Рассолово Курчатовского района Курской области. Береговая насосная станция подпитки водоёма находится на расстоянии 518 км от устья р. Сейм. Основным назначением водоёма – охладителя, осуществляющего незначительное сезонное регулирование стока, является техническое водоснабжение первой и второй очередей КуАЭС – охлаждение оборотной воды и восполнение безвозвратных потерь в системе техводоснабжения. Кроме того , водоём используется в целях рыбоводства, рекреации и удовлетворения хозяйственных нужд.

Рис. 1  Расположение водоёма  – охладителя КуАЭС.

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Описание видового состава  водоёма – охладителя КуАЭС.

2.1 Описание растительности  водоёма КуАЭС.

Растения, обитающие на берегах водоема семейство Marsileaceae -- Марсилиевые (= Pilulariaceae) семейство Salviniaceae -- Сальвиниевые (= Azollaceae). К порядку Сальвиниевые -- водных папоротников -- относится ряд приспособившихся к обитанию в воде и переувлажнённых местообитаниях папоротников, развивших разноспоровость. Развитие спор и строение заростков этих папоротников напоминает Selaginella -- Селагинелла, или Плаунок, хотя никаких родственных отношений между этими группами нет. Таким образом, независимое возникновение разноспоровости у плауновидных и у настоящих папоротников представляет собой пример настоящей конвергенции. Наиболее распространенные роды сальвиниевых -- Марсилия и Сальвиния. Первая представляет собой небольшие прибрежные и водные растеньица, больше всего напоминающие четырёхлистный клевер. Спорангии марсилии собраны под общей оболочкой в так называемый спорокарп, который обладает весьма сложными механизмами раскрывания. Сальвинии -- это плавающие на поверхности воды ряскообразные (но значительно более крупные) растения с очень интересным диморфизмом листьев -- два из трёх листьев в мутовке плавающие, фотосинтезирующие, а третий -- корневидный, обеспечивающий устойчивость растения и всасывание воды. Кроме того, на нижней поверхности обычных листьев сальвинии развивается киль, а на верхней -- блестящие водоотталкивающие клетки[2].

Семейство Злаковые - Poaceae

Основные характеристики этого семейства: cтебель в виде соломины, цилиндрический (реже сплюснутый), с плотными вздутыми узлами и большей частью полыми междоузлиями, у некоторых видов стебель одревесневший, например, у бамбука. Цветы большей частью обоеполые, в колосках, которые собраны в более сложное соцветие: сложный колос, кисть или метелку. Очень редко соцветие бывает в виде початка (пестичное соцветие кукурузы). Плод у всех злаковых - зерновка.

Род: РИС - ORYZA L.

Рис посевной - Oryza sativa L.

Биология и морфология. Особенностью корневой системы риса является наличие аэренхимы - ткани, содержащей воздухопроводящие полости. Через устьица листьев и стебли воздух поступает в аэренхиму корня. В результате не только корень, но и окружающая его зона снабжаются кислородом, что обеспечивает активное развитие почвенной микрофлоры на рисовом поле. Стебель - соломина с полыми междоузлиями. Длина стебля колеблется от 0,3 (у карликовых форм) до 6 м (у плавающего риса), в основном - 0,5-2 м. Растения японского подвида имеют соломину более короткую, чем индийского. Число узлов зависит от продолжительности вегетационного периода (у скороспелых форм их около 10, у позднеспелых - до 20). В отличие от других злаков у риса имеется два последовательных колеоптильных листа. Первый - настоящий, бесхлорофилльный колеоптил, второй - зеленый или первый лист без пластинки - шило. Все листья у риса, кроме двух первых, имеют влагалище, пластинку, язычок и ушки. Пластинка листа длинная и узкая (длина 20-25 см, ширина 1-2 см). Самый верхний лист, называемый флагом, имеет листовую пластинку более короткую и широкую, чем другие листья. Узел кущения образует от 2 до 40 боковых побегов. Рис может давать также побеги ветвления, которые развиваются из пазушных почек листьев на стебле при длительном затоплении. Соцветие - метелка с числом колосков от 20 до 300 длиной 10-30 см. Метелки бывают поникшие, прямостоячие и промежуточные. Степень осыпаемости риса зависит от строения колоскового сочленения - места прикрепления колоска к ножке. Колоски имеют небольшие верхнюю и нижнюю колосковые чешуи ланцетной формы, их длина обычно равна 1/3-1/2 длины цветковых чешуй. В каждом колоске находится только один цветок. Он состоит из нижней и верхней цветковых чешуй, двух лодикул, шести тычинок и пестика с двумя перистыми рыльцами. У остистых сортов нижняя цветковая чешуя заканчивается остью длиной до 15 см. Пыльники небольшие (0,5 см), каждый содержит около 1000 пыльцевых зерен. Пыльцевые зерна округлой формы диаметром 35-38 мкм. Завязь образована тремя плодолистиками. Плод - зерновка, которая после обмолота, остается в цветковых пленках, хотя не срастается с ними. Пленчатость риса составляет 10-35 % массы семян. Масса 1000 семян (вместе с пленками) 27-34 г.

Род: ТРОСТНИК - PHRAGMITES TRIN.

Тростник обыкновенный - Phragmites australis Trin.

Морфология. Многолетнее  травянистое растение. Стебель 80-300 см высотой, до 2 см толщиной, прямой, округлый, полый, гладкий, хорошо облиственный, после  цветения деревенеющий. На одном растении развивается от 15 до 22 листьев. Соцветие тростника обыкновенного - крупная, густая, раскидистая метелка 20-50 см длиной, 10-25 см шириной, с темно-фиолетовыми колосками.

Листья очерёдные, крупные, плоские, линейноланцетные, 2,5-3 см шириной, серовато-зелёные, по бокам острошероховатые, режущие, с влагалищами, плотно схватывающими стебель. Язычок в виде ряда колосков и ресничек. Цветки многочисленные, собраны в густую пирамидальную метёлку до 30 см длиной. Колоски буро-фиолетовые 9-12 мм длиной. Зерновка продолговатая, около 2 мм длиной. Корневище до 2 м длиной, ползучее, сильноветвистое, с толстыми горизонтальными подземными побегами. Вегетирует с апреля по октябрь. Цветёт в июне-августе. Семена созревают в августе-сентябре. Размножается в основном вегетативно, с помощью корневищных побегов и семенами.

Экология и биология. Тростник - многолетнее воздушно-водное растение, возобновляется вегетативно и семенами. Произрастает в поймах рек и на песчаных террасах по берегам водоемов, рек, озер, в плавнях, на болотах и  болотистых лугах, в ольшаниках и  ивняках, в сырых и мокрых типах  дубрав, у выхода на поверхность  грунтовых вод или в местах, где близко подходят подпочвенные воды. Корневая система тростника обыкновенного  располагается в 50-150-см слое грунта, иногда достигает 10 м глубины. Высота стебля зависит от уровня воды, плодородия грунта.

Тростник - перспективное  растение, выполняющее различные  функции: техническую (в качестве строительного  материала, источника целлюлозы), кормовую, пищевую (корневище и молодые  побеги), берегоукрепляющую (для закрепления влажных песков), водоохранную, декоративную, фитомелиоративную. Перспективное растение в качестве природного биофильтра. Служит местообитанием для многих зверей (кабан, ондатра, дикий камышовый кот и др.) и птиц (прежде всего для воробьиных, зимородка, луня болотного и др.).

Тростник Изиды - Phragmites isiaca (Del.) Kunth

Растет у берегов водоемов, вдоль каналов и арыков, преимущественно  на более легких песчаных и супесчаных почвах. Образует довольно густые заросли. Многолетники 1.5--4 м высотой, с длинными и толстыми корневищами. Стебли с  многочисленными узлами. Листовые пластинки  линейно-ланцетные, 2.5--6 см шириной. Метелки 20--70 см длиной, довольно густые, после цветения несколько серебристые от длинных волосков, отходящих от нижних цветковых чешуи; колоски 0.8--1.2 см дл., с 3--5 цветками; нижние цветковые чешуи из широколанцетного основания, шиловидные, без остей. Цветет осенью.